Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Pomiar prądu ładowania i rozładowania.

cyrus1 01 Oct 2010 11:18 3623 14
  • #1
    cyrus1
    Level 10  
    Poszukuję pomysłu, jak rozwiązać problem pomiaru prądu ładowania i rozładowania. Mam do dyspozycji bocznik, na którym odkłada się napięcie w mV. Przy dodatniej polaryzacji nie ma problemu, ale jak zmieni się kierunek przepływu prądu, to w jaki sposób mierzyć ujemne napięcia np. na AVR?. Jak z dokładnością pomiarów na takim AVR (potrzebuję 1-2 % dokładności i dużej stabilności temperaturowej)?.

    Dzięki za podpowiedź.
  • #2
    wieswas
    Level 33  
    Jeżeli ten spadek napięcia w mV mierzysz miernikiem cyfrowym ,to przy rozładowywaniu dodatkowo pokaże ci minus.
    Jeżeli chcesz mierzyć miernikiem wychyłowym, to najlepiej wstawić miernik z zerem na środku skali. Jeżeli takiego nie masz, to możesz zastosować ręczny przełącznik krzyżujący końcówki miernika. Ale wadą takiego rozwiązania jest fakt, że ręcznie musisz decydować, czy w danej chwili akumulator się ładuje, czy rozładowuje.
    Każdy miernik można oczywiście tak wyskalować, aby liczby zmierzonych mV odpowiadały rzeczywiście płynącym amperom.
  • #3
    Dar.El
    Level 40  
    Witam
    Zastosuj miernik na ICL7107, mierzy +/-. Scalak ten ma autozerowanie i 0 zawsze będzie zerem. Na AVR zawsze będzie z tym kłopot.
  • #4
    cyrus1
    Level 10  
    Problem polega na tym, że pomiar musi być wysłany na rs232. Szukam pomysłu, jak zrobić układ wejściowy, który dopasowałby dodatnie jak i ujemne połówki napięcia.
    Dodatkowo - jak określić jeszcze kierunek przepływu prądu?. Najlepszym rozwiązaniem byłby gotowy układ, który by mierzył na boczniku 60mV i 75mV (wybór opcjami). Niestety, nie znalazłem takiego i dlatego będę oprogramowywał AVR, tylko - jak wspomniałem - szukam pomysłu na układ dopasowujący do przetwornika.
  • #5
    mdziewie
    Level 19  
    Niegłupim rozwiązaniem może być ICL7109 (wyjście binarne, równoległe, 12 bitów + znak) doczepiony do mikrokontrolera. Układ będzie działał bardzo stabilnie i z bardzo dużą dokładnością.

    Jeśli nie - to mam dwie opcje, które jednak niezbyt mi się podobają:
    1) Dodać offset (mało rozwojowe) wygenerowany z Vref
    2) Na dwa wejścia multipleksera ADC dać dwa sygnały - pierwotny i odwrócony.
  • #6
    gajowy01
    Level 13  
    AVR ma możliwość pomiaru różnicowego. W tym trybie ma również możliwość ustawienia wzmocnienia. Na upartego można podłączyć wejścia wprost do bocznika.
  • #7
    kubus_puchatek
    Level 18  
    użyj dwóch wzmacniaczy. wprowadź ich wyjścia na dwa różne wejścia ADC. jeden z tych wzmacniaczy ma mieć w stosunku do drugiego odwrotnie wejście + i - w efekcie za pomocą jednego zmierzysz ładowanie a za pomocą drugiego rozładowanie. Innym rozwiązaniem jest wprowadzenie zera pozornego na poziomie np 2.5V i ładowanie to będzie twoje zero pozorne + napięcie proporcjonalne do napięcia ładującego, oraz zero pozorne - napięcie które się odłożyło proporcjonalne do prądu rozładowującego.
  • #8
    satanistik
    Level 27  
    Możesz również ustawić napięcie odniesienia na 2,5V z jakiegoś stabilizatora i to na sumator razem z napięciem bocznika - potem tylko ustalasz sobie wartość 0 i to odejmujesz od wyniku zmierzonego ADC. Oczywiście napięcie wejściowe od -2,5 do 2,5 i napięcie odniesienia dla adc 5V.
  • #9
    _jta_
    Electronics specialist
    Jest taki układ nazywany prostownikiem idealnym (albo precyzyjnym, czy liniowym)
    - zobacz https://www.elektroda.pl/rtvforum/viewtopic.php?p=4766154#4766154 - może
    to będzie pomocne? Jeszcze dobrze byłoby odgadnąć, gdzie w tym układzie jest
    sygnał określający polaryzację (znak napięcia na wejściu), wzmocnić go (bo tam jest
    trochę za słaby) i podać na wejście AVR-a, żeby AVR miał i wartość, i kierunek prądu.
  • #10
    gajowy01
    Level 13  
    Koledzy, wszystkie proponowane rozwiązania z przesuwaniem poziomu, pozorną masą, prostownikiem etc. są prawidłowe ale wymagają użycia znaczej ilości zewnętrznych OP-ampów, które następnie przydało by się termicznie skompensować, bo się wszystko może kosmicznie rozjeżdżać przy zmianach temperatury. Taki układ będzie dość skomplikowany. Tymczasem najprościej jest zastosować funkcjonalność differential input ADC, występującą w niektórych AVR, jednocześnie zasilając układ pomiarowy na pływającym potencjale względem układu mierzonego. Odpowiednio dobierając bocznik i gain ADC można uzyskać naprawde prosty układ, nie sprawiający większych problemów w praktycznej eksploatacji i jednocześnie zapewniający wymaganą dokładność. (ale nie liczyłem jej)
  • #11
    _jta_
    Electronics specialist
    Drobna kwestia: czy to różnicowe wejście działa dla dowolnego znaku różnicy, czy tylko dla określonego?

    Zewnętrzne OP-ampy mogą być znacznie dokładniejsze od AVR-a - są nawet takie, które mają błąd 1µV.
    Jest również jakiś układ ICL71xx, który ma odczyt od -19999 do +19999, minimalny zakres 200mV, może
    współpracować z µC. Ale do pomiaru prądu dobrze jest do niego dodać przedwzmacniacz o błędzie 1µV.
  • #12
    gajowy01
    Level 13  
    _jta_ wrote:
    Drobna kwestia: czy to różnicowe wejście działa dla dowolnego znaku różnicy, czy tylko dla określonego?

    Dla dowolnego. Odczytywane wartości w zakresie -512 - 511. Do tego wejścia w trybie differential mają przełączane gainy x1, x10, x200.

    _jta_ wrote:

    Zewnętrzne OP-ampy mogą być znacznie dokładniejsze od AVR-a - są nawet takie, które mają błąd 1µV.

    Zewnętrzne OP-ampy dołączone do AVR, celem przesuwania poziomu i generowania masy pozornej, nijak dokładności nie poprawią. Myślę, że pogorszą ją odwrotnie proporcjonalnie do ich ceny razy współczynnik sprytu projektanta. :-)
    Myślę, że dokładność rzędu 2% jest do uzyskania, ale to niech już policzy sobie projektujący.

    _jta_ wrote:

    Jest również jakiś układ ICL71xx, który ma odczyt od -19999 do +19999, minimalny zakres 200mV, może
    współpracować z µC. Ale do pomiaru prądu dobrze jest do niego dodać przedwzmacniacz o błędzie 1µV.

    Jest wiele przetworników AD. Osobiście eliminuję te, ż których nie da się łatwo wyprowadzać danych w formacie zrozumiałym dla maszyny. Z multipleksowanego 7 seg. wyświetlacza LED jest niemiło.
  • #13
    kubus_puchatek
    Level 18  
    W najprostszych AVR-ach nie ma wzmacniaczy wejściowych. Jak kolega zauważył, można dobrać niedrogi i znacznie dokładniejszy wzmacniacz zewnętrzny. Można zniwelować dryft łącząc dwa wzmacniacze w szereg (wzmacniacze w jednej obudowie).
  • #14
    _jta_
    Electronics specialist
    Zewnętrzny OP-amp może mieć dużo mniejsze napięcie niezrównoważenia i jego dryft, co jest istotne przy pomiarach małych napięć.
    Oczywiście, można zwiększyć mierzone napięcie puszczając prąd przez większy opornik - jeśli nam odpowiada spadek napięcia 2V.
    ATmega16 ma wzmacniacz wejściowy do wejść różnicowych, ale w opisie nie znalazłem wartości napięcia niezrównoważenia.

    Aha, z wykorzystaniem spadku napięcia na bardzo małej oporności do pomiaru prądu trzeba uważać na napięcie termoelektryczne -
    wystarczy inny skład procentowy cyny, różnica temperatur na końcach przewodu, i powstaje w nim napięcie - pewnie mikrowolty.
  • #15
    prezeswal
    VIP Meritorious for electroda.pl
    Autor otrzymał porady, zaczynają się one powtarzać, wybór rozwiązania należy do niego.
    Temat zamykam (p.16).