LiPo an Arduino Nano Kabeldicke

[xcalibur]

So, danke für die Hilfe. Da sowohl Hannes als auch der in Moppis Antwort zitierte Michael für R1=R2=10k Ohm vorschlagen würde ich die beiden Widerstände verwenden. Bei dem Potenziometer war mir nicht bewusst dass es die als einfache Bauteile gibt (kenne die nur in überdimensionierter Form am Verstärker). Falls ich im Elektronikgeschäft einen passenden finde ersetze ich R2 damit.

So stelle ich mir dann die Verkabelung vor - mit 8,4V am VIN und max. 4,2V am A0 und einem Kondensator für eine bessere Fehlertoleranz. Seid ihr damit einverstanden?

[021aet04]

Nicht ganz. Der Kondensator muss parallel zum R2. Also den Anschluss vom "A0" trennen und mit GND verbinden. Anschließend die Verbindung der Widerstände und des Kondensators zusätzlich mit "A0" verbinden. Den Kondensator würde ich noch kleiner machen (unter 1uF) und keinen Elko sondern einen keramischen nehmen.

MfG Hannes

[xcalibur]

Anschließend die Verbindung der Widerstände und des Kondensators zusätzlich mit "A0" verbinden.

Bin mir nicht sicher ob ich den Satz richtig interpretiert habe. Ist das so korrekt?

[Moppi]

Ich versuchs mal mit einer Antwort. Ich hoffe aber, da kommen noch bessere Erklärungen und genauere!


Zumindest ist die Beschaltung des C so richtiger, bitte aber den C zwischen A0 und GND - nahe am µC, schalten!
In Verbindung mit R1 wirkt der Kondensator als Tiefpass. Allerdings verändert R2 den kapazitiven Blindwiderstand und damit die Charakteristik des Filters.
Ein Tiefpass sorgt dafür, dass hohe und sehr hohe Frequenzen gedämpft werden, bis dahin, dass sie den Filter gar nicht mehr passieren.
Jetzt haben wir hier keine Wechselspannungsanteile in der Versorgung (direkt vom Akku) so dass daher nichts ausgefiltert werden muss und kann. Da eine Gleichspannung gemessen werden soll, könnte ein Filter schon bei sehr geringer Frequenz wirksam werden. Unter nicht Beachtung von R2 kann C noch größer sein. Bei R1 = 10kOhm und C = 470nF läge die Grenzfrequenz bei ca. 33Hz. Bei 220nF für C, bei 72Hz. C hat einen Blindwiderstand (Xc), nach dem sich die Grenzfrequenz richtet, der wird hier durch den Parallelwiderstand R2 beeinflusst - meine ich. Da Du Gleichspannung messen willst und höherfrequente Störungen (ab 100, 200, 300 ... 500Hz) unterdrückt werden können, sind die 220nF schon in Ordnung so - würde ich jetzt sagen. Es kommt dann auf die Störungen an, die Du hättest - hast Du keine, brauchts keinen Filter


Betrachtet man die Störeinflüsse direkt am Eingangspin zum ADC - nach dem Spannungsteiler (also nicht die am Spannungsquellenausgang - LiPo), würden Frequenzen im MHz-Bereich ausgefiltert (vermutlich ab dreistelligem MHz-Bereich).

Ich würde, wegen der Klarheit, eher vielleicht dann so eine Beschaltung wählen:


Wobei der Tiefpass dicht am µC plaziert werden sollte.




Normal wird ja VCC mit AVCC verbunden, hier kann - laut Datenblatt zum mega328 - noch ein Filter aus 100nF und 10µH eingebaut werden. Wenn es den braucht (Du hast Gleichspannung aus dem Akku). Steht bei mir im Datenblatt unter: 28.6.2. Analog Noise Canceling Techniques


Ich denke, Sicherheit bekommst Du, wenn Du im Betrieb der fertigen Schaltung mit einem Oszilloskop dran gehst und das Signal am ADC-Eingang anschaust.
Außerdem ist bis jetzt noch nicht klar, was Du mit dem Nano am Ende machen willst.




MfG

[xcalibur]

Es kommt dann auf die Störungen an, die Du hättest - hast Du keine, brauchts keinen Filter

An anderen Komponenten gibt es eine LED-Matrix, einen Piezo-Buzzer, einen zustandslosen Button und einen 6-Achsen-Gyro-Sensor. Weiß nicht ob die Störungen verursachen können oder nicht, deshalb habe ich es vorsichtigerweise mit eingeplant. Wenn das nicht nötig sein sollte ist das natürlich um so besser aber immerhin ist die Aussage ja auch schon im Thread gefallen:

Ein Kondensator kann nicht schaden.

Ich denke, Sicherheit bekommst Du, wenn Du im Betrieb der fertigen Schaltung mit einem Oszilloskop dran gehst und das Signal am ADC-Eingang anschaust.
Außerdem ist bis jetzt noch nicht klar, was Du mit dem Nano am Ende machen willst.

Ein Oszilloskop besitze ich leider nicht. Das Projekt ist ein Fahrradhelm der gestengesteuert über eine LED-Matrix "blinken" kann, also die Abbiegerichtung anzeigt
Daher ist sowohl der Stromverbrauch relevant als auch dass es recht kompakt bleibt. Habe das ganze schon auf einer Lochplatine verlötet (hatte ja nicht bedacht dass eine Akkustandsabfrage notwendig ist) und da ist noch Platz, aber begrenzt viel.

Ich würde, wegen der Klarheit, eher vielleicht dann so eine Beschaltung wählen:

Hast du da jetzt noch einen 100 Ohm-Widerstand hinzugefügt? Wo kommt der her?

[Moppi]

Hast du da jetzt noch einen 100 Ohm-Widerstand hinzugefügt? Wo kommt der her?

Habe ich hinzugefügt, um zu verdeutlichen, wie ein Filter aussieht.

Ein Kondensator kann nicht schaden.

Bloß Sinn sollte er schon ergeben. Also dass er wenigstens etwas filtern könnte, wenn es denn da wäre, was für den Fall der Gleichspannungsmessung eben auftreten könnte. Deshalb aber, um Dein "außerdem" zu unterstützen, mach den Kondensator - wenn schon - dann wenigstens unmittelbar am A0-Pin dran und schalte den mit dem andern Beinchen an den nächsten GND-Pin.

[021aet04]

Es geht nicht darum das man Frequenzen filtert, sondern um kurzzeitige Störungen zu eliminieren. Die Schaltung aus Post 19 funktioniert.

Ich habe es jetzt nicht getestet (mit Funktionsgenerator o.Ä.) aber mit LT-Spice habe ich den Spannungsteiler gezeichnet und alle 3 Varianten getestet.
Habe als Spannung 8V genommen, einen kurzen Impuls auf 12V und anschließend auf 4V. Als Testimpuls habe ich einfach eine Rampe von 1ms genommen. Also 8V, in 1ms auf 12V, wieder 1ms später auf 8V und das gleiche mit den 4V.
Mein Ergebnisse:
ohne C: 2V und 6V
mit 100nF: ca. 2,67V und 5,29V (die restlichen Kommastellen einfach abgeschnitten)
mit 100nF und 100Ohm (wie im Post 20): 2,68V und 5,29V (Kommastellen ebenfalls abgeschnitten)


Der Kondensator sollte aber trotzdem so nah wie möglich an den Eingang.

Man kann das Signal noch weiter im uC verarbeiten (Mittelwertbildung, einzelne "Ausreißer" entfernen,...).

MfG Hannes