ELO Mikrocontroller und Programmierung Ping-Pong Experimente mit der Ping-Pong-Platine: Widerstandsmessung

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Experimente mit der Ping-Pong-Platine: Widerstandsmessung

Mit der Ping-Pong-Platine und einer Zusatzschaltung auf einem kleinen Steckboard können Widerstandswerte zwischen ca. 10 Ohm und 600 Ohm gemessen werden.

von Hermann Nieder

Eines der Potenziometer des Ping-Pong-Bausatzes wird zur Einstellung der Messspannung verwendet.

Beide Operationsverstärker des LM358 sind als Spannungsfolger geschaltet.

Derjenige von ihnen mit den Pins 1,2 und 3 stellt bei Mittelstellung des Potenziometers etwa 2 V an ADC7 bereit.

Diese Schaltung ist dazu erforderlich

An dieser Spannung liegen auch die beiden Widerstände R1 und Rx, die in Reihe geschaltet sind.

Die Spannung an Rx ist über den 2. Spannungsfolger mit den Pins 5,6 und 7 mit dem Eingang ADC6 des ATMEGA8 verbunden.
U1 an R1 kann mit der Formel U1=U7- U6 berechnet werden.
Die Widerstandswerte Rx und R1verhalten sich zueinander wie die Spannungen U6 und U1 an ihnen Rx/R1 = U6/U1.

Rx lässt sich nach Umstellung der Formel mit Rx= U6*R1/U1 berechnen.

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Die genauen Werte der Spannungen U7, U6 und U1 sind nicht wesentlich, da sich in der verwendeten Formel die Verhältnisse je nach Schleiferstellung des Potenziometers mit einer etwas kleineren oder etwas größeren Spannung nicht ändern.
Dies lässt sich rechnerisch überprüfen.

Das Programm für den ATMEGA8 wurde in BASCOM AVR entwickelt.
Damit diese Anzeige auf der Ping-Pong-Platine möglich wird, erfolgen zunächst jeweils 10 Messungen an den Eingängen ADC7 bzw. ADC6 einschließlich einer Mittelwertbildung (Division durch 10).

So lassen sich in BASCOM AVR die oben angegebenen Berechnungen durchführen.
...

U1 = U7 - U6

U6 = U6 * 1000
Rx = U6 / U1
Dat = Rx
Gosub Dez_darst
...

Das Programmlisting ist ähnlich aufgebaut wie dasjenige in einem anderen ELO-Beitrag[2], in dem eine Spannungsmessung mit der Ping-Pong-Platine beschrieben wird.
Da mit ganzen Zahlen gerechnet wird und jeweils eine Ziffer hinter dem Komma angezeigt werden soll, ist U6 mit 1000 zu multiplizieren, obwohl R1 nur 100 Ohm groß ist. Das Komma wird in Spalte 9 dargestellt.

...

Komma9:
Leds(9) = 96
Return
...

Es wird das Kurzeichen der Einheit Ohm und nach einer Pausenzeit der Widerstandswert für eine bestimmte Zeit angezeigt usw.

...
'Anzeige des Kurzzeichens für Ohm
Gosub Ohm01
...

Ohm01:
'Datei: Ohm01
Leds(1) = 0
Leds(2) = 0 '992
Leds(3) = 0 '128
Leds(4) = 0 '832
Leds(5) = 0
Leds(6) = 0
Leds(7) = 704
Leds(8) = 800
Leds(9) = 32
Leds(10) = 800
Leds(11) = 704
Leds(12) = 0
Wait 2
Return

Für die Erstellung der Programmzeilen, die eine Zifferndarstellung usw. ermöglichen, wurde das Visual Basic Programm Supermustergenerator verwendet, das in einem anderen ELO-Artikel [2] bereits vorgestellt wurde.

Für Widerstandswerte über 100 Ohm wird in der ersten LED-Spalte links pro Hunderter eine LED eingeschaltet.

Im Bild wird gerade ein Wert von 472,0 angezeigt.

Dies ist durch folgende Programmzeilen möglich:

...
Tausender_z:
Select Case Tausender
Case 0 : Leds(1) = 0
Case 1 : Leds(1) = 16
Case 2 : Leds(1) = 24
Case 3 : Leds(1) = 28
Case 4 : Leds(1) = 30
Case 5 : Leds(1) = 31
Case 6 : Leds(1) = 63
Case 7 : Leds(1) = 127
Case 8 : Leds(1) = 255
Case 9 : Leds(1) = 511
End Select
Return

...

Mit kurzen Leitungen, die mit Krokodilklemmen versehen sind, können die unbekannten Widerstände zum Messen angeschlossen werden.