Verstärker oder direkt am ATMEGA auswerten?

[Powell]

Hallo zusammen,

ich bräuchte Rat bei folgendem Problem:

Ich habe einen Sensorausgang der mir zwischen 0 und 20mV liefert. Ich möchte dieses Signal mit dem ATMEGA gerne auswerten und in einen Digitalwert ausgegeben bekommen, 20mV sollen dem Wert 1023 entsprechen.

Nun die Frage: gibt es die Möglichkeit dem ATMEGA zu sagen, dass 20mV seine maximalspannung sind, bei dem die 1023 erreicht sein sollen, oder muss ich davor noch irgendeine Verstärkerschaltung bauen, die mir die 20mV in 5V wandelt, da ich bisher beim ADC immer mit der internen Spannungsreferenz gearbeitet habe, und da sind 1023 eben 5V.

Danke für eure hilfe

[franzl]

Hi,
du könntest natürlich 20mV als externe Referenzspannung an den Atmega anlegen, das ist allerdings nicht sehr empfehlenswert. Denn wenn du einen zweiten ADC-Kanal verwenden willst musst du auch mit dieser Referenz arbeiten, außer du schaltest sie zwischen den Wandlungen um. Ich würde dir eine Verstärkerschaltung empfehlen die dir deine 20mV auf 5V verstärkt.
mfg franz

[Powell]

Hi Franz,

Danke für die Antwort.
In meinem Fall brauche ich nur einen ADC, wäre also kein Problem.
Das bedeutet also ich kann am AREF die 20mV anlegen und der MEGA8 gibt mir dann die gewünschte 1023 bei 20mV aus?
Cool, werde ich gleich mal ausprobieren.

[Powell]

Mist, ich habe nun ein anderes "Problem":

Mein Sensor hat eine Messbrücke mit vier Widerständen. Also 2 Leitungen mit GND und +UB und zwei Leitungen für Messwertausgabe.
Die gemessenen 20mV fallen zwischen den Messleitungen ab. Der Absolute Wert liegt aber bei ca. 3000mV bis 3020 mV.
Wie mache ich es hier? Wenn ich die negative Messleitung auf Masse lege kann das nicht funktionieren, sonst hätte man sich nicht die Mühe mit der Messbrücke gemacht.
Wie kann ich denn nun dem Mikrocontroller sagen, dass diese 3000mV im Analogwert eine 0 ist, und die 3020mV eine 1023'?

[franzl]

Hallo,
in dem Fall müsstest du einen OP als Subtrahierender verstärker schalten.
Die Widerstände müssen so bemessen werden das 3,0V vom Wert abgezogen werden und der Rest dann verstärkt wird wie oben beschrieben. Ist zwar nicht ganz ohne Aufwand aber 1 OP und ein paar Widerstände und Kondensatoren und die Sache läuft.

[uwegw]

Das bedeutet also ich kann am AREF die 20mV anlegen und der MEGA8 gibt mir dann die gewünschte 1023 bei 20mV aus?

Nein, kannst du leider nicht. Es gibt da eine Mindestspannung von zwei Volt (Datenblatt Seite 24.

Einige neuere AVRs haben aber einen integrierten Verstärker an den ADC-Eingängen, und außerdem differentielle Eingänge. Das heißt, du kannst die 3000mV und die 3020mV an zwei ADC-Eingänge hängen, und dann wird die Differenz zwischen diesen beiden Spannungen verstärkt und gemessen.

Und mit externem OP (wenn du den M8 behältst) wäre auch ein Differenzverstärker die bessere Wahl. Eigentlich ist der 3V-Offset sogar von Vorteil, da so keine negative Spannung für den OP nötig ist.

[Besserwessi]

Die untere Grenze von 2 V für Areff gilt für die älteren AVRs, viel neue gehen runter bis 1 V. Macht auch Sinn wenn die interne Referenzspannung nur noch 1,2 V ist. Wenn die Ref. Spannung zu klein wird, steigen die Fehler der A/D Wandlung.