Spannung messen ADC Atmega 8.. Wie

Ich baue ein Voltmeter für ein Schaltnetzteil, dass Spannung im Bereich von 0 bis 30V messen soll. Zur erhöhung der Genauigkeit unterglieder ich das in vier Spannungsbereiche. 0..1V, 1..5V,5..15V und 15..30V. Dazu benutz ich einen nichtinvertierenden Verstärker bzw. Spannungsteiler mit unterschiedlichen Verhältnissen. Die sind alle an unterschiedliche ADC Pins angeschlossen. Der Spannungsteiler mit dem 5:1 Verhältnis für 15..30V macht dabei nie Probleme. Aber zum Beispiel der Spannungsteiler für 5..15V, also ein 2:1 Verhältnis würde bei Spannungen über 15V jedoch ein ADC Pin Potential von über 5 Volt liefern, dass maximal 10V wird. Eine Zener-Diode möchte ich wegen messgenauigkeit nicht verwenden.
Tut mir leid, dass ich diesen Thread gerade zu Mülle. Ich habe ja selber ein Thema erstellt: https://www.roboternetz.de/phpBB2/ze...517&highlight=, aber hier wurden die Punkte ja schon angesprochen

Zitat:

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Zitat von Besserwessi

So wie gezeigt geht das schon, wenn der µC wenigstens 4,2 V als Versorgung bekommt. Der Schutz bei fehlender Versorgungsspannung oder größerenen Spannung ist allerdings nicht besonders gut (bis ca. 15 V ohne Vcc, bis ca. 24 V sonst). Es kann noch weiter gut gehen, da ist ds Datenblatt von Atmel nicht ganz vollständig, und da sind ja auchnur Mindestwerte angegeben.

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Zitat:

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Zitat von Besserwessi

Wenn der µC mit Spannung versorgt wird (vor allem wenn die relativ hoch ist) und mehr Strom fleißt, besteht die gefahr eines Latchup und damit Schaden am µC. Mit einem Widerstand von 10 K vor dem Pin liegt die maximale Spannung bei ca. 15 V. Der Messbereich geht aber trotzdem nur bis zur Spannung an AREF.

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Wenn ein 10k Widerstand vor Spannungen bis 15V schützt, welcher Widerstand muss ich mindestens verwenden um vor SPannungen bis 30V zu schützen.

Also nochmals entschuldigung dass ich hier einen Thread missbrauche!

Danke

Martin

Hallo

Ich denke, dein Konzept funktioniert nicht:

Code:

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Symbol Parameter Condition        Min(1)        Typ(1)        Max(1)                Units

Clock Frequency                                50                                        1000                        kHz aha!
AVCC Analog Supply Voltage        VCC - 0.3                        VCC + 0.3        V
VREF Reference Voltage                2.0                                        AVCC                        V
VIN Input voltage                        GND                                        VREF                        V

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Aus dem Datenblatt des Mega8 Seite 248. Die angelegte Spannung am Eingangspin darf nicht größer als die Versorgungsspannung des Mega8 sein!

Gruß

mic

Das habe ich auch immer gedacht. Bis heute als ich hier erfahren habe, dass mit dem richtigen Widerstand es klappen sollte. War das nicht auch die Aussage von Besserwessi im zweiten Zitat? AREF lass ich im übrigen bei 5V. Ich möchte ja nicht den Messbereich auf 30V erweitern, sondern nur abschneiden, was über 5V ist, ohne den Atmega zu vernichten.

Gruß

martin

@Martin:
Geh mal davon aus, dass an dem ADC-Pin unter allen Bedingungen nicht mehr als 5V (AREF) anliegen dürfen.

Wenn du also den Messbereich von 30 Volt aufteilen willst (warum eigentlich?), dann darfst du für die Bereiche bis 5, 10, 15 V keine eigenen Spannungsteiler (auch wenn sie für DEN Bereich "richtig" berechnet sind) DIREKT an 30 V legen!

Poste doch mal deine komplette Mess-Schaltung, dann kann man mehr sagen!

Gruß Dirk

Das eigentliche Thema um mein Schaltnetzteil ist ja hier:

Keine Angst, der letzte Beitrag ist eigentlich der wichtige, weil da nochmal der Schaltplan steht. Jeder ADC Kanal ist ein eigener Messbereich.

https://www.roboternetz.de/phpBB2/vi...=514012#514012

Danke

Martin

Zitat:

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Zitat von Martin.

Wenn ein 10k Widerstand vor Spannungen bis 15V schützt, welcher Widerstand muss ich mindestens verwenden um vor SPannungen bis 30V zu schützen.

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Es wurde ja schon erwähnt, die (inneren) Schutzdioden könner
max 1 mA ab. 30 V / 0.001 A = 30000 Ohm = 30k mindestens.
Allerdings sollte man auch nicht zu hoch gehen, je höher der
Eingangs R je schneller fängt man sich Störungen ein.

Gruß Richard

Durch die internen Schutzdioden ist man halt bis etwa 15 V noch auf der sicheren Seite bei 10 kOhm Impedanz des Spannungsteilers. Viel Hochohmiger als 10 K für den Ausgang sollte der Spannungsteiler nicht sein. Damit hat man also eine Reserve bis zur etwa 3 fachen Spannung wenn man den Spannungsteiler auf 10 K Ausgangswiderstand auslegt. Wenn der Teiler bis 30 V geht, wäre das also bis etwa 90 V am Eingang.
Der Teiler müßte dann etwa aus 12 K und 60 K bestehen. Gängigere Werte wären wohl 15 K und 75 K.

Die internen Schutzdioden sollte man aber nicht überbelasten, die sind normal nur als letzte Reserve gedacht, auch gegen ESD und ähnliches. Wenn man die Dioden schon normal vorbelastet kann z.B. die ESD-Beständigkeit sinken. Wenn öfter größere Spannungen auftreten, sollte man einen externe Diode und einen zusätzlichen Widerstand von etwa 2,2 K zum AD Eingang vorsehen. Damit ist man dann auch besser gegen ESD geschützt.

Genau auf die Antwort habe ich gewartet!
Aber stören die Dioden dann nicht meine Linearität des ADC? Oder kannst du da bestimmte empfehlen, bei denen die Störwirkung sehr gering ausfällt?

Wird dann die Diode in Reihe mit dem 2,2k Widerstand vor den Eingang geschalten?

Spannungsteiler
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2,2k
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Diode
|
|
AD Eingang

Die Diode kommt nicht in Reihe, sondern geht vom Spannungsteiler (Ausgang) nach Vcc. Der 2,2 K Widerstand kommt zwischen den AD Eingang und den Spannungsteiler.

Solange die Spannung kleiner als Vcc ist, sperrt die Diode und stört nicht. Wenn die Spannung größer wird, verhindert die Diode, dass die Spannung um mehr als etwa 0,6 V größer als Vcc wird. Der 2,2 K Widerstand begrenzt dann den Strom bei der Spannung von Vcc+0,6 V auf irgendwas in der Größenordnung 0,1 mA.

Drei kleine Fragen noch:

1. Gibt es für die Schottky-Diode irgendwelche empfehlungen? Ich habe mal die BAT 41 rausgesucht. Wäre die ausreichend?
2. Ist es sinnvoll um die Messgenauigkeit zu erhöhen einen sehr hochohmigen Spannungesteiler zu verwenden und dann einen Impedanzwandler mit ca. 15k vor den AD Pin (immernoch mit der Diode) zu schalten, oder ist das oversized?
3. Passt dann die Schaltung soweit?

Vielen Dank!

Martin

Achja: VCC ist ja in dem Fall 5V Versorgungsspannung des MC. Wenn am Spannungsteiler dann 30V anliegen würden, müssten ja dann an der Diode 24,4V in etwa abfallen oder?