Beschaltung bnbenutzter Aref-Pin, und LM35 an 2,56V

[demmy]

Hi zusammen,

Ich habe nur ein paar kurze Fragen.

Wie sieht die optimalste Beschaltung des Aref-Pins aus wenn ich das ADC gar nicht benötige? Einfach einen Widerstand gegen Masse?

Und wenn ich einen LM35 verwende, muss ich diesen ja Laut Datenblatt an 5V betreiben. Ich kann aber am Atmega bedenkenlos die interne Referenzspannung von 2,56V zum Messen verwenden um die Genauigkeit zu erhöhen, da der LM ja selbst bei theoretischen 150°C niemals mehr als 1,5V ausgeben kann?

Meine letzte Frage. Wenn ich für Aref die interne Referenzspannung von 2,56V verwende. Wie hoch ist die Belastbarkeit des Aref-Pins?

Danke für eure Hilfe.

[markusj]

Wie sieht die optimalste Beschaltung des Aref-Pins aus wenn ich das ADC gar nicht benötige? Einfach einen Widerstand gegen Masse?
Unbeschaltet oder Kondensator gegen Masse.


Und wenn ich einen LM35 verwende, muss ich diesen ja Laut Datenblatt an 5V betreiben. Ich kann aber am Atmega bedenkenlos die interne Referenzspannung von 2,56V zum Messen verwenden um die Genauigkeit zu erhöhen, da der LM ja selbst bei theoretischen 150°C niemals mehr als 1,5V ausgeben kann?
Spricht nichts dagegen.


Meine letzte Frage. Wenn ich für Aref die interne Referenzspannung von 2,56V verwende. Wie hoch ist die Belastbarkeit des Aref-Pins?
Gar nicht. Bei manchen AVRs kann Aref bei interner Referenzspannung genutzt werden, um die Spannung mit einem externen Kondensator zu stabilisieren, das war es aber auch. Aref ist nicht dafür gedacht, externe Schaltungen zu versorgen.

mfG
Markus

[demmy]

Hey vielen Dank.


Unbeschaltet oder Kondensator gegen Masse.
Sind aber nicht unbeschaltete Pins eigentlich generell schlecht, wenn sie so offen in der Luft hängen?


Gar nicht. Bei manchen AVRs kann Aref bei interner Referenzspannung genutzt werden, um die Spannung mit einem externen Kondensator zu stabilisieren, das war es aber auch. Aref ist nicht dafür gedacht, externe Schaltungen zu versorgen.

Jetzt mal ne blöde Frage, was macht es denn dann für einen Sinn, wenn ich eine Referenzspannung einstellen kann, die ich dann gar nicht für meine angeschlossenen Bauteile nutzen kann? Ich muss die Spannung dann ja so und so nochmal erzeugen um evtl. mein Bauteil zu versorgen oder sehe ich das falsch?

[redround]

korrekt wäre aus meiner Sicht der Kondensator gegen Masse. Der hilft gleichzeitig die Referenzspannung sauber zu halten, da er dann wie ein Abblock-Kondensator wirkt.

Edit: die Referenz-Spannung hat nur den Sinn, einen Bezugspunkt für die AD-Wandlung bereit zu stellen. Wenn Du zum Beispiel einen 8Bit AD Wandler hast, der mit 2,56 Volt Referenzspannung betrieben wird, dann ist der Wandler-Wert 0 gleich 0 V am Eingangs-Pin und 255 bei 2,56 Volt "Mess-Spannung". Er teilt also den Spannungsbereich zwischen 0 Volt und AREF in 255 gleich große Schritte ein. Bei einem 10Bit, 12Bit, 16Bit oder Noch-Mehr-Bit Wandlern ist der Wandler-Wert natürlich entsprechend größer.

Die Frage ist nun, wie "genau" kann der Wandler auflösen? Der 8Bit Wandler kann bei 5 Volt Referenzspannung logischerweise 5/255Volt große Spannungsunterschiede erkennen. Bei AREF = 2,56 Volt kann er aber 2,56/255Volt Spannungsunterschiede erkennen und ist somit fast doppelt so genau ... natürlich unter der Annahme, dass in beiden Fällen die zu messende Spannung die 2,56 Volt nicht überschreitet.

Edit-Edit: die interne Referenzspannung hat übrigens noch eine andere Aufgabe. Versuch doch mal, die Betriebsspannung des Controllers mit dem eingebauten AD-Wandler zu messen. Wenn Du als Referenz VCC nimmst und dann versuchst VCC zu messen, erhälst Du vom AD-Wandler logischerweise immer den Wert 255 da Messwert immer gleich VCC ist ... egal wie hoch. Also braucht man dafür eine definierte Referenzspannung ... eben zum Beispiel die eingebaute 2,56 Volt Referenz. Wenn man dann VCC z. B. über einen 1:3 Spannungsteiler an den Wandler anlegt, kann man die tatsächliche VCC messen.

[White_Fox]

Jetzt mal ne blöde Frage, was macht es denn dann für einen Sinn, wenn ich eine Referenzspannung einstellen kann, die ich dann gar nicht für meine angeschlossenen Bauteile nutzen kann? Ich muss die Spannung dann ja so und so nochmal erzeugen um evtl. mein Bauteil zu versorgen oder sehe ich das falsch?
redround hat es schon angedeutet: Der AD-Wandler braucht einen Bezugspunkt. Wenn du nicht die interne Referenz nehmen willst (warum auch immer), dann stellst du dem AVR die Referenzspannung an Aref bereit. Nicht mehr und nicht weniger.

[markusj]

Sind aber nicht unbeschaltete Pins eigentlich generell schlecht, wenn sie so offen in der Luft hängen?
Ja, weil man damit zum einen Störungen einfangen kann, und zum anderen weil Digitalpins jenseits definierter Digitalpegel einen erhöhten Stromverbrauch verursachen. Aref fällt da aber aus dem Rahmen, weil das ein Analog-Pin ist, der entweder von der internen Schaltung getrennt ist oder von dieser auf definiertem Potential gehalten wird.

mfG,
Markus

[demmy]

Hey Super,

Vielen Dank an alle für die tollen Erklärungen!

Da hätte ich gleich noch eine Anschlussfrage, kennt jemand einen Feuchtesensor den ich mit Vref = 2,56V auswerten kann?

Viele Grüße

[Klebwax]

Jetzt mal ne blöde Frage, was macht es denn dann für einen Sinn, wenn ich eine Referenzspannung einstellen kann, die ich dann gar nicht für meine angeschlossenen Bauteile nutzen kann? Ich muss die Spannung dann ja so und so nochmal erzeugen um evtl. mein Bauteil zu versorgen oder sehe ich das falsch?
Eine Referenzspannung ist als Referenz und nicht als Versorgung gedacht. Und dafür kann man Aref natürlich auch benutzen. Wenn sie niederohmig belastet werden soll, muß man einen Verstärker dazwischen schalten. Wie hochohmig die Last an Aref sein muß, findet man sicher im Datenblatt, aber ein paar µA oder etwas entsprechend der Last eines Multimeters oder Tastkopfes kann man sicher entnehmen.

MfG Klebwax

[Peter(TOO)]

Hallo,

Sind aber nicht unbeschaltete Pins eigentlich generell schlecht, wenn sie so offen in der Luft hängen?


Das kommt jetzt darauf an, wovon wir reden.

Bei normaler CMOS-Logik sind unbeschaltete Eingänge verboten. Der Eingang nimmt auf Grund von Leckströmen irgendeinen Pegel an. Dabei können dann beide Transistoren in der Ausgangsstufe gleichzeitig leiten, was einem Kurzschluss der Speisung entspricht. Die EIngänge sich so konzipiert, dass sie möglichst hochohmig sind.

Bei einem µC sind die meisten digitalen Eingänge auch alternativ als Ausgang zu verwenden (I/O). Die meisten Pins haben feste Pull Up Widerstände und teilweise sogar noch extra zuschaltbare Widerstände. Auch weil da noch eine Ausgangsstufe angekoppelt ist, sind I/Os weniger hochohmig als Logik-Gatter.

Bei unbenutzten Anschlüssen genügt es meistens die internen Pull Ups per Software anzuschalten.
Theoretisch kann man auch den Anschluss als Ausgang programmieren. Das ist dann aber weniger praktisch, wenn später, bei einer Erweiterung, an diesem Anschluss ein Signal eingespeist wird und man eine alte Software-Version laufen lässt.

Reine digitale Eingänge sollte man mit einem Pull Up versehen, wobei da so 100k ausreichen. Dadurch kann man später den Eingang belegen meist ohne den Pull Up entfernen zu müssen.

Bei Eingängen mit Schmitt-Trigger hat man das Problem nicht, dass der Schaltzustand bei Zwischenwerten der Spannung nicht definiert ist.

Analoge Eingänge dürfen gefahrlos alle Werte annehmen.

Es macht auch noch einen Unterschied ob der Anschluss nur aus einem Pad besteht oder ob da noch eine Leiterbahn angeschlossen ist, auch wenn diese nur zu einem weiteren Pad führt. Jede Leiterbahn wirdkt auch als Antenne, sodass man sich da schon Störsignale einfängt, dann ist ein Pull Up auf jeden Fall zu empfehlen.

* Pull Up steht hier auch als Synonym für einen Pull Down Widerstand.

MfG Peter(TOO)

[demmy]

Aber ich sag jetzt mal wenn ich generell den Aref-Pin mit einem Kondensator gegen Masse beschalte und ich Ihn dann aber per Software abschalte weil ich Ihn doch nicht benötige. Dann habe ich aber keine Nachteile die mir dadurch entstehen?

[White_Fox]

Nö...gewiss nicht. Warum auch?

[demmy]

Naja nicht das es dann zu unkontrollierten Schwingungen kommt, oder was weiß ich. Weil ich noch was übersehen habe? ;)
Es gibt ja nichts das es nicht gibt und nichts ist unmöglich! :D