Analoger Sensoreingang

[Cornelius]

Hallo,

ich wüsste gerne woraus der analoge Sensoreingang besteht. Ich weiß schon einiges aber eben nicht alles:

zwischen +5V und Signal:
innerhalb des Boards evt. ein Pull-Up
zwischen Signal und GND:

innerhalb des Boards: Messgerät (Strom/Spannung)??????
außerhalb des Boards: Widerstand und/oder Spannung angelegt????

Was für ein Messgerät befindet sich innerhalb des Boards, Strom oder Spannung?

Viele Grüße
Cornelius

[Manfred2]

Hallo,
die Eingänge beziehen sich immer auf die Masse, also 0V bzw. GND. Im Chip wird dabei die anliegende Spannung in einen Digitalwert umgesetzt. Diese anliegende Spannung kann man auch extern mit einem Voltmeter messen. Steigt die Spannung wird auch der Digitalwert größer.
Wenn ein Pull-UP-Widerstand aktiv ist liegt dieser praktisch zwischen dem Eingang und der positiver Versorgungsspannung. Das bedeutet einen hohen Spannungswert wenn der Eingang nicht beschaltet ist. Ist dieser Widerstand nicht aktiv kann sich ein nicht zu definierender Wert einstellen da der Eingang hier aufgeladen werden kann.
Alles Klar?

Manfred

[Cornelius]

Danke, das hört sich gut an.
Wenn ein Pull-Up zwischen +5V und Signal drin ist und ich eine Spannung z.B. an einer Photodiode messen will. Was passiert dann? Die Photodiode liefert ja nur einen ziemlich geringen Strom und der Signal-Pol ist mit +5V über den Pull-up verbunden bekommt also irgendein Potential ab. Dementsprechend sollte dann an der Photodiode einmal über den Pull-Up eine Spannung angelegt sein und einmal eine Spannung die durch die Belichtung erzeugt wird. Das ergibt nach meinem Ersinnen dann ein Problem. Oder verstehe ich da irgendwas falsch?

Cornelius

[Manfred2]

Hallo,
für die Auswertung des Lichtes an einer Fotodiode gibt es grundsätzlich mehrere Möglichkeiten.
Variante 1 heißt die Spannung zu messen die die Diode beim Auftreffen von Licht erzeugt. In diesem Fall sollte kein Pull-UP verwendet werden. Der Nachteil ist dass die erzeugte Spannung sehr klein ist und somit schlecht auswertbar ist. Hinzu kommt dass bei Dunkelheit viele Störsignale aufgefangen werden. - würde ich so einfach nicht empfehlen!
Variante 2 heißt die Widerstandsänderung in Abhängigkeit von der Lichtmenge ausnutzen. Dazu wird ein Pull-UP verwendet und die Diode in Sperrichtung betrieben. So entsteht praktisch ein veränderlicher Spannungsteiler. Bei Dunkelheit ist die Diode hochohmig - großer Spannungswert, ist es hell - kleiner Spannungswert. Bei richtiger Dimensionierung des Widerstandes kann man hier gute Ergbnisse erzielen. Der Nachteil ist dass es hier eine große Nichtlinearität gibt.
Eine dritte Variante heißt die Diode im Kurzschluss zu betreiben und den Strom zu messen. Dazu ist eine Verstärkerschaltung mit einem Operationsverstärker notwendig. Hier bekommt man gute Linearität und gute Spannungswerte, Nachteil ist der Aufwand - der sich für einfache Anwendungen nicht lohnt.
Also Variante 2 ist bestimmt die für Dich am besten geeignetste.

Manfred

[Cornelius]

Hallo Herr Krause,

vielen Dank fuer die Antwort.
Zusammenfassen kann man das also so:

einfache Spannungsmessung:
-kein Pull-Up verwenden
-analog()= Spannung*255/5V (fuer 0V<Spannung<5V)
-Spannung=analog()*5V/255

Widerstandsvergleichsmessung:
-Pull-up verwenden
-analog()=255*Messwiderstand/(Messwiderstand+Pullupwiderstand)
-Messwidertand= analog()*Pullupwiderstand/(255-analog())

Ich habe jetzt noch zwei weitere Fragen:
1. Bei manchen Handyboards ist der Pull-Up integriert. Ist es moeglich alle Pull-ups vor analogen Sensoreingaengen zu entfernen? Sie haben mal in diesem Forum erklaert man koenne bei den Eingaengen 16-24 (oder so aehnlich) die Pull-ups entfernen. Wie sieht es bei 1-4 und 25-28 aus?
2. Aus dem was sie zur Diode gesagt haben wuerde ich schliessen, dass wenn ich den veraenderlichen Spannungsabfall an einem festen Widerstand (z.B. analoger Tiefpass-Filter) messen moechte, den Sensoreingang ohne Pull-up verwende. Das ist richtig oder?

Viele Gruesse
Cornelius

[Manfred2]

Hallo,
mit dem nachträglichen Abschalten der Pull-Up's ist das nicht so einfach. Die Widerstände sind in einem Bauteil integriert und lassen sich einzeln quasi nicht entfernen. Dazu muss man Leiterzüge durchtrennen und Brücken einlöten - eine Arbeit die etwas Geschick und Erfahrung erfordert.
Weiterhin ist zu beachten dass ein Pull-UP immer für 3 Eingänge zuständig ist - Widerstand 1 für Eingang 1, 16 und 24, Widerstand 2 für 2, 17 und 25, usw. - . Wenn das in Dein Schema passt kan man da etwas machen.

Manfred

[Cornelius]

Hallo,

das bedeutet, es ist möglich die Pull-Ups rauszumachen erfordert aber Arbeit und Geschick. Es ist keine unmöglichkeit. Für den Fall dass wir nicht genug Pull-Up-freie Boards besitzen, werde ich noch einmal genauer fragen wie es funktioniert. Bis jetzt reicht das aber. Danke!