ich bin gerade dabei einen MCP3204 auszulesen - was auch soweit ganz gut funktioniert.
Der MCP hängt an einem UNO und wird mit 5V versorgt. Die VRef liegen auf 3,3V. Beide Massen des MCP sind mit der Masse des Arduino verbunden.
Bis hier alles schön. Nun nehme ich ein externes Netzteil, stelle 2.8V ein und lege das auf den Eingang 0 vom MCP. Masse auf Masse vom MCP / Uno. Und wer hätte es gedacht ... Ich kriege im Terminal einen Wert angezeigt der um 2.80V liegt. Schwankt mal um 0.01V aber im Grunde alles super. Auch mein DMM misst die 2,80V mit ein paar Millivolt Differenz. Auch das ok.
Jetzt kommt das Kuriosum. :o
Ich nehme einen Spannungsteiler bestehend als einem 47k Widerstand und einem Messfühler (so ein Fleischthermometer). Der Mesfühler hat so grob 280k. Der 47K hängt auf einer Seite auf 3,3V (wie VRef) und die andere Seite an den Fühler. Der Fühler geht dann auf der anderen Seite auf Masse.
Wenn ich nun mit meinem DMM am Mittelabgriff des Spannungsteilers messe habe ich irgendwie so grob 2,86V Bei Zimmertemperatur.
Aber jetzt kommts. Der MCP misst dann nur noch 2,5V ca. Also mir fehlen da so 0,2-0,3V.
Das absurde ... das DMM misst weiterhin sauber die 2,86V.
Und es wird noch absurder ... Ziehe ich das DMM ab habe ich eine Spannungsschwankung beim Messergebnis des MCP von teilweise 0,1V.
Ich kanns mir nicht erklären. Hat von euch schon mal jemand ähnliche Erfahrungen gemacht?
Dein "Kuriosum" nennt sich Belasteter Spannungsteiler!
Du hast einen hochohmigen Spannungsteiler, den Du am Mittelabriff mit der Impedanz des MCP3204 belastest, und damit die Spannungsverhältnisse an Deinem Spannungsteiler verschiebst. Dein DMM wird einen sehr hohen Eingangswiderstand haben (wenn es gut ist), der MCP3204, je nach Messgeschwindigkeit (Samples pro Sekunde) einen eher niedrigen.
Erste Maßnahme, einen Kondensator an den Mittelabgriff nach Masse, 1nF - 10nF - 100nF, je nach geforderter Geschwindigkeit. Wenn das nicht hilft einen Spannungsfolger daran (OPV).
danke für die Erklärung. Wenngleich ich noch Fragen hätte
Und zwar ... Wenn der Spannungsteiler belastet wird durch den MCP dann müsste doch die Mittelspannung am Teiler generell absacken. Ergo müsste das DMM doch den gleichen Wert messen, oder sehe ich da gerade was falsch ? Wie gesagt, MCP Eingang und DMM hängen beide direkt am Mittelabgriff vom Teiler.
Die Schaltung ist übrigens im Grunde das hier:
Also es muss auch ohne OPV klappen. Die haben auch 100nF gegen Masse und einen Widerstand. Wobei ich das eher als Tiefpass sehen würde. Den habe ich noch nicht drin.
moelski:
Wenn ich nun mit meinem DMM am Mittelabgriff des Spannungsteilers messe habe ich irgendwie so grob 2,86V Bei Zimmertemperatur.
Aber jetzt kommts. Der MCP misst dann nur noch 2,5V ca. Also mir fehlen da so 0,2-0,3V.
Das absurde ... das DMM misst weiterhin sauber die 2,86V.
Und es wird noch absurder ... Ziehe ich das DMM ab habe ich eine Spannungsschwankung beim Messergebnis des MCP von teilweise 0,1V.
der A/D Wandler besitzt intern einen Multiplexer und eine "Sample and Hold" Schaltung. Über den Multiplexer wird ein Eingang an den Wandler geschaltet. Bevor aber die Messung startet wird noch kurz ein Kondensator auf die zu messende Spannung aufgeladen. Die Widerstandswerte von Deinem Spannungsteiler sind sehr hoch und deshalb bricht die Spannung kurzzeitig beim Laden des Kondensators zusammen. Darum misst der A/D Wandler nur 2,5V. Dein Multimeter ist zu langsam und bekommt den Spannungseinbruch nicht mit. Ein Kondensator mit 100nF am Eingang verhindert solche Fehlmessungen, deshalb ist der im Schaltplan mit eingezeichnet.
Gruß, Jürgen
PS: Bei uns an der Schule gab es einen schönen Spruch: "Wer misst, misst Mist!"
Jürgen hat es schon geschrieben, im Datenblatt steht es unter Punkt 4.1
This diagram illustrates that the source impedance (RS) adds to the internal sampling switch (RSS) impedance, directly effecting the time that is required to charge the capacitor (Csample). Consequently, larger source impedances increase the offset, gain and integral linearity errors of the conversion (see Figure 4-2).
habt vielen Dank für die Erklärung und den Tip mit dem Kondensator.
Ich habe jetzt 100nF gegen Masse und ADC Pin und vom Spannungsteiler komme ich mit 1k dazwischen rüber.
Und was soll ich sagen ... ES PASST
Konsistente Werte am DMM und MCP.
