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Die interne Referenzspannung
06.10.2013, 19:11
Beitrag #1
Die interne Referenzspannung
enttäuscht mich schon etwas: sie lässt viel erwarten und ist dann doch recht weich. Bei meinem Heizungsprojekt möchte ich natürlich möglichst genau messen, aber schon auf dem Labortisch sind mir die Messwerte zu instabil. Zwar kommt es auf einige Zehntelgrade nicht wirklich an, aber das, was ich messe, gefällt mir nicht: Schon die Referenzspannungen liegen so c. 2...3% daneben und das Rauschen ist auch allenfalls suboptimal. Statt der eingestellten 2,56V liegen bei meinem Mega gerade einmal 2,505V an, dann ist ordentlich Gehacktes drauf, mit gut und gerne 50mVpp. Ist das normal? Und: schafft eine externe Referenzspannung Abhilfe? Ds würde mich einmal interessieren.

Gruß, Stefan . . . . . . //Wo mein Kölbchen dampft, da bin ich unverkrampft.
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07.10.2013, 16:12
Beitrag #2
RE: Die interne Referenzspannung
Ach, ich bin doch ein Esel! Hatte das Board über USB versorgt - und mich dann gewundert, warum die Referenzspannung, die aus der Versorgung generiert wird, immer zu niedrig ausfällt. Jetzt steht sie stabil und gut ist!

Gruß, Stefan . . . . . . //Wo mein Kölbchen dampft, da bin ich unverkrampft.
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21.11.2013, 15:40
Beitrag #3
RE: Die interne Referenzspannung
moin, wo ich das grad lese Shy
... so ganz komme ich nicht dahinter, w i e ich damit umgehen kann / soll.
Hab schon einiges dsarüber gelesen, bin aber nich richtig fündig geworden, was es damit auf sich hat...

Ich will max. 2 12V Akkus (auch in Reihe) messen, also max ca. 24V. und zwar möglichst genau (im Rahmen dessen eben, was Ardu hergibt).

Wenn ich nun einen Spannungsteiler einsetze, sehe ich, daß ich ca. 1:6 brauche, um den Meßbereich auf 30V einzuengen. Soweit ok.

analogread(A5) -> und umwandeln mit volt = anlogread(A5)30/1024. (um nicht den ganzen sketch zu zeigen) hab ich alles so ungefähr aufm Schirm, alles nicht so das thema..

Wie aber und wo kann ich die erzugte(n) Referenzspannungen dazu nutzen, um die Messung möglichst genau auszuführen?

Das Anklemmen des Ardu am Spannungsteiler und Auslesen an z.B. Pin(A5) ist nicht das thema, wo aber beziehe ich und wie die Referenzspannung in den Sketch ein???

Hmm "it bleibs a Rätsel" for me..

hat evtl. jemadn nen kleinen tip für einen beginner? Wie vergleiche ich diese referenzspannung mit meiner? woher krieg ich die

Vielen Dank,
Onkelhotte ...

nochwas:
wie kann ich Verpolung beim Messen verhindern - nein, ich meine, den Ardu davor schützen?

Setze ich einfach ne Diode vor den Eingang, fällt doch schon wieder Spannung V=f(T, U, Typ) daran ab..?? Huh
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22.11.2013, 13:35
Beitrag #4
RE: Die interne Referenzspannung
Hallo Onkel,

wir können entweder die voreingestellte Referenzspannung verwenden, meist 5V, andere intern generierte Werte, die allerdings unterschiedlich verfügbar sind, je nach Prozessortyp, oder eine extern bereitgestellte Spannung, die an den Aref-Eingang gelegt werden muss. Diese bietet die Möglichkeit, spezielle Messbereiche optimal auszunutzen. Für deinen Fall bieten sich z.B. 3,07V an, um an einem 10:1 Teiler einen 30V-Messbereich zu erhalten. Jedes Digit entspricht dann 3,0 mV. Konfiguriert wird das im Sketch durch den Befehl analogReference(DEFAULT) für Standard, (EXTERNAL) für extern angeschlossene Sannung, oder z.B. (INTERNAL2V56) für 2,56V. Mit dem Verpolungsschutz ist das so eine Sache, er ist schwer realisierbar, denn Spannungen, die außerhalb der internen Versorgungsschiene liegen, mögen die MCUs nicht und Schutzelemente gefährden entweder die Messung oder sie helfen kaum. Eine Diode in Sperrichtung über den Eingang gelegt kann einen gewissen Schutz bieten.

Gruß, Stefan . . . . . . //Wo mein Kölbchen dampft, da bin ich unverkrampft.
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02.01.2014, 11:41
Beitrag #5
RE: Die interne Referenzspannung
Hi, Stefan, ist zwar schon ein Jahr her ;-)) aber dennoch .. danke für die antwort ..

(22.11.2013 13:35)Stefan schrieb:  Hallo Onkel,

wir können entweder die voreingestellte Referenzspannung verwenden, meist 5V, andere intern generierte Werte, die allerdings unterschiedlich verfügbar sind, je nach Prozessortyp, oder eine extern bereitgestellte Spannung, die an den Aref-Eingang gelegt werden muss. Diese bietet die Möglichkeit, spezielle

Ahhh!!
Ich muß also die Spannung selber an den Pin anlegen.. das hatte ich so nicht gewußt ...

Steht auch irgendwie nirgendwo geschrieben ...

(22.11.2013 13:35)Stefan schrieb:  Messbereiche optimal auszunutzen. Für deinen Fall bieten sich z.B. 3,07V an, um an einem 10:1 Teiler einen 30V-Messbereich zu erhalten. Jedes Digit entspricht dann 3,0 mV. Konfiguriert wird das im Sketch durch den Befehl

Kalibrieren kann ich dann ja softwaremäßig mit einem Faktor á la Gemessener Wert / extern gemessener Wert (z.B. mit Voltmeter o.ä??), denke ich, oder empfiehlt es sich eher mit Trimm-Poti oder anderen Hardware- Einstellungen ?

Da das ganze für batterieakuÖLadesspannungen sein soll, müßte die genauigkeit schon bei ca. 0- 0,05V liegen, denn ansonsten fangen die Dinger - bei Überspannung an, auszugasen und irgendwann ist das Wasser alle ..

(22.11.2013 13:35)Stefan schrieb:  analogReference(DEFAULT) für Standard, (EXTERNAL) für extern angeschlossene Sannung, oder z.B. (INTERNAL2V56) für 2,56V. Mit dem Verpolungsschutz ist das so eine Sache, er ist schwer realisierbar, denn Spannungen, die außerhalb der internen Versorgungsschiene liegen, mögen die MCUs nicht und Schutzelemente gefährden entweder die Messung oder sie helfen kaum. Eine Diode in Sperrichtung über den Eingang gelegt kann einen gewissen Schutz bieten.

Hmm, wie macht man das denn halbwegs professionell??
Diode durchmessen, vorschalten und die Sperrspannung linear abziehen oder in ein Kennfeld proigrammieren und ..?
?

Herjeehh.. je weiter man sich darein kniet, desto komplexer wird das Ganze.
ich friemel mal was zusammen ..

Gruß, Onkelhotte ...
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02.01.2014, 19:06
Beitrag #6
RE: Die interne Referenzspannung
neee, so schlimm is des net. Es kommt auf die Genauigkeit an, die du erreichen willst. Für die meisten Fälle reicht ein Spannungsteiler, bestehend aus einem Präzisionspoti und einem Vorwiderstand und Glättkondensator völlig aus. Alternativ gibt es Spannungsreferenzelemente, die hochstabil sind. Bei der 10-Bit-Auflösung reicht eine aus der Versorgungsspnnung erzeugte wohl aus.

Gruß, Stefan . . . . . . //Wo mein Kölbchen dampft, da bin ich unverkrampft.
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06.01.2014, 18:03
Beitrag #7
RE: Die interne Referenzspannung
Hallo zusammen,
mal den *senfdazugebemodeeinschalte*

Also wenn die Versorgungsspannung so instabil ist wie Stefan es berichtet hat dann
kann man sich beim UNO bzw den ATmega328 Derivaten damit behelfen das man
die Referenz vom ADC auf interne Referenz umschalten was man im Datenblatt
leicht nachlesen kann wie das geht. Wenn es kein Ardi-Kommando gibt dann kann
man das auch mit einem in den Ardi Code eingefügten Assemblerbefehl erledigen
weil der ja keine Variablen benötigt. Man muß dann lediglich den Spannungsteiler
auf eine Referenzspannung von 1,1Volt auslegen und die Welt ist wieder in Ordnung.
Stefan wo du die 2,5V Referenz hernimmst ist mir grad noch schleierhaft ? War das
nur ein Spannungsteiler zwischen GND und VCC oder doch ein Referenzelemt wie
der REF03 Baustein von Analog Devices der genau 2,5V liefert wobei du das Teil
auch noch mit nem Poti abgleichen kannst von 2,3 bis 2,8 Volt sofern die Eingangs-
spannung um mindestens 2V höher ist wie UA. Aber das wäre schon die Luxusvariante.

Zu dem Verpolungsschutz, wenn man z.B. mit einer 2,5V Referenz arbeitet wäre
eine simple Methode direkt zwischen dem Ausgang vom Eingangsspannungsteiler
und dem ADC Eingang eine 4,7V Z-Diode mit der Anode gegen Masse liegend
vorzusehen. Was macht jene dann, erstens mal begrenzt sie jede Überspannung
am Eingang und sollte die UEingang Negativ werden begrenzt sie die Negative
Spannung auf ca. 0,7V. Ergo sind dann Zwei Fliegen mit einer Klappe geschlagen.
Da muß nun nur noch darauf achten das der Spannungsteiler nicht zu Hoch und
nicht zu Niderohmig wird um einmal die Leckströme der noch sperrenden Z-Diode
zu vertragen als auch die Z-Diode nicht zu überlasten wenn Überspannung reinkommt.
In der Regel sollte das ausreichen.
Die natürlich für Messtechnikfreaks perfektere Lösung sieht da schon eine evtl.
Mehrstufige OP Eingangsschaltung vor mit der man dann solche Signale
dann schön für den ADC Eingang passend aufbereiten kann....natürlich
mit sehr hochohmigem Eingangswiderstand und Überspannungs und Verpolungsschutz
ohne das man da dann Ungenauigkeiten zu befürchten hätte. Hier kann man sich
dann mit einfachen Feld Wald und Wiesen OP's wie den LM324 (4-fach OP) austoben
oder man sucht sich bei nem renomierten Messverstärkerhersteller....ach
erwähnte ich nicht schon mal Analog Devices.... sich einen Drift und sonstwas
armen und super präzisen OP für Messtechnikzwecke aus die dann ein bischen
mehr kosten...
Hoffe mal Euch hiermit ein bischen Futter für die Grauen Zellen geliefert zu haben.
lg
bk

1+1 = 10 Angel ...und ich bin hier nicht der Suchmaschinen-Ersatz Dodgy...nur mal so als genereller Tipp..
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06.01.2014, 20:32
Beitrag #8
RE: Die interne Referenzspannung
BK, die Botschaft war, dass wir bei Versorgung über USB mit Stabilitätsproblemen der internen Referenz rechnen müssen. Bei normaler Versorgung steht sie stabil.

Das Board war ein Mega2560, was eine interne Ref. von 2,56V bietet.

Gruß, Stefan . . . . . . //Wo mein Kölbchen dampft, da bin ich unverkrampft.
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