{"id":6795,"date":"2020-05-29T13:08:10","date_gmt":"2020-05-29T11:08:10","guid":{"rendered":"https:\/\/www.nerdiy.de\/?p=6795"},"modified":"2022-01-20T13:01:09","modified_gmt":"2022-01-20T12:01:09","slug":"howto-espeasy-wemos-d1-mini-adc-adapt-to-another-maximum-voltage","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/nerdiy.de\/nl\/howto-espeasy-wemos-d1-mini-adc-adapt-to-another-maximum-voltage\/","title":{"rendered":"HowTo: ESPEasy \/ Wemos D1 Mini - De ADC aanpassen aan een andere maximale spanning"},"content":{"rendered":"

U kunt de ADC op de ESP8266 gebruiken om spanningen te meten. Dit is bijvoorbeeld handig om een accuspanning en daarmee de laadtoestand van de accu of een helderheid te registreren met behulp van een LDR en een voorschakelweerstand.<\/p>\n\n\n\n

De ADC van de ESP8266 is echter een beetje speciaal. Helaas kan deze zonder extra externe bedrading alleen spanningen tot maximaal 1V bepalen. Het is dus niet mogelijk om direct de spanning van een LiPo accu te bepalen omdat het spanningsbereik van een gezonde LiPo van 3,2 tot 4,2V is.<\/p>\n\n\n\n

Er wordt een truc gebruikt zodat de ADC ook hogere spanningen kan meten. Een spanningsdeler wordt gebruikt om de te meten spanning te schalen naar het mogelijke spanningsbereik van de ADC.<\/p>\n\n\n\n

De ADC meet dan spanningen in het bereik van 0V tot 1V die staan voor een hogere waarde op de daadwerkelijke spanningsdeler. Op de printplaat van de Wemos D1 Mini is bijvoorbeeld een spanningsdeler ge\u00efnstalleerd om spanningen tot 3,3V te meten. Dit is praktisch, maar helaas niet voldoende om bijvoorbeeld de spanning van een LiPo te kunnen meten.<\/p>\n\n\n\n

Hoe u dit maximale spanningsbereik van de ADC kunt uitbreiden, wordt beschreven in het volgende artikel.<\/p>\n\n\n\n

\n\n\n\n

Eisen<\/h2>\n\n\n\n

Handige artikelen:
<\/strong>Voordat u met dit artikel begint, moet u de basisprincipes van solderen hebben behandeld. Informatie hierover vind je in het volgende artikel.
Elektronica - Mijn vriend de soldeerbout<\/a><\/em><\/strong><\/p>\n\n\n\n

Vereist gereedschap:<\/strong><\/strong><\/p>\n\n\n\n

In de volgende lijst vind je alle tools die je nodig hebt om dit artikel te implementeren.<\/strong><\/strong><\/p>\n\n\n

\n \n \n \n \n \n \n \n \n <\/colgroup>\n <\/table>\n \n \n \n<\/div>\n\n\n\n\n

Benodigd materiaal:<\/strong><\/strong><\/p>\n\n\n\n

In de volgende lijst vindt u alle onderdelen die u nodig heeft om dit artikel te implementeren.<\/strong><\/strong><\/p>\n\n\n

\n
\n \n \n \n \n \n \n \n <\/colgroup>\n <\/table>\n \n \n \n<\/div>\n\n\n\n\n
\n\n\n

Veiligheidsinstructies <\/span><\/h2>\r\n

Ik weet dat de volgende opmerkingen altijd een beetje vervelend zijn en onnodig lijken. Helaas hebben veel mensen die "beter" wisten door onvoorzichtigheid ogen, vingers of andere dingen verloren of zichzelf verwond. Gegevensverlies is in vergelijking bijna te verwaarlozen, maar zelfs dit kan erg vervelend zijn. Neem daarom vijf minuten de tijd om de veiligheidsinstructies te lezen. Omdat zelfs het coolste project geen blessure of andere problemen waard is.<\/span>
https:\/\/www.nerdiy.de\/sicherheitshinweise\/<\/span><\/a><\/em><\/strong><\/p>\r\n

Affiliate links \/ reclame links<\/h2>\r\n

De hier vermelde links naar online winkels zijn zogenaamde affiliate-links. Als u op zo'n affiliate-link klikt en via deze link een aankoop doet, ontvangt Nerdiy.de een commissie van de betreffende onlineshop of aanbieder. De prijs verandert voor jou niet. Als u via deze links uw aankopen doet, steunt u Nerdiy.de om in de toekomst andere nuttige projecten aan te kunnen bieden. \ud83d\ude42\u00a0<\/em><\/p>\n\n\n\n

\n\n\n\n

Hoe werkt een spanningsdeler<\/h2>\n\n\n\n

Een eenvoudige spanningsdeler bestaat eigenlijk altijd uit minimaal twee weerstanden. In het onderstaande schakelschema van de Wemos D1 Mini ziet u in het rood gemarkeerde gebied een spanningsdeler.<\/p>\n\n\n\n

Als u niet ge\u00efnteresseerd bent in de functie van een spanningsdeler, kunt u deze paragraaf gewoon overslaan. \ud83d\ude42<\/p>\n\n\n\n

\"\"
Bron: https:\/\/www.reddit.com\/r\/esp8266\/comments\/9idpbe\/does_anyone_know_where_to_buy_genuine_wemos_d1\/<\/a><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Er zijn twee weerstanden in serie ge\u00efnstalleerd. De bovenste aansluiting "A0" komt van de aansluitpin "A0" op de Wemos D1 Mini printplaat. De te meten spanning (bijvoorbeeld uw LiPo) wordt aangesloten op "A0".<\/p>\n\n\n\n

De "ADC"-verbinding leidt dan naar de eigenlijke ADC van de ESP8266. <\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>
\n

Waarom doe je dit allemaal?<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Hier wordt een eigenschap van een serieschakeling van twee weerstanden gebruikt. <\/p>\n\n\n\n

Bij een serieschakeling van twee weerstanden is de verhouding van de totale spanning tot een individuele spanning over een van de weerstanden gelijk aan de verhouding van de totale weerstand tot een van de individuele weerstanden. Dit klinkt in eerste instantie ingewikkeld, maar wordt hieronder uitgelegd. \ud83d\ude42<\/p>\n<\/div><\/div>\n\n\n\n

Vooraf: Als formule zou het geheel er zo uitzien:<\/p>\n\n\n

Formule 1:          \"frac{R1+R2}{R2}=frac{U1+U2}{U2}\" <\/p>\n

of<\/p>\n

Formule 1.2:    \"frac{R1+R2}{R1}=frac{U1+U2}{U1}\"<\/p>\n\n\n

"U1" en "U2" zijn de spanningen die over de weerstand "R1" en "R2" vallen. "U" is hetzelfde als U1 + U2 omdat bij een serieschakeling van (eenvoudige ohmse) weerstanden de individuele spanningen optellen tot de totale spanning.<\/p>\n\n\n

In het kort geldt het volgende: \"U=U1+U2\"<\/p>\n\n\n

Hetzelfde geldt voor de weerstanden, want de totale weerstand van een serieschakeling bestaat uit de som van de individuele weerstanden. <\/p>\n\n\n

\"Rsom=R1+R2\"<\/p>\n\n\n

Deze formules kunnen nu redelijk goed gebruikt worden in formule 1 en we krijgen het volgende:<\/p>\n\n\n

\"frac{Rsum}{R2}=frac{U}{U2}\"<\/p>\n\n\n

"U1" en "U2" zijn de spanningen die over de weerstanden "R1" en "R2" vallen. "U" is hetzelfde als U1+U2 omdat bij een serieschakeling van (eenvoudige ohmse) weerstanden de individuele spanningen worden opgeteld om tot de totale spanning te komen.<\/p>\n\n\n\n

Om dit te doen, moet de formule zodanig worden gewijzigd dat de totale spanning "U" kan worden berekend uit de gegeven waarden. De herschikte formule geeft:<\/p>\n\n\n

Formule 2:\u00a0 \"frac{Rsum}{R2}*U2=U\"<\/p>\n

Als je nu de bijbehorende waarden hier invoert, krijg je het volgende resultaat:<\/p>\n

\"frac{320k}{100k}*1V=3.2V\"<\/p>\n\n\n

Met de gebruikte weerstandswaarden in de spanningsdeler kunnen spanningen tot 3,2V gemeten worden op de ADC.<\/p>\n\n\n\n

Het praktische: als je deze weerstandswaarden verandert, kun je met de ADC ook hogere spanningen meten. In het volgende voorbeeld de spanning van een LiPo.<\/p>\n\n\n\n

\n\n\n\n

Spanningsdeler op de Wemos D1 Mini<\/h2>\n\n\n\n

Zo weet je nu ongeveer hoe een spanningsdeler werkt en waar hij onder andere voor gebruikt kan worden. Met deze kennis willen we nu weerstandswaarden vinden voor de spanningsdeler om de spanning van een LiPo accu te kunnen meten. De laadspanning is maximaal 4,2V. Om ook deze bovenspanning met zekerheid te kunnen meten is het aan te raden een iets hogere spanning te kiezen. Laten we zeggen 4,3V.<\/p>\n\n\n\n

Voor de gebruikelijke spanningswaarden van 4,3V, 5V, 9V en 12V staan voorbeelden voor de weerstanden R1 in de volgende paragraaf. U kunt uzelf dus de berekening besparen. \ud83d\ude42<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>
\n

Het doel is nu om de weerstandswaarden voor R1 en R2 te bepalen.<\/p>\n\n\n\n

Tegelijkertijd weten we dat al U=4,3V<\/strong> en U2=1V<\/strong> moeten zijn. Er blijft dus maar \u00e9\u00e9n waarde over om met formule 2 een waarde te berekenen, die we moeten bepalen om de laatste open waarde te kunnen berekenen. Maar we maken het onszelf hier gemakkelijk en stellen gewoon deze waarde in. \ud83d\ude42<\/p>\n\n\n\n

We zetten eerst R2 op 100kOhm en kijken welke waarde we krijgen voor R1.<\/p>\n<\/div><\/div>\n\n\n

Overgeschakeld resulteert de Formule 1 inclusief de verzamelde kennis nu<\/p>\n

Formule 3: \"frac{{color{Red}<\/p>\n

In deze formule kennen we alle (groene) waarden behalve R1 (rood). Dus we proberen de formule te herschikken volgens R1 en krijgen het volgende:<\/p>\n

\"1+frac{R1}{R2}=frac{U}{U2}\"<\/p>\n

vereenvoudigd en herschikt, is het resultaat:<\/p>\n

\"(frac{U}{U2}-1)*R2=R1\"<\/p>\n

en dienovereenkomstig dezelfde kleur:<\/p>\n

\"(frac{{color{Green}<\/p>\n

In deze formule kennen we nu alle groene waarden en de (rode) waarde die we zoeken staat aan de rechterkant van het gelijkteken. \ud83d\ude42<\/p>\n

De vereiste waarde voor R1 kan nu worden berekend door in te voegen:<\/p>\n

\"(frac{4.3V}{1V}-1)*100kOhm=330kOhm\"<\/p>\n

Dit resulteert in een waarde van 330kOhm voor R1. Vervangen we dus de in de printplaat van de Wemos D1 Mini ingebouwde weerstand van 220kOhm door een weerstand van 330kOhm, dan vergroot je het maximaal meetbare spanningsbereik van 3,3V naar 4,3V en kun je dus ook het gehele spanningsbereik van een LiPo-accu meten. \ud83d\ude42<\/p>\n\n\n

\"\"<\/a>
Dit is het onderaanzicht van de Wemos D1 Mini. Daar wordt onder andere de spanningsdeler voor de ADC ge\u00efnstalleerd.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Formule voor berekening:<\/p>\n\n\n

\"(frac{U}{U2}-1)*R2=R1\"<\/p>\n