ein Voltmeter mit dem MSP430 LaunchPad

Ich habe mal meine Erfahrungen mit dem LaunchPad aufgeschrieben, so aufbereitet, daß auch Elektronikanfänger damit zurechtkommen sollten:

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Das Voltmeter ist allerdings noch recht ungenau. Hier mal eine Messreihe:

0: 0,5 0,5: 0,98 1: 1,45 1,5: 1,9 2: 2,4 2,5: 2,7 3: 3,1 3,5: 3,4 4: 3,7 4,5: 4,1 5: 4,3

Die erste Zahl ist die angelegte Spannung, die zweite Zahl der vom Voltmeter gemessen Wert.

Wie in dem Artikel geschrieben denke ich, daß das durch die hohen Widerstände für den Spannungsteiler zustande kommt und vielleicht auch noch die Dioden was verfälschen, bei den niedrigen Strömen, die da am Ende ankommen. Wie könnte man das verbessern? Ich möchte einen möglichst hochohmigen Eingang haben, da ich z.B. auch die Selbstentladung von Kondensatoren messen möchte, will aber auch höhere Spannungen messen können, sodaß ich also nicht direkt einen Op-Amp Spannungsfolger ohne Vorteiler und Schutz per Dioden nehmen kann, oder?

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Frank Buss, http://www.frank-buss.de
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Frank Buss
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Sieht so aus als ob da irgendwo maechtig Offset drin ist, wenn es bei 0V ein halbes Volt anzeigt. Bei hoeheren Spannungen machen Dir D2 und D3 die Milch sauer, da fangen die langsam an sich in die Kennlinie reinzulehnen und stellen einen langsam zunehmenden Widerstand parallel zu R10 dar.

Schuetzen kann man besser so: Widerstand vom Messpunkt (IN) zu zwei Dioden, eine nach Masse, eine nach VCC. Von da einen 470ohm oder so zum P1.4. Dann an die VCC noch einen TLV431 der spaetestens bei 3.6V oder wo immer abs max liegt "shuntet".

Hoehere Spannungen geht nur per Spannungsteiler. Opamp geht auch, aber dann braucht man hoehere Versorgungsspannungen.

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Gruesse, Joerg

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Joerg

Das Problem war der hochohmige Eingang. Der hat scheinbar alles möglich eingefangen. Auch bei Kurzschluß nach Masse war der Offset noch da. Ein

2,2 nF Kondensator hat das dann behoben. Hatte erst 100 nF verwendet, aber da dauerte es dann logischerweise mehrere Sekunden, bis der umgeladen war, bei großen Spannungsänderungen am zu messenden Eingang.

Ja, war wohl eher eine Schaltung, um die Diodenkennlinie zu vermessen, nicht die angelegte Spannung :-) Habe die Schaltung jetzt geändert (im Browser nach einem Reload zu sehen) und ist besser 50 mV über den gesamten Bereich von 0 V bis 10 V nach einer Kalibrierung. Auch Kältespray scheint die interne Referenz nicht allzu sehr zu stören. Man kann also mit dem LaunchPad mit sehr einfachen Mitteln schon ein relativ genaues Voltmeter bauen. Man könnte dann in Hyperterminal per "Transfer->Capture Text" das ganze aufzeichnen und hätte damit einen Low-Cost Logger (der allerdings einen angeschalteten PC braucht).

Mit dem 10 Meg Ohm Spannungsteiler, den ich da eingebaut habe, brauche ich keinen TLV431, denn bis 36 V Eingangsspannung ist das noch überhaupt kein Problem und darüber wird es wohl gut über die LED und den Stromverbrauch des Prozessors abfliessen, aber so hoch will ich ja gar nicht messen. Als Sicherheit wäre es aber natürlich schon sinnvoll, falls mal sehr hohe Spannungen drankämen und die LED nicht an ist und die CPU sehr wenig Strom verbraucht.

Also es gibt Opamps, die brauchen recht wenig Spannung, wie der OPA237. Aber so einen einfachen Spannungsfolger würdest du wohl diskret für 1/10 des Preises aufbauen :-)

PS: ich hatte 3 LaunchPads gekauft, falls eins kaputt gewesen wäre oder so. Habe daher jetzt 2 Stück zu verkaufen. Inklusiv Versand, und auf Wunsch mit allen Bauteilen für das Voltmeter von der Webseite, also Platine, zwei Dioden, 10 x 10 Meg Ohm Widerstände und 2,2 nF Kondensator, würde ich die zum Selbstkostenpreis für je 8 Euro verkaufen, wer Interesse daran hat (7 Euro ohne zusätzliche Bauteile). Bitte per eMail melden, damit ich die Bankverbindung mitteilen kann, oder per PayPal an meine eMail-Adresse.

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Frank Buss, http://www.frank-buss.de
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Frank Buss

Frank Bussschrieb: "

Also der Spannungsteiler ist so hochohmig dass du die Dioden nicht brauchst. Falls man Angst hat, kann man D1 drin lassen und eine Diode von P1.4 nach Vcc legen.

Float ist auch wirklich nicht nötig. Ein simples:

------------------------------------------------

uint16 volt = (uint16 )((uint32)adc *15000 /1024);

for(uint16 i=10000; i; i/=10) { sendByte(volt /i +0x30); volt-= volt /i *i; if(i == 1000) sendByte(','); }

------------------------------------------------

sollte doch reichen (ungetestet).

Dirk

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Dirk Ruth

Ja, habe es korrigiert auf der Webseite. Wie machen das aber jetzt die Multimeter, daß die auch negative Spannungen messen können?

Klar, kann man alles auf Festkommadarstellung umwandeln. Wenn man ein Gerät für größere Stückzahlen rausbringt, dann würde sich das wohl auch lohnen, macht aber den Code komplizierter. Für meine Hobbyanwendungen spare ich mir solche Optimierungen und nehme einfach einen ARM Microcontroller mit mehr Flash und mehr Rechenleistung, wenn's nicht mehr in ein MSP430 reinpassen will :-)

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Frank Buss, http://www.frank-buss.de
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Frank Buss

Abschwächer -> Verstärker -> aktiver Gleichrichter(RMS-Konverter) ->

ADC

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Ok dann ist das LaunchPad aber hinfällig.

Dirk

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Dirk Ruth

Prima, aktiver Gleichrichter klingt gut. Muß ich dann aber den Operationsverstärker symmetrisch betreiben, oder? Dann noch einen kleinen Vergleich, ob die Eingangsspannung < 0 V ist, was direkt das Vorzeichen anzeigen kann.

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Frank Buss, http://www.frank-buss.de
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Frank Buss

Entweder symmetrisch mit Ausgang auf einen AD-Pin und von dort Inverter mit Ausgang auf zweiten AD-Pin, oder großen Kondensator und voltage input biasing, dann ist der Nullpunkt bei 0x3FF /2. Oder nimm gleich sowas wie LTC1966 / AD737.

Dirk

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Dirk Ruth

Danke, der LTC1966 sieht auch gut aus. Wäre zwar wieder die Fast-Food-Lösung (mit 5 Euro in Einzelstücken allerdingn schon in Nobel-Restaurant-Qualität), aber sowas selber zu bauen mit dieser Genauigkeit dürfte wohl schwierig werden.

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Frank Buss

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