Spannungswahrnehmung durch Mikrocontroller

[Balu Jr.]

Hallo Fachleute,

ich habe eine einfache Frage, die ich mir aber selber nicht beantworte kann. Ich schreibe gerade meine Facharbet über den ProBot128 und erkläre nun alle Sensoren. Ich frage mich aber, wie der Microcontroller Spannugen "wahr nimmt", wenn der Sensor nur an einem Pin angeschlossen ist???
Bsp:

VCC<----Wiederstand(68kOhm)----"0"----Photowiderstand---->Erdung

An der Lötstelle "0" führt eine Leitung zu einem Pin des Microcontrollers mit Analog-Digital-Wandlung.
Die beiden Widerstände bilden einen Lichtabhängigen ?Spannungsteiler? ?
Wie kann der Roboter so die Lichtintensität messen?
Ich hoffe ihr könnt verstehen was ich meine.

Danke schon mal,

BALU

[Felix G]

Im Prinzip hast du das alles schon richtig interpretiert, das ist tatsächlich ein lichtabhängiger Spannungsteiler, d.h. das Potential an der Lötstelle (und damit die Spannung gegen GND) ist von der Helligkeit abhängig.

Diese Spannung wird dann von einem Analog/Digital-Wandler in eine Zahl umgerechnet, mit der der µC rechnen kann.


Eigentlich nichts anderes, als würde man selbst mit einem Multimeter die Spannung zwischen dieser Lötstelle und GND messen.

[Balu Jr.]

OK,

GND wird als Referenzwert verwendet!
Aber warum muss die Spannung denn so aufgeteilt werden?
Man muss doch davon ausgehen, dass der Mikrocontroller den Wiederstand des ohmschen Widerstandes nícht kennt.

[Felix G]

Der Spannungsteiler ist nötig, da man nur mit der Versorgungsspannung und dem LDR alleine keine helligkeitsabhängige Spannung erzeugen kann. Würde man den LDR einfach nur zwischen VCC und den ADC hängen, dann wäre die Spannung am ADC immer gleich VCC, da (fast) kein Strom fließt.

Das ist ja das grundlegende Prinzip eines Spannungsteilers, es fließt ein bestimmter Strom durch die Widerstände (abhängig von deren Gesamtwiderstand), und dadurch stellt sich zwischen diesen Wiederständen eine ganz bestimmte Spannung ein.

Nehmen wir an R1 ist der 68kOhm Widerstand, und R2 ist der LDR, dann kann man den Strom I ganz einfach nach dem ohmschen Gesetz berechnen:

I = VCC / (R1 + R2)

Und aus diesem Strom und R2 wiederum erhält man die Spannung U, die dann vom ADC ausgewertet wird:

U = R2 * I = R2 * VCC / (R1 + R2)


Man muss R1 und R2 jetzt so wählen, daß U in einem vernünftigen Bereich liegt. Optimal wäre dabei natürlich, wenn U bei der minimal zu messenden Helligkeit möglichst nahe bei 0V liegt, und bei der maximalen Helligkeit möglichst nahe bei VCC.


Möchte man "exakte" Messwerte in einer physikalischen Einheit, dann muss der µC natürlich viele Informationen zum Spannungsteiler haben, so z.B. den Wert von R1 und natürlich Informationen darüber welcher Wert des LDR welcher Lichtintensität entspricht. Im Normalfall braucht man das ja aber garnicht, und es reicht wenn man einfach nur einen qualitativen Wert für die Helligkeit bekommt.

[Balu Jr.]

DANKE!
Ich sitze einfach schon zu lange vor der Arbeit.
Eine kurze Frage nur noch:

Würde man den LDR einfach nur zwischen VCC und den ADC hängen, dann wäre die Spannung am ADC immer gleich VCC, da (fast) kein Strom fließt.

Wo fließt kein Strom?
Durch den Wiederstand oder den ADC?

[Felix G]

Der ADC hat einen hochohmigen Eingang durch den im Normalfall kein Strom fließen sollte.

Ob man also den Wiederstand an den ADC anschließt ist aus Sicht des Widerstands genauso als würde man garnichts anschließen. Ein Ende hängt also an VCC und das andere "in der Luft", es fließt also kein Strom und damit kann auch keine Spannung am Widerstand abfallen

[Balu Jr.]

ALLES KLAR!
Du hast mir echt geholfen!