Suche 16 Bit Adc mit I²C Interface

[shaun]

1. Zwischen den Eingängen ja, aber die Eingänge müssen sich wohlbehütet zwischen den Versorgungsspannungen aufhalten und das mit reichlich Abstand. Wird ohnehin etwas knapp bei Dir: die Ausgänge der ADs kommen schlimmstenfalls nur bis 1,6V bzw 1,3V an die jeweilige Versorgung heran, d.h. Dein nutzbarer Ausgangsspannungsbereich ist 1,6..3,7V, also eine Spanne von 1,8V. Entweder muss also der Verstärkungsfaktor runter oder die Versorgung rauf. Für den Eingang sieht es ähnlich schlecht aus: 2,1..3,7V, also müssen beide Eingänge irgendwo bei 2,5..3,3V herumschwirren. Nun komm nicht auf die Idee, dort nicht Masse, sondern Deine Referenz anzuklemmen - Leckströme, woher auch immer, aber bei Dickstromschaltungen unvermeidbar, werden dann irgendwas zwischen Fehlmessung und Schaltungsbrand verursachen. Nein, in so einer Schaltung gehört der Eingang massebezogen und die ADs mit symmetrischer Spannung versorgt, dann bist Du diese ganzen Probleme mit einem Schlag los. Der REF-Eingang kann meinetwegen auf ADC-Referenz bleiben, nur hast Du ja weiterhin den eingeschränkten Ausgangsspannungsbereich von -3,4 bis +3,7V (+/-5V Versorgung angenommen),also: Verstärkung anpassen oder +Versorgung noch weiter rauf. Aber sagmal: wieso willst Du die Ausgangsspannung der ADs um +2,5V haben? Das heisst dann doch, dass Du negative Ströme immer mit einem Offset misst und positive gar nicht. Kann es sein, dass da grundlegend der Wurm drin ist? Ich finde leider immer mehr Widersprüche, die auszuräumen wohl etwas mehr Zeit braucht als ich gerade habe. Denk mal drüber nach, später schreibe ich vielleicht noch was dazu.

2. (gehört irgendwie zum zuvor Gesagten)

3. Indem Du ohne Strom mit Verstärkern den Nullpunkt misst und mit bekanntem Strom den Skalenfaktor bestimmst. Automatisch ist das zugegebenermassen bei 70A-Bereichen etwas schwierig.

4. Der dann auch kalibriert werden muss. Kümmer Dich lieber um einen möglichst geringen TK der Shunts. Ich habe hier irgendwo mal 100mOhm-Shunts von Isabellenhütte verbaut mit einem TK von 100ppm, das sind bei 100K Temperaturdifferenz ja gerade mal 1% Fehler.

5. Na dann... an ADCs habe ich immer irgendwas Keramisches und einen Elko pro Versorgung.

6. Die Schaltflanken des Digitalgerödels streuen über die Masse in die Analogschaltungsteile ein und versauen die Genauigkeit. Die Massen sollten nach Typ getrennt geführt und nur an einem Punkt auf der Platine verbunden werden, in der Regel am Netzteil. Pass aber auf, dass Du nicht über die Lastkreise einen Masseschluss baust, das gilt bei Deiner Schaltung auch bei gleichzeitiger Nutzung des 25- und 70A-Kreises. Brauchste eigentlich wirklich zwei getrennte?

7. Vor den Eingang des ADC, aber bitte das Modell des Eingangs beachten, kann sein, dass der eine recht heftige dynamische Last darstellt. So wie zB beim eingebauten ADC der ATmegas: 100Megaohm klingt toll, nur dass beim Wandeln Stromspitzen gezogen werden erfordert dann leider doch Quellimpedanzen <1kOhm.

Wie gesagt, ich habe den AD7705, ein 2-Kanal-16bit-ADC mit SPI-Interface verwendet. Macht bis 500 Wandlungen/Sekunde (dann aber nicht mit 16bit), kann biploar und unipolare Eingangsspannungen verarbeiten, hat einen zwischen 1 und 128 binär abgestuft einstellbaren Vorverstärker, der automatisch mitkalibriert wird (!!!) wenn man den Chip sich selbst kalibrieren lässt und kann einen deutlich höheren Referenzspannungsbereich linear verarbeiten (knapp über 1V bis 2,5V, ich betreibe ihn wie gesagt aus einem Spannungsteiler, der hinter einem 7805 hängt, klingt vielleicht nicht so genau, isses aber

[Razer]

Hi Shaun

Danke für deine Hilfe.

Also zum AD620, den verstehe ich selber nicht so genau. Das Ausgangssignal muss im Bereich von 1,6 bis 3,7V liegen. Beim 20A Kreis bei 12.5 facher Verstärkung habe ich eine Ausgangsspannung von 0 - 2,5V. Beim 75A reis bei 33.3 facher Verstärkung ebenfalls von 0 - 2,5.

Welche Referenzspannung würdest du für die AD620 empfehlen??

Nein, in so einer Schaltung gehört der Eingang massebezogen und die ADs mit symmetrischer Spannung versorgt, dann bist Du diese ganzen Probleme mit einem Schlag los.

Was meinst du damit?? Gehört an V+ 5V und an V- -5V??

Also Shunt hab ich einen von Isabellenhütte mit einem Temperaturkoeffizienten <30ppm. Es gibt auch welche dir einen Temperaturkoeffizienten kleiner 10ppm haben. Sind wirklich edel. Weiß jemand wo es die gibt??

2 getrennte Kreis habe ich da sie mir empfohlen worden sind. Wenn ich die Auflösung und Genaugigkeit mit einem Kreis schaffe, sage ich nicht nein. Das geht aber dann nur mit einem 1mOhm Widerstand. Der 10mOhm ist bei 75A viell zu groß.

Den AD7705 werde ich mir mal anschauen. Der klingt interessant. Dan brauch ich keinen AD620 mehr, oder??

Einen kermaischen Kondensator werde ich noch dazuhängen (100nF) - DANKE

Gruß Robert

[Razer]

Hallo an alle

Der AD7705 gefällt mir sehr gut. Da gibts auch den 06 mit 3 Kanälen.

Gleichzeitig muss ich noch die Spannung messen (max 42V). Das hab ich mir gedacht mach ich mit einem Spanungsteiler (mit Präzisionswiderständen).

Oder habt ihr bessere Ideen???

Beim Ad7705 brauch keinen OP vorne, oder???

Welche Referenzspannung soll ich da am besten nehemen???

Dank im Voraus

Gruß Robert

[shaun]

Hi,
nö, beim AD brauchst Du keinen OP davor. Aber bitte trotzdem für einen Massebezug eines der Eingänge sorgen! Beim 7706 würdest Du COMMON mit der Masse Deines Lastkreises und der der Messschaltung verbinden müssen. Dann kannst Du aber nur positive Ströme und Spannungen messen, die Wandlerreihe kann auch nur Spannungen zwischen GND und Vcc verarbeiten, aber bei weitem näher dran als der AD620 verstärken kann. Mit 2,5V Referenz und einem Vorverstärker von 128 kommst Du auf 19mv full range, am 1mOhm-Shunt also 19A mit 0,3mA Auflösung. Klingt zwar toll, aber nimm das nicht zu ernst. Diese Auflösung wirst Du nicht erreichen, das ist eine Schrittweite von 300 NANOVOLT! Mit ein bisschen Mittelwertbildung in der Software solltest Du aber bei gutem Aufbau mit einem Shunt auskommen, macht vieles einfacher. Zur Versorgungslage: hast Du schon eine Quelle? Brauchst Du das Ganze für ein "offizielles" Projekt und/oder bist Du Student? Dann kannst Du ja mal lieb bei AD anfragen, meine 7705er kommen daher, aber die Wahl fiel bewusst, denn wenn ich mehr davon brauche, möchte ich die ja auch irgendwo kaufen können, und zumindest Flanell hat sie (wenn auch für 13 Euro, aber ADCs gab es noch nie geschenkt). Bei Farnell gilt dann auch: biste gewerblich und/oder Student, kannste bestellen. Ode Du fragst mal, ob Dir jemand einen mitbestellt. Oder hast selbst schon ne Quelle. Ich fand den 7705 auf jeden Fall sehr pflegeleicht, allerdings war es schon weit nach Mitternacht, als ich den neulich ansprechen wollte und habe die Angaben des SPI-Interfaces irgendwie überlesen und ihn somit mit der falschen Polarität angesprochen und auf der falschen Flanke gesampelt. Naja, p.P. Nun läuft es aber und bedarf nur noch etwas Software zur automatischen Nullkorrektur meines Biegebalkensensors, dann kommt das Projekt online.

[Razer]

Hi Shaun

Ich bin Student (HTL für Automatisierungstechnik). Den Vorverstärker kann ich über SPI ansteueren, oder???

Dann kann ich ja für den Messbereich bis 19A 128 als Verstärkungsfaktor nehmen und für größere Ströme einen kleineren Faktor.

Ich muss nur positive Spannungen/Ströme messen.

Für Spannungsmessung also mit einem Spannungsteiler, der bei 42V auf 5V teilt. Für kleinere Spannung wer ich dann den Vorverstärker raufdrehen. Ist das eine gute Idee??

Ich werd mal den aktuellen Schaltplan zeichnen.

Gruß Robert

[Razer]

Hallo an alle

Ich hab nun die neue Version gezeichnet. Jedoch finde ich im Datenblatt keine genau Aussage zur Frequenz des Quarzes/Resonator. Am Anfang steht von 500kHz - 5MHz. Liege ich mit 2,45756 richtig. Dann habe ich bei einer Verstärkung > 8 ein Sampling Rate von 307,2kHz.

Am Input Kanal des ADs darf maximal die Versorgungsspannung anliegen, oder???

Welche Wert sind den für den Spannungsteiler sinnvoll?? Er soll doch mnöglichst hochohmig sein. JEdoch gibt es kein passendes Verhältnis für die es Widerstände gibts. Soll einer der beiden Widerstände ein Spindeltrimmer sein???

Oder gibts noch bessere Methoden Sapnnungen zu messen???

Im Anhang hab ich nun den aktuellen Schaltplan gezeichnet. Passen so die Anschlüsse des Shunts??

Dank eim Voraus

Gruß Robert

[shaun]

Huhu,
sieht doch gut aus. Pass auf, dass die Leitung zwischen Batteriemasse und Shunt nicht zu lang wird, und eigentlich willst Du ja auch die Spannung über dem Motor messen, d.h. AIN2- könntest Du auch an der "Oberseite" des Shunt anschliessen und AIN2+ bleibt dann über Spannungsteiler, dessen Enden zwischen OberseiteShunt=MinusMotor und PlusMotor liegen, angeschlossen. Spannungsteiler: bei unipolarem Betrieb muss die Eingangsspannung kleiner gleich der Referenz sein. Es geht zwar bis Vcc nichts kaputt, aber gemessen wird auch nicht mehr. Also 2,5V bei Umax. Widerstandswerte sind wohl recht unkritisch, wenn Du die Energiesparfunktion "Buffer aus" nicht benutzt, Du musst also das BUF-bit auf 1 setzen. Ansonsten ist der Widerstand zwar immer noch hoch, aber die Impedanz nicht, denn bei jedem Samplevorgang wird ein kleiner Kondensator mit dem Eingang verbunden. Für ungebufferten Betrieb sind auch irgendwo im Datenblatt die jeweils nötigen RC-Kombinationen angegeben, um die Stromspitzen so zu puffern, dass kein Bit verloren geht. Egal, lass den Buffer an und gut. Als Widerstände kannst Du dann irgendwas im Bereich um 100k "oben" nehmen und unten dann so bemessen, dass bei Umax 2,5V abfallen. Kalibrieren tust Du das Ganze in Software, musst also kein Poti o.dgl. einbauen, für die Strommessung brauchst Du ja auch einen Faktor. Ok, 1mV=1A, aber: ein Schritt des Wandlers ist 2,5V/65535, also nicht wirklich handlich. Dann kannst Du den Teilerfaktor vom Spannungsteiler auch in Software behandeln. Leg mal bitte in Reihe zu den Eingängen des IC noch Schutzwiderstände (1k oder so), ich hätte bei den Strömen Angst um das IC, jeder Schaltvorgang wird eine Spitze an der niedrigen, aber vorhandenen Induktivität des Aufbaus bewirken, die ohne Widerstände direkt aufs IC geht. Ansonsten sollte es passen. Dass Du mit berechtigtem Interesse bei AD Muster bekommst hast Du sicher schon rausgefunden?

[Razer]

Hallo Shaun

Also Buf Bit auf 1. Dafür brauch ich kein RC - Glied.

Bei den Eingängen (Ain1+, Ain2+) einen 1k Widerstand oder bei Ain- auch?

Das mit den Musterbestellungen hab ich gesehen. Ich werd mich mal dort anmelden.

Wie kalibriere ich das genau (Spannung), denn die Widerstände haben ja auch Toleranzen.

Für Strom liegen am Eingang maximal 0,075V an. Als im KLeinbereich muss der AD mit 128verstärken, damit ich den vollen Messbereich von 2.5V habe. /(max 19,53A)

40A 64.5 Verstärkung
75A 33,3 Verstärkung

Der Verstärkungsfaktor soll dann per Software eingestellt werden. Aber das ist auch risikoreich, nicht?? Worst Case: 75A mit 128 facher Verstärkung. Das ergibt 9,6V. Was passiert dann?? Wie kann ich das absichern??



Gruß Robert

[ogni42]

razer, die Schaltung wird so nicht funktionieren:
- Der Quarz braucht zwei 18pF Kondensatoren, bei Dir sind es 100nF
- AVcc hat keine Spannung, dementsprechend wird ADWandlung nur 0 liefern. Schau mal ins Datenblatt des Mega 128, da ist einen Schaltung beschrieben
- Die Teilschaltung für Temperatursensoren hat keine Verbindung zum Rest der Schaltung
- IC 9A und 9B sind an den Eingängen so beschaltet, dass der Ausgang immer 0V sein wird. So wird die Drehzahlmessung nicht funktionieren

Den Rest habe ich mir jetzt nicht so ganau angeschaut. Vielleicht baust Du erst mal die Änderungen von oben ein.

[Razer]

Hi

Das mit den Kondensatoren an den Quarzen weiß ich, ich musste erst noch nachschauen, welche Kapazitäten gebraucht werden.

AVCC ung AGnd hab ich übersehen.

Der Temperatursensorenpin steht noch nicht fest...

Wie würdest zu die Schaltung für die Drehzahlmessung ändern??


Gruß Robert