Spanning Accu meten A/D op een microcontroller

IL300 Lineare optocoupler

Als je de massa (het metaal) van je camper als GND voor de µC gebruikt, is er toch geen bezwaar tegen een spanningsdeler? Als je die "spanningsdeler" samenstelt uit U(accu) -> zenerdiode 8V2 -> stroombron, kan je voor de meting aftakken tussen zener en stroombron en daarbij een hogere resolutie bekomen. De spanning tussen U(accu) en aftakpunt blijft immers gelijk. Plaats desnoods een weerstand tussen dat knooppunt en de µC. Diens interne beveiligingsdioden nemen de rest voor hun rekening.

Als je accu en µC galvanisch wil scheiden, zal ik je zeker niet tegenhouden. Maar het brengt een boel werk mee, om een analoge waarde via een optocoupler oid. over te brengen.

@pros: Bedankt voor je antwoord, mischien ben ik ook wel te bang om straks de boel op te blazen.

nou ben ik niet goed in electronica, hoe bedoel je dat met die zenerdiode? een spanningsdeler is zo gemaakt.

Is het mogelijk dat je het mij schematisch (gewoon simpel) kan laten zien?

Ook zat ik me af te vragen of het wel goed te meten is omdat het het tevens (van 1 accu) ook zijn voedingsspanning is?

Als je een spanningsdeler gebruikt, deel je de te meten spanning (knappe uitleg van me ). Als je nu van de te meten spanning een vaste waarde aftrekt, hou je een spanning over die kleiner is, maar toch evenredig varieert met de te meten spanning.

(Theorie)
Een zenerdiode is hierbij een goede hulp. Veronderstel dat je een spanning moet bewaken die varieert tussen 10V en 5V. De opnemer kan 5V tot 0V aan. Met een spanningsdeler (2 weerstanden van 1k) meet je bijgevolg waarden die varieren van 5V tot 2V5. Het deel tussen 2V5 en 0V blijft onbenut.
Als je nou een zener van 5V in serie zet met een weerstand van 1k, krijg je op het knooppunt een spanning die varieert van 5V tot 0V. De resolutie wordt dus verdubbeld.

(Praktijk)
De spanning over een zenerdiode (en over elke diode) is afhankelijk van de temperatuur, de stroom die er doorheen loopt, de stand van de maan, enz...
De stroom is wel de voornaamste onruststoker - niet in het minst omdat hij ook de temperatuur van de zener beïnvloedt. "Daar hebben we het volgende op gevond'n" zou Paul Van Vliet zeggen:

R1, D1, T1 en R2 vormen een stroombron. Ze zorgen er voor dat zenersiode D2 steeds dezelfde stroom krijgt. Je kan bijgevolg de spanning over D2 eenmalig meten (met een multimeter) en dat getal verwerken in de broncode van je µC. De resolutie van je ADC-meting wordt als het ware meer dan verdubbeld.

Mooi stukje college Pros!! Hartelijk bedankt voor deze info! Ook de meelezers leren er wat van.

Je bent super pros.....

Ik ga van de week lekker pielen hiermee.

Hartstikke bedankt voor je uitleg en schema.

Ja zeg, heren (jongelui?) ik heb het niet bedacht, hoor! Als er iemand bedankt moet worden (nou ga ik slijmen) zijn het wel de initiatiefnemers van CO!

Op 10 november 2007 21:52:58 schreef pros:
Ja zeg, heren (jongelui?) ik heb het niet bedacht, hoor! Als er iemand bedankt moet worden (nou ga ik slijmen) zijn het wel de initiatiefnemers van CO!

Ik bedank iedereen, van Watt tot Einstein enz.....

Maar je antwoord helpt mij geweldig en ik ga er komende week mee expirimenteren.
Overigens heb ik die leuke controller met touchscreen, SD kaart module en Ethernet module gekregen.
Anders was ik er nooit aan begonnen.
Maar ik begin het leuk te vinden en leer nu ook weer electronica bij.

Met een 10 bit AD convertor in de microcontroller, kan je spanningen van 5mv meten. Als je 1 op 3 spanningsdeler hebt gebouwd, kan je dus aan de ingang 15mv meten. Lijkt me ruim voldoende.

De truuk met de zener is gaaf om te zien, maar als je wilt weten of je accu spanning 10, 12, of 13 is, gaat dat helemaal prima met de spanningsdeler.... Lijkt me. Scheelt 4 componenten.

Ik vind dit erg interessant te lezen.
Misschien heb ik het wat gemist, maar volgens mij hoef je toch slechts tussen de 10 en 14 Volt te meten, lijkt me...

Gokje (nu ik wat verder kijk)...
Die te meten spanning is tussen U^klem12V - U^zener8V2 = 3V8 (met een marge waarbij de U^klem nog kan oplopen tot 13,7V (volle accu)
Zit ik op de juiste weg??

[Bericht gewijzigd door Fantomaz op zondag 11 november 2007 10:33:22 (42%)]

Ja. je wilt tussen de 10 en de 14.4 (tijdens het laden) meten. Dus kan je een zener oplossing maken. Je meet dan Uaccu - 9.4 door met een 9.4V zener te werken. (de 0.6 aan de onderkant heb je echt nodig voor de stroombron!) (en of je ze in die waarde kan kopen is nog maar de vraag).

Je kunt dan met ongeveer 1000 stapjes tussen de 10V en de 14.4V meten. Boven de 14.4 kan je niet meten. (ADC staat op 0x3ff: overflow). Je ziet dan theoretisch het verschil tussen 12.000V en 12.005V. Dat verschil is m.i. irrelevant.

Als je door (iets meer dan) 3 deelt, kan je meten tussen 0 en (iets meer dan) 15V. Je stapjes zijn dan 15mv. Theoretisch kan je dan het verschil tussen 12.000 en 12.015V meten. Nog steeds veel nauwkeuriger dan dat je nodig hebt. Vandaar dat ik de truuk met de zener wel leuk vind, maar in dit geval niet de moeite waard.

Verder voordeel is dus dat je niet meteen 0 meet als je accu echt leeg dreigt te gaan. En je meet niet meteen 0x3ff (max) als je lader overactief wordt.

Ja in principe wil ik tussen de 10V en 15V meten.
Bij 9,5 a 10V is de ondergrens voor mijn startaccu.

Er bestaan in ieder geval zeners van 9V1. Verder kan je een diode in serie met de zener plaatsen (ik heb het schema even aangepast).

Ipv de transistor, de LED en beide weerstanden kan je ook een FET inzetten als stroombron. Zo, dus:

Dat scheelt alweer 2 componenten...

Ik zou gewoon een spanningdeler gebruiken. Zelf gebruik ik vaak 22K/10K voor 12V applicaties. Als het ook op 24V moet kunnen werken 56K/10K.

Dit is in de meeste gevallen goed genoeg in combinatie met een 10 bits ADC. Vergeet niet dat de zener een relatief grote temp. coefficient heeft, zodat je betere resolutie weer omzeep wordt geholpen door een slechte nauwkeurigheid.

@Pros,
Als het niet teveel moeite is, zou je dan in die tekening een voorbeeld met spanningen op de diverse punten kunnen tekenen.
Dan is het wat gemakkelijker te beredeneren.