Galvanisch getrennte Spannungsmessung mit MCP3426 und ADUM2250

Der Messaufbau ist zwar sehr primitiv und nur mal schnell zusammengelötet,
aber so funktioniert das schon recht gut und genau so wie erhofft.

Als AD-Wandler dient ein MCP3426, das ist der kleine I²C delta-sigma-Stromwandler
in den ich mich regelrecht verliebt habe und der für diesen Zweck hervorragend geeignet ist.
12 14 oder 16Bit Auflösung bei +- 2,048V Eingangsspannung gegen einen Bezugspunkt
der nicht auf GND liegen muss das Ganze zwei Mal, Referenzspannung etc "On Board"
Es ist keinerlei externe Beschaltung notwendig ausser Spannungsversorgung und I²C
Der funktioniert von 3-5,5V und ausserdem ist noch ein "gain" also ein Vorverstärkungsfaktor
von 1  ;  2  ; 4 oder 8 einstellbar das ergibt z.B. einen Eingangsbereich von +- 0,256mV
bei einer Auflösung von 65536 Schritten bei 16Bit ok, braucht nicht jeder so fein, und dann
wird der Wandler auch langsam, aber 12Bit sind auch noch 4096 Schritte
bzw 14bit 16384Schrittegesamt also 8192 von 0-maximum.
Damit kann man direkt einen Strom-Shunt auslesen. (meist auf 200mV abgeglichen)
15 SPS (16 bits)  60 SPS (14 bits)  240 SPS (12 bits) (SPS= Messungen pro Sekunde)
wie ich in teinem älteren Post schon mal erwähnte kann man bei +-2,048V Eingang
und Betrieb an 5V einen LEM Stromwandler ebenfalls direkt anschliessen.
Der Messbereich des LEM HASS200S geht dann bis +- 645A also mehr als nötig für
das Maximum von +-600A.
Die Ansteuerung per I²C ist erstaunlich einfach.
Weil es immer wieder die gleichen Befehlssequenzen sind ist das in Bascom mit
wenigen Zeilen Programm erledigt. Die Zahlen auf dem Display der Franzbox
(:7:32:16) sind die drei Byte, die pro Messung empfangen werden
also highbyte, lowbyte, Statusbyte  7 x 256 + 32 ergibt 1824.

Das schöne am MCP3426 ist, dass die Eingangsspannung schon korrekt ausgegeben
wird. 1824 sind bei 12 Bit und den 2,048V Referenz auf +- 2048 Schritte
exakt 1,824V am Eingang!

Das ist wesentlich schöner zu berechnen als z.B. 1024 Schritte bei 5,07V Referenz
umzurechnen wie das beim Onboard-AD-Wandler des Atmega üblich ist.

........wer hier mal meinen Spannungsteiler genauer anschaut wird feststellen, dass
da was nicht stimmen kann......ich habe mal wieder dieses doofe Messinstrument
erwischt, das bei leerer Batterie ohne Warnung zu viel anzeigt.......und habs im Programm
angepasst, ohne lange zu überlegen. Dieses Messgerät wird jetzt entsorgt!

Für die galv.Trennung des I²C-Busses sorgt ein ADUM2250.
einfach mal nach den Datenblättern googeln, die sind leicht zu finden!

So ist die gesamte Messvorrichtung mit gerade mal ca.10 Bauteilen zu realisieren.
I²C ist zwar nicht unbedingt das ideale Bussystem in rauher Umgebung, da muss ich
noch ein paar Versuchsreihen durchführen, aber wenn man den Messwandler nicht
allzuweit weg vom Auswerterechner platziert dann funktioniert das sehr zuverlässig
und auch schnell.SPI ist da auch nicht viel besser, braucht aber einen Port mehr
und RS232 ist eher langsam und braucht einiges an Hardware zusätzlich.