Signalaufbereitung ADC

[Sandro (Gast)]

Hi Leute,
ich beschäftige mich zur Zeit damit ein AC/DC Spannungsmessgerät (50Hz 
vielleicht auch mehr und max. 2000V Spitze-Spitze) zu erstellen. Durch 
umlegen eines Schalters soll Gleichspannung(nicht zeitgleich sondern in 
anderen Schaltungen) gemessen werden können.
Die ganze Spannung plane ich durch einen simplen Spannungsteiler zu 
minimieren um ein Signal von +- 2,5V Spitze Spitze zu erreichen. Das 
Signal möchte ich in einen ADC speisen, welcher mir aber nur von 0 - 5 V 
arbeitet von dort aus weiter zum Mikrocontroller.
Wie schon beschrieben ist mein Problem das ich nicht so recht weiß, wie 
ich das Signal für den ADC am besten aufbereite, da mir das ganze 
Elektronikzeug einfach noch etwas fern liegt. Ich hoffe ihr habt mir 
einen brauchbaren Vorschlag. Vielen Dank schonmal im Voraus.

[Nop (Gast)]

Sandro schrieb:
> max. 2000V Spitze-Spitze) zu erstellen.
...
> da mir das ganze Elektronikzeug einfach noch etwas fern liegt.

Laß das Projekt erstmal einfach sein. 2000V sind nichts für 
elektronikferne Leute, das ist lebensgefährlich.

[Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill)]

Wenn das ganze einigermaßen präzise werden soll, d.h. temperaturstabil, 
solltest Du vorzugsweise einen integrierten Spannungsteiler verwenden 
und keine Einzelwiderstände, so wie es auch in anständigen Multimetern 
gemacht wird. Bekannte Hersteller sind z.B. Vishay, Susumu, Beckman, 
Fluke.

Hier sieht man ein Multimeter mit mehreren solcher Spannungsteiler:

https://www.eevblog.com/forum/repair/fluke-8845a-(8846a-like)-6-5-digit-multimeter-showing-%27overload%27-at-all-times/?action=dlattach;attach=252217;image

Man beachte hierbei den großen Abstand des Hochspannungsanschlusses am 
Spannungsteiler. Der entsprechenden Abstand muss auch unbedingt 
eingehalten werden, d.h. man darf auf keinen Fall solch eine Schaltung 
auf Lochraster, Streifenraster oder einem Steckbrett aufbauen.

[Michael B. (laberkopp)]

Sandro schrieb:
> Wie schon beschrieben ist mein Problem das ich nicht so recht weiß, wie
> ich das Signal für den ADC am besten aufbereite,

Dein Problem ist, daß der ADC wenn er die Spannung messen soll von den 
200V nicht isoliert ist.

Ein einfacher Spannungsteiler ginge also (ist in jedem Vielfachmessgerät 
drin), bringt aber keine galvanische Trennung.

Weil alle analogen Methoden der galvanischen Trennung ungenau sind, 
misst man heute meist mit A/D-Wandlern direkt auf der spannungsführenden 
Seite (mit Spannungsteiler) und überträgt das Messergebnis z.B. mit 
Optokopplern digital auf die Auswerteseite.

Eine einfache Methode nutzt einen selbstgebauten A/D-Wadnler gesteuert 
über Optokoppler

Von: Stefan Us 29.01.2015

Zu Messung der Spannung auf einer potentialgetrennten Seite kann man 
einen
optokopplergesteuerten single slope converter nutzen. Hier schaltet der
TL431 den OK2 ein, sobald die Spannung an C1 2.5V übersteigt. Es wird 
die
Zeit gemessen, die nach Öffnen von OK1 dafür benötigt wird. Allerdings 
muss
In zumindest 2.5V betragen und VCC darf nicht zu sehr schwanken (Strom 
der
LED des OK2), in der Realität sind also eventuell Apassungen nötig.

                   OK2                         
VCC o----R2-------|>|---+        +-----------R3--------o VCC (z.B. 5V)
                        |        |
In o---+                |        |
       |                |        +---------------------o Feedback
       |                |        |
      R1             ___|___      / OK2
       |            |       |    |
       +----+-------| TL431 |    |            
       |    |       |_______|    +---|<|-----R4--------o Entladen
       C1    / OK1      |        |   OK1 
       |    |           |        |
- o----+----+-----------+        +---------------------o GND

[Sandro (Gast)]

Hallo zusammen,
vielen Dank schonmal für eure Antworten. Ich sollte vielleicht noch 
erwähnen das der ADC nicht auf dem Mikrokontrollerboard ist und zwischen 
dem ADC und Mikrokontroller ein I²C Isolator gedacht ist.
Vielen Dank für den Hinweis mit den Integrierten Spannungsteilern, die 
werden mir das Leben bestimmt erleichtern.