Hallo zusammen,
ich möchte im Fahrzeug/Auto/Camper/Wohnmobil die Spannung auslesen. Mit einem Spannungsteiler sollte das ja recht einfach zu machen sein. Allerdings habe ich dann den Bereich von 0V bis z.B. 18V, und daher in dem Bereich, der mich interessiert, sehr ungenau.
Meine Frage ist nun, ob ich den Messbereich auf 10V bis 13V irgendwie eingrenzen kann. Gibt es da Schaltungen zu? Oder zur Not auch fertige Module, die mir das per SPI etc. schicken?
Ich hoffe ihr könnt mir ein paar Tips geben! Danke
Analoge Addierer und Subtrahierer sind Grundschaltungen mit Operationsverstärkern. Danke @Klaus_ww für die Theorie
Für die Praxis kann man die letzte Formel (ohne Verstärkung) nehmen. Und ganz wichtig: einen rail-to-rail OpAmp benutzen, dessen Ausgang wirklich bis auf 0V herunterkommt. Die Genauigkeit hängt von der Toleranz der Widerstände ab (möglichst klein) und von der Stabilität der Referenzspannungen (Uc1 und AREF).
wenn die Auflösung des ATmega mit 10bit nicht reichen, gerechnet auf 25V (Spannungsteiler) sind das ca. 25mV, würde ich eher einen ADS1115 nehmen, wo man unter gleichen Bedingungen @ 25V mit einem Spannungsteiler auf ca. 1mV Auflösung kommt. Da gute OPVs auch nur kräftig teuer geworden sind, würde ich da keinen Aufwand für ein dann doch schlechteres Ergebnis treiben.
Das ist eine Frage zu einem konkreten µC.
Die kann dir das Datenblatt beantworten,
Arduino Kandidaten wären die ADC des Leonardo, oder des Mega.
Auch ein Tiny85 kann das (vielleicht sogar noch besser)
Zum Verfahren:
Du möchtest den Messbereich von 10 bis 13V nutzen...
Die Mitte ist 11,5V
Also baut man einen Spannungsteiler zur Messstelle so, dass die 11,5 mitten im möglichen Messbereich liegt.
Einen 2ten Spannungsteiler als fixen Referenzpunkt an der selben Stelle im Messbereich.
Jetzt kannst du die Differenz der beiden Punkte auslesen, und evtl. mit der Gain Einstellung den Messbereich auf sinnvolle Maße erweitern.
Wenn die Messung so genau sein soll, dann braucht man aber für den Spannungsteiler auch entsprechende Widerstände. So Standardware mit 2, 5 oder 10% Abweichungstoleranz und einem schlechten Temperaturkoeffizent bringt da gar nichts.
Nehmen wir mal an ein Widerstand mit 1000 Ohm und einem Temperaturkoeffizient von +-100PPM/°C hat bei 20°C genau 1000 Ohm. Dann hat er im Bereich -10 bis +50°C minimal 997 Ohm und maximal 1003 Ohm. Das verfälscht dann auch dementsprechend den Messwert.
Da dürfen es dann schon Metallschicht- oder Folienwiderstände sein, die natürlich dann auch ein wenig teurer sind. Dafür passt aber auch der Messwert.
Bei meinem Vorschlag sind wir in etwa bei einer Wheatstone-Brücke.
Dadurch gleicht sich einiges aus, solange die R alle aus den gleichen Stoffen bestehen und die (nahezu) gleiche Temperatur haben.
Zudem haben die genannten AVR einen internen Temperatursensor, so dass auf dem Wege auch noch eine Temperaturkompensation des Messwertes möglich ist.
An alle: Danke für euere Antworten, viel zum Recherchieren und nachdenken. Mir scheint eine komplett einfache Lösung gibt es nicht. Aber ist in Ordnung.
Vielleicht überlege ich auch nochmal, wie genau ich es überhaupt haben will.
Aber neben "wie genau brauche ich es" wollte ich auch wissen, wie genau geht es denn
Eine 100mV Auflösung reicht bei KFZ vollkommen aus.
Ein Spannungsteiler mit Überspannungsschutz, Bauteiltolleranz 0,1% für den Teiler und gut.
Es bringt nichts versuchen eine höhere Auflösung zu fahren als die Referenz hat.
MAche dir lieber gedanken darüber was bei Überspannung passiert.
Ich verwende seit geraumer Zeit die LGT8F328xx Boards im Wohnmobill (und auch sonst für "Messanwendungen).
Auflösung 12 bit (4096 steps), rellativ genauer ADC, gute interne Reverenzspannungen und , wenn man's möchte, auch die Möglichkeit differentiell zu messen.
Im Wohnraum des WoMo: Stromversorgung des Boards über DC-DC Wandler, den Spannungsteiler auf 30V. Läuft seit ein paar Jahren störungsfrei, der Aufbau ist aber elektrisch komplett vom Fahrzeug getrennt und hat auch keinen Landanschluss.
Was meinst Du mit rechts unten? Die zwei Transistoren & Co. sind eine Blinkschaltung und haben mit der Spannungsmessung nichts zu tun. Der ADS1115 hängt an den oberen Steckern.
Die Spannungsmessung erfolgt über R/RV 1 und 2 für Bord- bzw. Kfz.-spannung und geht auf A0/1 des ADS1115. Die RV dienen wie Du richtig vermutest zum kalibrieren des Spannungsteilers.
Gemessen wird von 0-3V, der ADS1115 kann nur bis zu seiner Vcc messen.
Durch den Spannungsteiler entspricht der Bereich von 2-3V am ADS1115 einer Spannung von 10-15V am Eingang J12.
