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Thema: Spannung messen mit Digitalem Port

  1. #1
    Neuer Benutzer Öfters hier
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    Spannung messen mit Digitalem Port

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    Hallo Forumler,
    zu aller erst: ich bin neu hier und stelle mich KURZ vor:
    Ich bin 14, komm aus dem Ländle, programmiere gerne, habe einen NXT und lerne zur Zeit JAVA. Ich habe noch nicht viel Ahnung von Robotern, will diese aber sammeln. Zur Zeit arbeite ich an einer Schulaufgabe, bin aber auf ein Problem gestoßen: Ich habe einen Sensor (bzw 2) der eine Spannung ausgibt, welche ich messen will. Für das ganze Projekt have ich von Parallax ein BASIC Stamp 1 Project Board (http://www.parallax.com/Store/Microc...9/Default.aspx) Dieser hat aber nur digitale Ports. Mein Lösungsansatz war zu erst der, dass ich wie bei einem Sensor, welcher seinen Wiederstand verändert, mit einem Kondensator arbeite indem ich immer und immer wieder die Zeit messe wie lange ich brauche um diesen zu beladen (dazu hier einen Schaltplan http://img130.imageshack.us/i/output2.jpg/). Dies aber iwie umzubauen, damit etwas rauskommt mit dem ich eine Spannung messen kann ist mir aber nicht gelungen (mein Ansatz für die Spannungsmesseung http://img810.imageshack.us/i/tcad12.jpg/). Nun zur Frage: Hat ijemand eine Idee wie ich so etwas messen kann und wie das passende Programmbeispiel aussehen könnte. Das wäre sehr nett. Wem noch Informationen fehlen, soll einfach fragen.

    Vielen Dank schonmal. MfG Kaniee
    PS: Wenn es geht antwortet bitte so das es auch jemand versteht der fast keine Ahung von soetwas hat. [/code]

  2. #2
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    Hallo Kaniee,
    mal vorne weg, mit Basic stamp kenn ich mich nicht so aus.

    wie hoch ist die Spannung die du messen willst? 0-5V ?
    ich weiss jetzt nicht ob ein basic stamp einen A/D wandler hat. (Analog / Digital wandler) aber über sonen wandler kannst du recht gute auswertungen / messungen machen.

    Kannst du auch etwas Basic oder C?

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Re: Spannung messen mit Digitalem Port

    Zitat Zitat von Kaniee

    von Parallax ein BASIC Stamp 1 Project Board
    Laut Pic 16C5x Datenblatt hat der Chip keinen ADC Eingang und kann deshalb nur rein Digitale Signale verarbeiten. Analoge Sensoren können nicht ausgelesen werden.

    Gruß Richard

  4. #4
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Hallo,

    mir fallen da nur 2 Sachen ein:
    1. Du besorgst dir einen externen analog-digital Wandler
    2. Du baust dir einen ADC selbst.

    Die Lösung mit dem Kondensator usw. halte ich für zu ungenau! Wenn der Pic einen Analog-Komparator hat, könnte man evtl. damit arbeiten, allerdings habe ich von Pics keine Ahnung.

    Gruß
    Chris

  5. #5
    Erfahrener Benutzer Robotik Visionär
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    Eine besonders hohe Genauigkeit bekommt man mit einer solchen Hilfsschaltung normalerweise nicht. MIt dem Analog KOmperator geht es aber schon realtiv gut. Ein Möglichkeit ist die zu messenden Spannung mit der Spannung aus einem PWM Ausgang + RC Filter zu vergleichen. Wenn einem die nichtlineare Kennlinie nicht stört, geht es auch über ein RC Glied und die Zeit die es braucht bis der Komperator umschaltet.

  6. #6
    Super-Moderator Lebende Robotik Legende Avatar von Manf
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    Grundsätzlich sollte man die zu messende Spannung über an einen Widerstand an einen Einangs-Port führen.
    An diesen Eingangs-Port ist über einen Widerstand gleicher Größe auch ein Ausgangs-Port angeschlossen der ein PWM Signal ausgibt.
    Damit liegt am Eingang (mit Kondensator) der Mittelwert der beiden Signale an.
    Durch Verändern des PWM Wertes kann man dann einen reproduzierbaren Wert (z.B. Übergang low/high) am Eingang feststellen. Etwas temperaturabhängig ist die Messung allerdings.

    Für eine kontinuierliche Messung gibt man den gemessenen digitalen Wert des Eingangs invertiert am Kompensationsausgang aus.
    "Spannungen und Frequenzen einfach gemessen ELEKTRONIK 19/1980 S. 98-100"

    (da war ich wohl etwas spät)

  7. #7
    Neuer Benutzer Öfters hier
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    erstmal vielen Dank für eure Tipps aber leider kann ich nicht viel damit anfangen weil ich kenn mich noch fast gar nicht mit so etwas aus bin aber gerne bereit zu lernen.
    Noch ein paar Infos:
    Wie gesagt ich habe keinen analogen Eingang auch ein ADC den ich bisher noch nicht kannte kann ich auch nicht besorgen weil mir Kapital und Zeit fehlt. Einen zu bauen ist leider zu hoch für mich, denke ich mal. Leider kann ich mit BASIC und C(++) auch nicht umgehen.

    Nun sehr genau muss ich nicht messen können. Aber die letzten beiden Ideen haben mir gefallen. Aber ich weiß nicht was ein RC Filter ist und wie ich das genau Programmieren kann. Kann mir mal jemand einen Schaltplan geben oder soetwas...würde mir sehr helfen. Auch würde es helfen die Idee auf "Normaldeutsch" nochmals zu erklähren...entschuldigt das ich nicht so viel davon verstehe.

    Vielen Dank Kaniee

  8. #8
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Aber ich weiß nicht was ein RC Filter ist und wie ich das genau Programmieren kann
    Ein RC Filter ist hardware, ein Widerstand (R) und ein Kondensator (C).
    Die Idee ist, dass man einen Kondensator über einen Widerstand abwechslungsweise Ladung zu- und abführt. Der Widerstand hängt z.B. an einem Port des MC, der eine PWM ausgibt. Je nach Tastverhältnis der PWM wird sich am Kondensator eine analoge Spannung ergeben. Es ist also ein simpler Digital-Analog-Wandler. Die Spannung dieses Wandlers kann z.B. mit einem Komparator mit der zu messenden Spannung verglichen werden. Der Ausgang des Komparators liegt an einem Eingang des MC, der dadurch immer weiss, ob die Meßspannung kleiner oder größer ist als die PWM nach dem RC-Glied. Durch Variation des PWM Tastverhältnis kann man dadurch die zu messende Spannung ermitteln.

    Ich hoffe, das war ausreichend "Normaldeutsch" (Fachbegriffe kannst Du Dir ergooglen). Gerne bemühe ich mich weiter konkrete Fragen zu beantworten.

  9. #9
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    Hallo!

    @ Kaniee

    Ich versuche einen noch einfacheren A/D Wandler am digitalen Pin (I/O) zu erklären (siehe Skizze im Code).

    Ausgangszustand: I/O als Ausgang und mit GND verbunden ("L")

    A/D Start: I/O als Eingang umgeschaltet

    Messung: Der Kondensator (C) lädt sich durch den Widerstand (R) von der zu messender Spannung (Ui). Ab "A/D Start" werden durch Counter/Timer die Taktimpulse gezählt.

    Ergebnis: Bei erreichen des "H" Pegels am I/O pin (Uh) wird der Timer/Counter gestoppt und der C durch umschalten des I/O's auf Ausgang ("L") entladen (Rückkehr zum Ausgangszustand).

    Vorteil: einfacher geht es hoffentlich nicht. Nachteil: das Ergebnis ist nicht linear proportional zum Kehrwert von Anzahl der Impulse (nötig ist eine Umrechnungstabelle s.g. "lookup table").

    Das ist nur ein Vorschlag von Hardware und falls interessiert, würde ich es gerne genauer erklären.

    MfG
    Code:
            U
    
            A
            |
         Uh | _ _ _ _ _
            |        /|
            |       / |
            |      /  |
            |     /   |
            |    /    |
            |   /     |                    R
            |  /      |                   ___
            | /       |           Ui >---|___|-+---> DP (digital I/0 Pin)
            |/        |                        |
            +-------------> t               C ---
           0                                  ---
                                               |
                                              ===
             |||||||||                        GND
            +-------------> t
            |         |
            |n Impulse|
            |<------->|
    
    
    
    (created by AACircuit v1.28.6 beta 04/19/05 www.tech-chat.de)

  10. #10
    Erfahrener Benutzer Roboter Experte Avatar von Neutro
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    Spannungen kann man einfach in eine Frequenz umwandeln mit VCO oder U/F Wandlern. Diese Frequenz kann man mit einem digitalen Port messen und entsprechend auswerten. Im Prinzip also einen Frequenzzähler proggen und die Frequenz in eine Spannung umrechnen.

    http://www.scribd.com/doc/6603613/UfWandler
    Da gibt es fertige IC´s wie den
    http://www.schukat.com/schukat/schuk...A?OpenDocument

    Gruß

    Neutro
    Jemand mit einer neuen Idee ist ein Spinner, bis er Erfolg hat.
    (Mark Twain)

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