Frage von MrRayman, 43

Mikrocontroller: Was muss man bei einen sehr hochohmigen Spannungsteiler beachten?

Ich wollte die Spannung der Batterie messen, die den Mikrocontroller versorgt. Dafür wollte ich einen Spannungsteiler nehmen. Um den Verlust zu reduzieren, würde ich ihn möglichst hochohmig wählen. Da die Spannung nahezu konstant ist, brauche ich nur langsame Spannungsänderungen berücksichtigen.

Der Eingangswiderstand am Mikrocontroller wird mit 100MOhm angegeben. Den "hinteren" Widerstand des Spannungsteilers würde ich beispielsweise 1MOhm nehmen. Weil diese beiden Wiederstände sozusagen parallel geschaltet sind, ergibt sich ein Gesamtwiderstand von ca 0,99MOhm. Den "oberen" Widerstand müsste ich dem ensprechend natürlich noch passend wählen (ca 2MOhm).

Gibt es noch weitere Effekte zu brücksichtigen? Kann man so überhaupt eine angemessend genaue Messung durchführen oder sollte man schon deutlich höhere Widerstände wählen?

Hilfreichste Antwort - ausgezeichnet vom Fragesteller
von Bellefraise, 27

Ich hoffe, ich versteh das recht: du willst eine Batteriespannung über einen Spannungsteiler reduzieren und mit der reduzierten Spannung den MC versorgen?

Wenn du dir selbst einen Spannungsteiler aufbauen willst und eine hohe Genauigkeit haben willst, dann empfehle ich, Meßwiderstände zu nutzen. Die Genauigkeitsklasse hängt von deinen Anforderungen ab.

Mindestens aber, den Spannungsteiler  vermessen und nicht die Ringelcodes als Auslegungswert nehmen.

Male doch mal ein Ersatzbild. Nötig ist bestimmt, den Spannungsteiler als "belasteten Spannungsteiler" auszulegen . .  d.h. du musst die einzelnen Widerstände kennen (Eingangswiderstand MC, Eingangswiderstand  Multimeter). Besonders wenn du sehr hochohmig arbeitest versauen dir sonst die parasitären Ströme das Messergebnis - -  aber auch hierzu ist eine Abschätzung gut.

Kommentar von MrRayman ,

danke, ich habe mich jetzt für einen 100kOhm und einen 200kOhm Widerstand entscheiden.

Den Eingangswiderstand des Multimeters hätte ich vergessen.

Antwort
von weckmannu, 28

Da die 100 MOhm aus dem Datenblatt eine recht hohe Toleranz/Streuung haben dürften, wäre es eher angebracht, z.B. mit 2x 500kOhm zu messen. Dann wäre der mögliche Fehler geringer. Auch die üblichen digitalen Multimeter haben ähnliche Eingangsimpedanz, und man kann damit genügend genau messen.

Antwort
von WesternCalimero, 18

Obwohl offenbar schon hinreichend beantwortet, würde ich gerne auch noch meinen Senf dazugeben.

Den Eingangswiderstand des MC hast Du mit 100M angegeben. Bist Du sicher, das da kein Multiplexer dahinter ist? Dann könnte der Sample-Kondensator während des Abtastvorganges den Wert verfälschen.

 

Wenn die Spannung eh´ nicht permanent, sondern nur ab und zu (so alle Sekunde) gemessen werden soll (oder muss), kann man den Spannungsteiler auch wesentlich niederohmiger ausführen und ihn dann mit einem Transistor nur dann dazu schalten, wenn wirklich gemessen werden soll. Im Endeffekt ist das sogar stromsparender als ein hochohmiger Spannungsteiler der permanent Strom zieht.

LG Calimero

Kommentar von MrRayman ,

Danke für die Antwort.

Könnte man mögliche Beeinflussung eines Multiplexers verhindern?

Ich habe zum unterbrechbaren Spannungsteiler sogar schon mal eine Frage gestellt und habe eine wirklich sehr gute Antwort bekommen. Leider werde ich sehr häufig die Spannung messen, dass der Vorteil doch nicht so groß ausfällt wie gedacht.

Kommentar von WesternCalimero ,

Wenn es wie bei einer Batteriespannung keine schnellen Änderungen werden, kann man direkt vor den Eingang des MC einen Kondensator in der Größenordnung 10nF...100nF schalten. Der sollte dann sehr nahe am MC platziert sein, genau so, wie der hochohmige Widerstand zur Batteriespannung (damit sich die Leitung nicht irgendwelche Digitalsignale einfängt).

Wie groß der Vorteil eines unterbrechbaren Spannungsteilers ausfällt, kann man eigentlich nur über die Ah ermitteln. Bei einem Batteriegerät bringt es meistens Vorteile Einzelne Dinge ab zu schalten. Wenn man dann noch rund um den MC nicht HC oder HCT - Bauteile sondern Cmos einsetzt, dann wird es richtig stromsparend.
LG Calimero

Antwort
von diroda, 18

Das die Spannungsmessung (Innenwiderstand des Messgerätes) den Spannungsteiler beeinflusst/verändert. Bei einer kontinuirlichen Messung kann man es als Paralellwiderstand einplanen/berechnen.

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