ESP32 - interner Spannungsteiler der ADC Pins - Messung 10V

Begonnen von Frank_Huber, 21 September 2018, 10:05:43

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Frank_Huber

Moregähn,

Ich bin auf der Suche nach Details zu den internen Spannungsteilern der ESP(32) ADC Pins.
ich möchte den Spannungsteiler extern erweitern um bis zu 10V messen zu können.
Im grunde soll damit eine 9V Batterie überwacht werden.

Jemand eine Ahnung wie es im ESP aussieht und/oder wie ich den extern beschgalten muss für 10V?

Danke & Grüße

r00t2

#1
Soweit ich weiß sind die ADC Pins 3V3 kompatibel und haben 12bit Auflösung.

Daher würde ich einen Spannungsteiler (mit Widerständen der E12 Reihe) von R1 = 68k zu R2 = 33k nutzen und die Spannung über R2 abgreifen.

Berechnung dann in etwa wie:
float VBAT = (127.0f/100.0f) * 3.30f * float(analogRead(34)) / 4096.0f;
FHEM 6.0 (Raspberry Pi 2 B | Raspberry Pi OS Lite | Perl 5.28.1 | UZB Z-WAVE.Me | Hue Bridge V1 | SIGNALDuino 433 MHz | FritzBox | Kodi | Pioneer AVR | MQTT | Node-RED | Diverse Google Dienste)

Frank_Huber

Ja, die sind 3v3 Kompatibel durch einen internen Spannungsteiler.

Da R2 dann parallell zum internen Spannungsteiler liegt sollte der interne doch eingerechnet werden.
Sonst verfälscht sich durch die Parallellschaltung der R2 Wert nach unten.

r00t2

Hab mich jetzt mal durch ein paar technische Dokumente und Design Guidelines durchgelesen und nichts gefunden, was eine besondere Beschaltung der ADC Eingänge bezüglich der ggf. vorhandenen internen Spannungsteiler angeht.

Probiere es doch mal (z. B. mit einem Labornetzteil) aus und messe mal mit einem Multimeter gegen?
FHEM 6.0 (Raspberry Pi 2 B | Raspberry Pi OS Lite | Perl 5.28.1 | UZB Z-WAVE.Me | Hue Bridge V1 | SIGNALDuino 433 MHz | FritzBox | Kodi | Pioneer AVR | MQTT | Node-RED | Diverse Google Dienste)

Papa Romeo

#4
...ich würd einfach ein 10k Spindelpoti (als externen Spannungsteiler geschaltet) nehmen, dieses dann so einstellen dass es passt und mit Sicherungslack fixieren.

z.B.

https://www.conrad.de/de/weltron-wel3296-y-103-lf-spindeltrimmer-25-gang-linear-05-w-10-k-9000-1-st-447112.html
...die richtige Lötspitzentemperatur prüft man zwischen Daumen und Zeigefinger.
...überlasse niemals etwas einer Software, das du hardwaremässig erreichen kannst.
...unvorsichtige Elektriker werden schnell zu leitenden Angestellten.
und...never change a running System...no Updates if not necessary

Frank_Huber

Zitat von: Papa Romeo am 21 September 2018, 11:22:58
...ich würd einfach ein 10k Spindelpoti (als externen Spannungsteiler geschaltet) nehmen, dieses dann so einstellen dass es passt und mit Sicherungslack fixieren.

Spindel-Trimmer ist eine sehr gute Idee! Danke!
Aber warum so ein tiefer Wert? Wäre es nicht besser den Wert so hoch wie möglich zu wählen wegen der verlustleistung?
10K wären ja schon 0,9mA Verlust.

Papa Romeo

#6
..kannst du natürlich auch. Musst du testen.

Info zur Wahl des Widerstandwertes:

Da ich nicht weiß, wie hoch der interne Widerstand ist, ist die Beeinflussung des äusseren Spannungsteilers durch den inneren Widerstand um so kleiner, um so größer der innere Widerstand gegenüber dem äusseren Teilerwiderstandes ist.

Am Beispiel Trimmer 10 kOhm und Trimmer 100 kOhm:

-> Innerer Widerstand z.B. 50 kOhm
-> Trimmer sind in Mittelstellung

beim 100 kOhm ergbt das dann durch die Parallelschaltung des Inneren Widerstandes (50 kOhm) und des Teilerwiderstandes (50 kOhm) einen Gesamtwiderstand von 25 kOhm. Das eigentlich Teilerverhältnis Uein / Uaus ändert sich von 2:1 auf 3:1 obwohl das Widerstandsverhältnis (Gesamt R/ Teiler R) weiterhin bei 2:1 liegt.

beim 10 kOhm ergibt sich ein Gesamtwiderstand (50 kOhm || 5 kOhm) von etwa 4,55 kOhm. D.h. das Teilerverhältnis Uein / Uaus ändert sich von 2:1 auf etwa 2,2:1 bei einem weiterhin konstanten Widerstandsteilerverhältnis von 2:1.

Wählst du den Trimmerwert zu hoch, kann es also sein, das du den Trimmer nur sehr schwer Abgleichen kannst, da sich der Regelbereich nicht linear ändert, bzw. du nur einen sehr kleinen Bereich des Trimmweges zur Verfügung hast, der in deinem Regelbereich liegt.

Ich hoffe meine Erklärung ist so verständlich und nachvollziehbar.

Papa Romeo
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Frank_Huber

Danke, das leuchtet ein. Werd ich also testen und dann die Spindel so hoch wie möglich einsetzen.

Was ich glaube durch viel googeln und lesen verstanden habe:
Beim ESP32 gibt es keinen internen Spannungsteiler, der verträgt selbst die max 3.3V.
deswegen findet sich hierzu auch nichts.

r00t2

Zitat von: Frank_Huber am 21 September 2018, 14:34:53...
Beim ESP32 gibt es keinen internen Spannungsteiler, der verträgt selbst die max 3.3V.
deswegen findet sich hierzu auch nichts.
So sehe ich das auch, denn alle Dokumente, die ich gesichtet habe, sagen nichts dergleichen.

Aber: Versuch macht kluch.
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Papa Romeo

...ist eigentlich egal ob er einen internen Spannungsteiler hat. An Diesem könnte ich ja auch nichts änden.
Die Betrachtung muss man auf den nach aussen wirkenden Eingangswiderstand an diesem Pin sehen und beziehen.
...die richtige Lötspitzentemperatur prüft man zwischen Daumen und Zeigefinger.
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Frank_Huber