Widerstandsmessung - Spannungsverorgung - Mega2560

Hallo Leute!

Kurze Beschreibung:
Bei einem kleinen Projekt geht es darum, diverse Widerstandswerte von ca. 2,5 Ohm bis 10kOhm mit dem Arduino aufzunehmen.
Dabei bediene ich mich der klassischen Methode den Widerstandswert über die Spannungsverhältnisse zu ermitteln.

Als Beispiel seien mal 3 Ohm gegeben die gemessen werden sollen,
da diese Last zu groß für den Arduino ist der ja nur 40mA bringen kann,
ist der Referenzwiderstand 119 Ohm groß.
Über die 5V Versorgungsspannung kann dann mit der über dem Referenzwiderstand am Analogeingang gemessenen Spannung der Widerstand des Messobjektes ermittelt werden.

Die Anzeige des Menüs und der Messwerte geschieht über zwei 16x4 LC-Displays.
Es sind die ANAG VISION AV1640
Um ihren gemeinsamen Stromverbrauch zu reduzieren, weil ich mir schon dachte dass es da Probleme geben könnte, hab ich kurzerhand ne SI-Diode in Reihe geschaltet.
Die Displays sind immer noch gut lesbar und gönnen sich gemeinsam ca. 200mA.

Weitere "große" Stromverbraucher gibt es nicht.

Alles gut und schön so weit.

Nun zum Problem:
Lasse ich die ganze Geschichte über USB mit Spannung versorgen (Laptop oder Netzteil-Adapter) sind meine Messwerte immer konstant, mit ein bisschen Anpassung sogar sehr präzise. "Läuft, Geiles Ding" dacht ich mir.

ABER: Als ich dann ein 12V NT an die Hohlbuchse anschloss fiel mir sofort die starke Hitzeentwicklung des Linearreglers auf, der Arduino brach auch einen Augenblick später zusammen, wohl die Tempereaturabsicherung des Reglers...

Okay dachte ich, ist ja nur ein kleines Teil, auslöten, China-Schaltregler dazwischen, läuft schon (LM2596).
DENKSTE. Es bricht nun zwar nichts mehr zusammen, aber ich habe Schwankungen beim Messen von über 20%! Die Temperatur ist kein Problem für den Regler.
Seine Ausgangsspannung ist auch konstant, keinerlei Schwankungen. Eingestellt ist er auf 4,95V (gemessen mit Metrahit 2+).
Toll, was ein Müll.

Also: Back to inefficiency - ein 7805 mit Kühlkörper wurde aufgebaut.
Siehe da, keine Schwankungen der Messergebnisse mehr, alles top.
Nur leider fängt das Teil nach ca. 1min schon an zu kochen. Das Fluke IR-Thermometer sagte mir da bereits was von ~75°C am KK...
Demnach ist das auch keine Lösung, da alles in einem (mehr oder weniger) dichten Hänsel-Kasten verbaut werden soll.

Leider ist die "dauerhafte" Versorgung des Gerätes über einen 230V-USB-Adapter keine Option (auch wenn es damit wieder tadellose Ergebnisse gibt...).
Die Integration in ein 12V-Netz ist pflicht.

Nun die Frage: Was tun?
Einen dickeren 5V Linearregler? Gibt ja auch 3A-Typen.
Aber geil ist das irgendwie nicht... Die Ineffizienz (also die Stromaufnahme an sich) ist mir grundsätzlich egal. Aber die Temperatur ist nicht so der Brüller...

Ich freue mich über hilfreiche Antworten :slight_smile:
Grüße, eGGheaD

Leider ist die "dauerhafte" Versorgung des Gerätes über einen 230V-USB-Adapter keine Option (auch wenn es damit wieder tadellose Ergebnisse gibt...).
Die Integration in ein 12V-Netz ist pflicht.

Nun die Frage: Was tun?
Einen dickeren 5V Linearregler? Gibt ja auch 3A-Typen.
Aber geil ist das irgendwie nicht... Die Ineffizienz (also die Stromaufnahme an sich) ist mir grundsätzlich egal. Aber die Temperatur ist nicht so der Brüller...

a) Such mal nach 'nem KFZ-USB-Adapter.
b) Von 12V auf 5V und dann die Spannungsversorgung über die USB-Buchse
c) Von 12V mit 'nem 7809 auf die Hohlbuchse

Bei einem kleinen Projekt geht es darum, diverse Widerstandswerte von ca. 2,5 Ohm bis 10kOhm mit dem Arduino aufzunehmen.

Suche mal nach "Transistortester 328"
Das dort verwendete Verfahren liegt im Quellcode vor, und wird erschöpfend beschrieben.

Laie:
a) Such mal nach 'nem KFZ-USB-Adapter.
b) Von 12V auf 5V und dann die Spannungsversorgung über die USB-Buchse
c) Von 12V mit 'nem 7809 auf die Hohlbuchse

a) Daran hab ich auch schon gedacht. Kommt mir ein wenig wie Gebastel vor, ist wohl aber die nächste Option die ich testen werde.

b) hab ich so auch schon ausprobiert, Messergebnisse schwanken immer noch...

c) ist so einfach nicht mehr möglich, da wie gesagt der 5V Regler auf dem Arduino entfernt wurde. Sorry falls das nicht so wirklich rübergekommen ist.

combie:
Suche mal nach "Transistortester 328"
Das dort verwendete Verfahren liegt im Quellcode vor, und wird erschöpfend beschrieben.

Mit der Messung an sich hab ich glücklicherweise weniger Probleme. Es geht einzig um die Schwankungen bei einer "nicht-USB-Spannungsversorgung"...

Aber danke schon mal für eure Hilfen :wink:

Nächste Überlegung:
Vertragen sich zwei parallel geschaltete 7805CV (der 1,5A Typ)?
Dann würde jeder nur noch die Hälfte Strom umsetzen müssen...
Hab das noch nie probiert, daher erst mal die Frage :stuck_out_tongue:

Bei 12V Versorgung kann der interne Spannungsregler des Arduino nur etwa 150mA und ist damit an der Grenze.

Wenn du mit Linearreglern arbeitest, hast du immer das Problem, dass der gesamte Spannungs-"Überschuss" in Wärme umgewandelt wird.

Letztlich gibt es verschiedene Optionen.
a) Schaltregler einsetzen 12V=>5V
b) Schaltregler einsetzen 12V=>7V und damit auf UB.
c) externen 5V-Regler. Wenn ein LM7805 o.ä. zu heiß wird, kannst du einen Kühlkörper verwenden. einer mit ca. 25K/W reicht völlig.
d) aufteilen: ein externer 5V Regler für die Anzeigen, der interne für den Arduino. (parallelschalten geht nicht)

Ich würde Version b) nehmen mit einem passenden Regler. z.B. Sowas

Vielleicht hilft dir dieser Thread zu LM2596: Suche vernünftigen Step down Wandler - Deutsch - Arduino Forum

Du kannst zur Not mit dem LM2596 auf 7V gehen und dann mit 7805 auf 5V.

eGGheaD:
Okay dachte ich, ist ja nur ein kleines Teil, auslöten, China-Schaltregler dazwischen, läuft schon (LM2596).
DENKSTE. Es bricht nun zwar nichts mehr zusammen, aber ich habe Schwankungen beim Messen von über 20%! Die Temperatur ist kein Problem für den Regler.
Seine Ausgangsspannung ist auch konstant, keinerlei Schwankungen. Eingestellt ist er auf 4,95V (gemessen mit Metrahit 2+).

miß mal im Wechselspannungsbereich.

Häng mal einen Kondensator an Aref - GND, und nimm auch diese Spannung für deinen Spannungsteiler.

Danke erst mal für eure Antworten!

War grad mal los und hab den Step-Down checken lassen.
Resultat: 54kHz mit 200mV auf den 5V drauf :astonished: :astonished: :astonished:

Das konnte mein kleines Fluke Handheld-Oszi nicht feststellen ^^

Die ADC-Time des Mega2560 liegt leider bei 13-260µs, also im schlimmsten Fall bei ~3,8kHz.
Der Step-Down schlägt also voll rein...

Naja, ok.
Ich denke es wird nun doch ein dickerer Linearregler mit großem KK.
Oder der LM2596 treibt nur die Displays und ein kleinerer Linearregler übernimmt den Arduino samt Messung mit Aref, mal sehen.

Aber Danke bis hier her für eure Hilfe!
Ich berichte weiter was draus wird/geworden ist! :slight_smile:

eGGheaD:
Aber Danke bis hier her für eure Hilfe!

Danke fürs Feedback!
Ich hab viel zu oft gesehen, das es keinerlei Infos zur eigentlichen Lösung gab...

Hi Leute,

noch mal als kleines Feedback:
Hab die Spannungsversorgung nun aufgeteilt.

• Ein gewöhnlicher 7805 versorgt weiterhin den Arduino (da hätt ich den originalen auch einfach drauf lassen können, meh...)
Er gönnt sich samt Wandlungsverlusten ~200mA , also immer noch ~2,4W , wird auch noch etwas warm, aber definitiv nicht so krass wie vorher :stuck_out_tongue:

• Der China Step-Down versorgt die Displays. Hier gehen auch etwa 200mA durch.

Die Messungen sind nun immer schön präzise, nur bei sehr kleinen Widerständen muss ich noch mal gucken, dass ich Vref herabsetze um dann eine bessere Auflösung bei "gleich hohem Strom" (sind ja nur 40 oder 50mA) durch Shunt und Messobjekt zu erreichen.

Vielen Dank noch mal!