logo elektroda
logo elektroda
X
logo elektroda
REKLAMA
REKLAMA
Adblock/uBlockOrigin/AdGuard mogą powodować znikanie niektórych postów z powodu nowej reguły.

Koncepcja budowy woltomierza na AVR

Ravender 24 Wrz 2008 23:19 7366 20
REKLAMA
  • #1 5568951
    Ravender
    Poziom 20  
    Ostatnio zastanawiałem się, czemu ludzie budują woltomierze na ICLach, skoro można zbudować sobie woltomierz panelowy o bardzo małych rozmiarach na AVR.

    Postanowiłem wykonać taki woltomierz i chciałem się upewnić czy moje rozumowanie jest prawidłowe.

    Koncepcja budowy woltomierza na AVR

    Projekt powstanie na Attiny26 bądź Attiny13 (ze względu na jego wymiary).

    Woltomierz ma pracować w zasilaczu mojej budowy, który daje maksymalne napięcie 30V. Zastosowałem dzielnik który daje 5V na wyjściu przy 30V na wejściu. Prąd płynący w gałęzi dzielnika to około 25uA (nie wiem czy dobrze wyczytałem, ale na wejściu Attiny musi być minimum 1uA?).

    Ponieważ przetwornik ADC jest 10bitowy, więc rozdzielczość którą mogę uzyskać to: 0,0048828125 V.

    A to oznacza, że przeliczenie wartości cyfrowej na zmierzone napięcie odbywać się będzie według wzoru:

    U=ADC*6*0.00489

    Zamiast rezystora R2 wykorzystam potencjometr, którym ustawię dokładnie napięcie na dzielniku.

    Czy moja koncepcja jest prawidłowa?!
  • REKLAMA
  • #2 5569005
    marenc
    Poziom 24  
    Nie do końca ... nie bierzesz pod uwagę takich czynników jak temperatura otoczenia oraz temperatura wytwarzana na skutek płynącego prądu w rezystorach. Ja bym bardziej skłaniał się do układów ze wzmacniaczem operacyjnym jako układ tłumiący sygnał wejściowy. Pamiętaj, że użytkownik urządzenia może nie zastosować się do obowiązku podawania maksymalnego napięcia 30V z tej racji, że nie wie jaką wartość może mieć mierzona wartość. Jeżeli chcesz zbudować coś co będzie warte podziwu to przydał by się automatyczny ustalacz zakresu ;)

    Chciałbym się dowiedzieć jak przy ATtiny13 w obudowie DIP8(SO8) będziesz obsługiwał wyświetlacz LCD i jak się to ma do zastosowania większego mikrokontrolera ;)
  • #3 5569029
    Ravender
    Poziom 20  
    Z tym LCD i Attiny13 też się właśnie zacząłem intensywnie zastanawiać hehe. Trochę z rozpędu poleciałem bo akurat leży jedna sztuka przede mną...

    Co do użytkownika urządzenia, będę nim niewątpliwie ja, więc raczej tutaj nie powinno być problemów z przekroczeniem zakresów.

    Natomiast co rozumiesz pod pojęciem "skłaniał się do układów ze wzmacniaczem operacyjnym jako układ tłumiący sygnał wejściowy". Możesz przytoczyć jakieś fragmenty schematów?
  • #4 5569052
    marenc
    Poziom 24  
    Koncepcja budowy woltomierza na AVR

    Ku = -R2/R1

    Zmieniając R2 możesz regulować wzmocnienie/tłumienie. W zależności od potrzeby tłumisz o 10, 100, 1000 zmieniając zakres pomiarowy ... dokładniej chyba nie muszę tłumaczyć ;) Wzmacniacze operacyjne są wykonywane z dużą precyzją zachowania bardzo pożądanych przez nas elektroników parametrów ;)
  • REKLAMA
  • #5 5569065
    Ravender
    Poziom 20  
    Tak co do tego LCD na Attiny13.. moznaby jakis rejestr wykorzystac :).

    Natomiast w kwestii wzmacniacza... ta koncepcja wydaje mi się zdecydowanie bardziej elegancka od barbarzyńskiej drabinki rezystorowej :)
  • #6 5569081
    marenc
    Poziom 24  
    Może nie "barbarzyńskiej", ale na pewno mniej bezpiecznej ;) Nie staraj się zrobić z malucha sportowego samochodu ;)
  • REKLAMA
  • #8 5569628
    marenc
    Poziom 24  
    Uszkodzenie jednego z rezystorów, albo zniszczy mikrokontroler napięciem 30V, albo wynik pomiarów będzie wynosił 0V. Uszkodzenie mikrokontrolera może polegać na przepięciach pomiędzy pinami, co z kolei pociąga za sobą możliwość uszkodzenia LCD.

    Jeżeli chodzi o układ z WO(wzmacniaczem operacyjnym) to podczas spalenia R1 jak i R2 wynik będzie wynosił 0V. Jest to bezpieczniejsze rozwiązanie, a dodatkowo można mieć pewność, że Uwy będzie maksymalnie wynosiło napięcie zasilania WO.

    Po co dawać dużo kondensatorów, skoro jeden spełnia rolę? W elektronice chodzi o niezawodność i precyzję. Bezpieczeństwo układu jest wręcz konieczne w dzisiejszych czasach.
  • #9 5569651
    Freddie Chopin
    Specjalista - Mikrokontrolery
    ciekawe jak mialyby sie 'uszkodzic' rezystory [; nikt nie mowi tu o woltomierzu do elektrowni jadrowej, ani o woltomierzu na pole walki. do zabepieczenia wystarczy rezystor i dioda zenera.

    4\/3!!
  • #10 5569690
    marenc
    Poziom 24  
    Rezystor + Zener wprowadzają nieliniowość. A uszkodzenia elementów mogą powstawać w skutek nie tylko mechaniczny, ale i środowiskowy czy konstrukcyjny.

    Chciałbyś kupić samochód bez gwarancji? Wyjeżdżasz z salonu, a tu TRACH ... oni Ci powiedzą, że "przecież w fabryce wszystko działało".
  • #11 5569706
    Balu
    Poziom 38  
    Jezu co za filozofowanie - ludzie od zawsze robili na dzielnikach i jakoś to było.
    Sorry!
    A co do uszkodzenia w fabryce-> jego fabryka jego samochód ew. pretensje tylko do Siebie.

    Dla przykładu podam, że np. Moeller w swoich sterownikach na wejściach 0...10V też daje dzielniki:> i co?:-) i się nie boją, a to przecież przemysł;)
    (Oczywiście bocznikują diodą).
  • #12 5570108
    Pijopic
    Poziom 17  
    Ktos tu nie uwzglednil faktu, ze nawet przed WO tez trzeba zastosowac dzielnik, bo przeciez nie podasz na jego wejscie np. 100V bezposrednio, 30 zreszta tez nie...
  • #14 5570562
    piotr_go
    Konstruktor DIY elektronika
    Ja dodam parę słów odnośnie attiny13.
    Da radę, zobaczcie tu:
    http://lcd.strony.pl/d-109v2.htm
    zamiast 1wire robimy wejście do adc i "gotowe".
  • #15 5583245
    Shootah
    Poziom 12  
    Moim zdaniem starczy zwykły dzielnik rezystorowy. Oba rezystory najlepiej dać metalizowane 1%, mają lepsze parametry długoterminowe. Ich stosunek rezystancji nie musi być idealnie taki jak chcemy. Różnicę można potem łatwo skompensować programowo, najlepiej kalibrując odczyt z jakimś dobrym potencjometrem.
    Uszkodzenie rezystora dolnego (R2) spowoduje podanie 30V na pin ale przez duży rezystor R1 - dioda wbudowana w atmege powinna ocalić wejście od uszkodzenia :D
  • REKLAMA
  • #16 5583674
    dawid512
    Poziom 32  
    To musi i będzie działać ludzie! Zawsze jak robię woltomierz to na dzielniku rezystorowym + zenerka dla zabezpieczenia. Z potencjometru możesz zrezygnować bo dokładność da się jeszcze w sofcie poprawić. Nie potzrebnie utrudniacie...
  • #17 5583722
    Pijopic
    Poziom 17  
    Balu - jak chce ci sie rozbudowywac jeszcze zasilacz, to podasz, ale przy pojrdynczym zasilaniu 5V zycze efektownych fajerwerkow :)
  • #18 5591734
    medicb
    Poziom 28  
    Na operacyjnym było by lepiej ale sam z lenistwa stosuję oporniki, do takich zastosowań wystarcza w zupełności. Jeżeli zastosujesz oporniki o dużych wartościach to ciężko je uszkodzić gdy płyną przez nie prądy o wartościach < 1mA. Zawsze robię dzielniki 1/2 bo nie potrzebuję dużego zakresu pomiarowego, napięcie odniesienia robię z precyzyjnych, niskoszumnych stabilizatorów np 3V wymontowanych z komórki lub innej płyty SMD. Jak koledzy pisali dobrze jest wykorzystać diody zenera jako zabezpieczenie i do tego jedną zwykłą która zabezpieczy przed ujemnymi szpilkami niewiadomego pochodzenia. Przy Uref 3V można uzyskać "programową" dokładność nawet do 0.002929V otrzymany wynik trzeba pomnożyć *2 z racji dzielnika i gotowe. Jedyny problem to wpływ temperatury na oporniki co także nie jest krytyczne jeżeli zależy komuś tylko na wynikach w stylu np ... 16,7V
  • #19 5592874
    cyberdar
    Poziom 31  
    Witam

    Ja zwrócę uwagę na mały szczegół. Wg noty katalogowej rezystancja wyjściowa układu nie powinna być większa jak 10k. Przy podanych wartościach w pierwszym poście będzie o wiele za duża. Proponowałbym dać np. dwa oporniki 180k równolegle w miejsce 1M i 10k w miejsce 200k.

    --
    pozdrawiam
  • #20 5592973
    dawid512
    Poziom 32  
    Wg. mnie tak sobie utrudniacie życie że za ten czas w którym piszecie tyle postów już dawno układ byłby wykonany. Do takich celów jak zakłada autor nie ma sensu kombinować bo uzyskana dokładność będzie zadowalająca. Dzielnik rezystorowy to standard w tego typu woltomierzach. Jedno o co można by się pokusić to zewnętrzny przetwornik A/D o większej precyzji.

    Nie bój się i tak przysporzy Ci jeszcze problemów np. "skacząca wartość napięcia".
  • #21 5630310
    shumi
    Poziom 11  
    Panowie.
    1. zabawy ze wzmacniaczami operacyjnymi zostawcie dla super dokładnych mierników z równie dokładnymi przetwornikami ADC, po prostu nie ma sensu do mało dokładnego ADC dodawać super dokładnych układów bo i tak wynik będzie obarczony dużym błędem
    2. Dzielnik dobrać tak żeby prąd płynący przez niego płynący był większy od prądu upływności procka czyli rezystory 220k, 33k (3,91V dla 30V na wejściu dzielnika) co daje trochę ponad 100uA prądu dzielnika (ok 1uA upływności wejścia procka wiec nie będzie powodowało błędów).
    3. Odnośnie impedancji dzielnika to dodaj 10nF kondensator równolegle do rezystora 33k co da Ci filtracje zakłóceń i zmniejszy impedancje źródła (dokładnie chodzi o to żeby przeładowanie pojemności układu próbkujaco-pamiętającego ADC nastąpiło odpowiednio szybko - jak dasz 10nF to jest duuuzo mniej niż 15pF układu P-P)
    4. Jeżeli zależy Wam na poprawie dokładności to zastosujcie jakąś stabilna referencje i 1% rezystory i kalibracje w SW, to wystarczy z dużym zapasem do takiego zastosowania.
    5. o spalenie procesora sie nie martw bo wewnętrzne zabezpieczenie wystarczy dla rezystancji 220k i 25V (a rezystory nigdy sie nie uszkadzają "na zwarcie")
REKLAMA