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

[Atmega32],[C],[ADC], pomiar pradu z separacja galwaniczna

domelfm 15 Cze 2011 15:03 10708 58
  • #1 9615102
    domelfm
    Poziom 16  
    Witam .

    Od razu przejdę do sprawy.

    Cewki elektrozaworów zasilam z trafa 24v poprzez tyrystory sterowane układem moc3040.

    Chcę mierzyć prąd jaki płynie przez cewki w celu ich sprawdzania (przerwa w obwodzie, zwarcie, przeciążony transformator ).

    Myślałem o przekładniku prądowym i pomiarze napięcia na rezystorze.

    Tylko jak zrealizować pomiar tego napięcia ?

    Z napięciem stałym niema problemu ale z przemiennym ?
  • #2 9615167
    munruthel
    Poziom 13  
    Użyj wzmacniacza operacyjnego co przeniesie Ci wartości ujemne na wartości dodatnie. Przykładowo napięcie zawiera się w zakresie -5V do +5V - z tego musisz zrobić sobie jakieś napięcie akceptowalne dla atmegi (np. dla -5V - 0, dla +5V - 5V).

    Możesz też wyprostować to napięcie i sprawa będzie jeszcze prostsza.

    Nigdy czegoś takiego nie realizowałem, więc gotowca nie dam.
  • #3 9615310
    Konto nie istnieje
    Poziom 1  
  • #4 9618113
    domelfm
    Poziom 16  
    ... niestety wartości będą ok 20 do 1000mv max
    pytanie jak takie małe wartości wyprostować jak dioda ma 0,7v spadku ?
    Domyślam sie ze jakieś wzmacniacze operacyjne wchodzą w grę tylko ja niestety nie znam gotowych rozwiązań .
    Przekladniki mam takie TX1PV zakres do 20A.
    Tu sa ich charakterystyki Link
  • #5 9618134
    munruthel
    Poziom 13  
    A jaki prąd pobierają te elektrozawory? Bo może wcale nie potrzebujesz pełnego zakresu.
    Takie przekładniki można łatwo oszukać, przewijając przewód parę razy przez przekładnik. Ja bardzo często używam LEM'ów, ale do pomiaru dużego prądu stałego (rzędu 300-400A) i gdy testuje urządzenie w domu, gdzie nie mam możliwości wytworzenia takiego prądu, nawijam przewód przez niego do uzyskania wymaganego efektu.
  • #6 9618367
    tmf
    VIP Zasłużony dla elektroda
    No tak, przekłądniki są dobre do prądów rzędu dziesiątek-setek amperów. A tu pewnie mamy do czynienia z mniejszymi?
    Ostatnio miałem podobny problem, stąd temat mnie bardzo zaciekawił. Robię sterownik do elektrozaworów sterujących podlewaniem ogrodu i też potrzebuję kontrolę prądu, żeby móc wykrywać ew. problemy. Do prostowania można zastosować prostownik oparty na opampie, to nawet jest proste. Gorzej z separacją galwaniczą. żeby opamp to mierzyć to trzeba mieć wspólną masę i tu rodzi się pewien problem, więc separacja powinna być. Są dosyć zawiłe układy z transoptorami pomiarowymi, ale ani to tanie, ani proste. W każdym razie zajmuje sporo miejsca na płytce i sporo elementów.
    Więc wpadłem na w sumie kijowy pomysł - prostuję napięcie, robię pomiar prądu wyprostowanego i to wrzucam na inwerter zrobiony na mostku H, który mi z tego znowu robi aproksymowanego sinusa. Pozornie kijowe, ale to tylko jeden scalak i w dodatku mam kontrolę prądu zwarcia, oraz zmianę sterowania z sinusa na PWM lub prąd stały, co mi pokrywa pełną gamę elektrozaworów. Musze jeszcze to koncepcyjnie przemyśleć, ale póki co to wydaje mi się, że to najprostsze rozwiązanie dla małych prądów (do 2-3A). Ale jakby ktoś miał inny, prostszy pomysł to byłoby super.
  • #7 9618368
    nouki
    Poziom 25  
    Witam.

    A w jakim celu chcesz wiedzieć ile pobiera cewka?
    Wystarczy dobrać bezpiecznik na wtórnym transformatora i dokonać pomiaru za bezpiecznikiem. W chwili przepalenia po prostu nie będzie napięcia. Do odizolowania wystarczy transoptor.
    Prąd na cewkach- Wystarczy czujnik oparty o efekt halla. Więc może być napięcie liniowe względem prądu lub prościej, jeśli jest pole w cewce ( Wykrycie działa, nie działa)
  • #8 9618371
    tmf
    VIP Zasłużony dla elektroda
    Aha, cewkami steruję przez opto-MOSa, wygodne i tanie dla takich małych napięć i prądów (ja mam max 500mA/zawór, ale można kupić wersje do 1A).

    Dodano po 5 [minuty]:

    nouki napisał:
    Witam.

    A w jakim celu chcesz wiedzieć ile pobiera cewka?
    Wystarczy dobrać bezpiecznik na wtórnym transformatora i dokonać pomiaru za bezpiecznikiem. W chwili przepalenia po prostu nie będzie napięcia. Do odizolowania wystarczy transoptor.
    Prąd na cewkach- Wystarczy czujnik oparty o efekt halla. Więc może być napięcie liniowe względem prądu lub prościej, jeśli jest pole w cewce ( Wykrycie działa, nie działa)


    A masz konkretny model czujnika Halla na tak małe prądy?
    Bezpiecznik to zabezpieczenie, ale czasami warto wiedzieć gdzie leży problem. Np. steruję 6 elektrozaworami, z jednego wypiął się kabel i nie działa. I co? Jak to wykryć? A najlepiej jak zrobić, żeby urządzenie samo mi wysłało komunikat w czym jest problem? Podobnie przy zwarciu. Nie mówiąc już o tym, że zanim poleci bezpiecznik często najpierw poleci zabezpieczany układ (prawo Murphiego). A tak mam sprzętowe ograniczenie prądu i nic się nie dzieje. Układ wykrywa problem i wysyła info, że cewka ta i ta ma zwarcie. Myślę, że elektronikę powoli też trzeba robić na miarę XXI wieku :) Tym bardziej, że są możliwości.
  • #9 9618415
    nouki
    Poziom 25  
    Czujnik do pomiaru liniowego – uzależnione jest to od tego, na czym dokonujesz pomiaru ( jak wielkie pole będzie przy prądzie znamionowym cewki w miejscu pomiarowym). Znając to czujnik można już dobrać.
    Jeśli pole jest zbyt małe można zastosować pierścień ferytowy z wycięciem pod czujnik na obwodzie i dokładając zwojów ....
    Dokonując pomiaru z czujnika uwzględnić musisz pomiar w szczycie sinusoidy by był prawdziwy…..

    Czujnik np. SS495A - radiometryczny
    http://www.tme.eu/dok/31_czujniki_i_przetworniki/ss495-496.pdf
  • #10 9618436
    tmf
    VIP Zasłużony dla elektroda
    Teorię to ja znam. Pokaż mi prosty, w miarę dokładny i dostępny czujnik halla, który mógłbym wykorzystać do pomiaru prądów rzędu 1A. Pierścienie, uzwojenia, to nie rozwiązanie, bo to trzebaby kalibrować, co jest totalną porażką. Chodzi o takie w jednym IC, jak dla prądów rzędu dziesiątek amperów.

    Dodano po 2 [minuty]:

    Ten, który podałeś to IMHO kiepsko się nadaje, to czujnik pola a nie prądu. Można by go wykorzystać do pomiaru płynie/nie płynie, ale trudnoby było do czegoś więcej.
  • #11 9618449
    nsvinc
    Poziom 35  
    ACS712 w wersji na 5A, ACS712ELCTR-05B-T.
    Dodatkowym opampem możesz lekko poprawić czułość, która imho i tak jest niezła dla tej wersji. Ja wykorzystuję te scalaki w wersji 20A, dwa opampy poprawiają mi czułość praktycznie do granicy szumu/dokladności. Pomiar prądu jest wymagany tylko w jednym kierunku więc najpierw eliminuję Vcc/2 na pierwszym opampie (wtedy mam zero ref) a drugi opamp wzmacnia to z 4 razy. Smiga ładnie...
  • #12 9618502
    nouki
    Poziom 25  
    tmf napisał:
    Teorię to ja znam. Pokaż mi prosty, w miarę dokładny i dostępny czujnik halla, który mógłbym wykorzystać do pomiaru prądów rzędu 1A. Pierścienie, uzwojenia, to nie rozwiązanie, bo to trzebaby kalibrować, co jest totalną porażką. Chodzi o takie w jednym IC, jak dla prądów rzędu dziesiątek amperów.

    Dodano po 2 [minuty]:

    Ten, który podałeś to IMHO kiepsko się nadaje, to czujnik pola a nie prądu. Można by go wykorzystać do pomiaru płynie/nie płynie, ale trudnoby było do czegoś więcej.


    A czy prąd nie wywołuje odchylenia pola? To na jakiej zasadzie działa miernik cęgowy :)
    [Atmega32],[C],[ADC], pomiar pradu z separacja galwaniczna

    Jak widać na wyjściu jest 2,5v przy 0 poborze - przy stałym w zależności od kierunku prądu dodaje bądź odejmuje od tej wartości a przy zmiennym jak pisałem.
  • #13 9618508
    tmf
    VIP Zasłużony dla elektroda
    Wygląda przyjemnie, dzięki. 180mV/A, daje mi dla ADC w AVR rozdzielczość lepszą niż 10mA, co mi w zupełności wystarcza.

    Dodano po 3 [minuty]:

    nouki napisał:
    tmf napisał:
    Teorię to ja znam. Pokaż mi prosty, w miarę dokładny i dostępny czujnik halla, który mógłbym wykorzystać do pomiaru prądów rzędu 1A. Pierścienie, uzwojenia, to nie rozwiązanie, bo to trzebaby kalibrować, co jest totalną porażką. Chodzi o takie w jednym IC, jak dla prądów rzędu dziesiątek amperów.

    Dodano po 2 [minuty]:

    Ten, który podałeś to IMHO kiepsko się nadaje, to czujnik pola a nie prądu. Można by go wykorzystać do pomiaru płynie/nie płynie, ale trudnoby było do czegoś więcej.


    A czy prąd nie wywołuje odchylenia pola? To na jakiej zasadzie działa miernik cęgowy :)


    Nie rozumiesz problemu. Nie chodzi o wykrycie przepływu prądu, tylko o jego pomiar. Korzystając z miernika pola, który podałeś musiałbym go kalibrować w każdym układzie, aby uzyskać w miarę dokładne wyniki pomiaru, co dla mnie jest nieakceptowalne. Nieznaczna zmiana pozycji miernika w stosunku do przewodu powodowałaby olbrzymie zmiany wyniku pomiaru.
  • #14 9618535
    nouki
    Poziom 25  
    tmf napisał:
    Wygląda przyjemnie, dzięki. 180mV/A, daje mi dla ADC w AVR rozdzielczość lepszą niż 10mA, co mi w zupełności wystarcza.

    Dodano po 3 [minuty]:

    nouki napisał:
    tmf napisał:
    Teorię to ja znam. Pokaż mi prosty, w miarę dokładny i dostępny czujnik halla, który mógłbym wykorzystać do pomiaru prądów rzędu 1A. Pierścienie, uzwojenia, to nie rozwiązanie, bo to trzebaby kalibrować, co jest totalną porażką. Chodzi o takie w jednym IC, jak dla prądów rzędu dziesiątek amperów.

    Dodano po 2 [minuty]:

    Ten, który podałeś to IMHO kiepsko się nadaje, to czujnik pola a nie prądu. Można by go wykorzystać do pomiaru płynie/nie płynie, ale trudnoby było do czegoś więcej.


    A czy prąd nie wywołuje odchylenia pola? To na jakiej zasadzie działa miernik cęgowy :)


    Nie rozumiesz problemu. Nie chodzi o wykrycie przepływu prądu, tylko o jego pomiar. Korzystając z miernika pola, który podałeś musiałbym go kalibrować w każdym układzie, aby uzyskać w miarę dokładne wyniki pomiaru, co dla mnie jest nieakceptowalne. Nieznaczna zmiana pozycji miernika w stosunku do przewodu powodowałaby olbrzymie zmiany wyniku pomiaru.


    Zmiana temperatury na oporniku pomiarowym też wpływa tak samo na dryf pomiaru .
    Jeśli chcesz mieć dokładność to kup gotowca i tyle.

    Teraz są sterowniki plc określające temperaturę na drucie zgrzewającym po prądzie jaki płynie. Pomiar odbywa się za pomocą napięcia i prądu z bocznika opartego o czujnik halla. I jakoś jest to dokładne .
  • #15 9618578
    tmf
    VIP Zasłużony dla elektroda
    No i o tym właśnie mówię - potrzebne jest gotowe rozwiązanie, jakim jest wspomniany przez kolegę nsvinc układ, a nie proteza do pomiaru czegoś innego, którą zaproponowałeś. Dziecko wie, że przepływ prądu generuje pole, a co z tego, skoro muszę taki układ najpierw skalibrować. To tak jakbym pytał o możliwość pomiaru wilgotności, a ty byś zaproponował końskie włosie :)
  • #16 9618597
    nouki
    Poziom 25  
    tmf napisał:
    No i o tym właśnie mówię - potrzebne jest gotowe rozwiązanie, jakim jest wspomniany przez kolegę nsvinc układ, a nie proteza do pomiaru czegoś innego, którą zaproponowałeś. Dziecko wie, że przepływ prądu generuje pole, a co z tego, skoro muszę taki układ najpierw skalibrować. To tak jakbym pytał o możliwość pomiaru wilgotności, a ty byś zaproponował końskie włosie :)


    Jak dla mnie autor pytał o co innego i myśle że przy 8 cewkach i 50 pln za czujnik staje się to mało opłacalne rozwiązanie. Dochodzi kwestia zimna /ciepla cewka i szpilka przy załączeniu wyłączeniu cewki. Ale to moje zdane.
    Skoro do pomiaru prądu cewek elektrozaworów trzeba aż takiej dokładności ....
  • #17 9618715
    tmf
    VIP Zasłużony dla elektroda
    Ale po co 8 czujników? Przecież ładuje się jeden na linię zasilającą. Elektrozawory jeśli włączasz nie jednocześnie, ale np. w okresach co jeden, to spokojnie masz kontrolę nad prądem.
  • #18 9618827
    nouki
    Poziom 25  
    tmf napisał:
    Ale po co 8 czujników? Przecież ładuje się jeden na linię zasilającą. Elektrozawory jeśli włączasz nie jednocześnie, ale np. w okresach co jeden, to spokojnie masz kontrolę nad prądem.


    Niech tak będzie jak piszesz. Lecz to rozwiązanie sprawdzi je tylko podczas załączenia od 0, a podczas pracy nie sygnalizuje z która cewka jest problem tylko wyłączy wszystkie a jak będzie zwarcie to i tak bezpiecznik .....
    A zakładając ze cewka pobiera 500mA + tolerancja ciepła/ zimna +-5% przy 10 cewkach pomiar staje sie mało dokładny.....
  • #19 9618912
    Konto nie istnieje
    Konto nie istnieje  
  • #20 9619068
    tmf
    VIP Zasłużony dla elektroda
    albertb - nawet dosyć dokładną, ale nie rozwiązuje problemu optoizolacji.
    nouki - Jasne, wszystko zależy o jakiej dokładności myślimy. Mnie nie zależy, żeby to była kosmiczna precyzja, ale te kilkadziesiąt mA dokładności by mi się przydało. Efekty o których piszesz problemu nie stwarzają bo działają w skali programu długookresowo, przecież co pomiar to się nie waha o +/-10%, więc nie ma problemu.
    Oczywiście potrzebuję niezależne ograniczenie nadprądowe, co może załatwić bezpiecznik polimerowy, a detekcja zwartej cewki jest banalna - nagle rośnie mi prąd do granicy -> wiem, że coś jest nie tak. Więc kolejno wyłączam pojedynczo zawory na chwilę i widzę który za to odpowiada.
  • #22 9619087
    Konto nie istnieje
    Konto nie istnieje  
  • #23 9619302
    nsvinc
    Poziom 35  
    Pomiar dosyć dokładny każdego z zaworu z osobna jest prosty do zrealizowania, dysponując mikrokontrolerem. Można nawet podłączać różne zawory, każdy bierze trochę inny prąd, co w niczym nie przeszkadza - mikrokontroler na podstawie zmian prądu jest w stanie wywnioskowac wszystkie potrzebne informacje.

    Nikt nie każe włączać czegokolwiek w dokładnie tym samym momencie. Nawet, jeśli w danej chwili jest do włączenia 6 różnych zaworów, to można je przecież włączać po koleji co np. 100ms, i badać na bieżąco prąd. Ze zmiany prądu miedzy kolejnymi włączeniami jasno wynika ile prądu pobiera każdy z zaworów. Dokładnie ten sam mechanizm sprawdzi się podczas wyłączania zaworów. Dodatkowo, zawór ma bezwładność.
    Załóżmy, że w danej chwili już są włączone 4 zawory, nagle jeden się psuje i robi zwarcie, a sumaryczny pobór prądu gwałtownie wzrósł. Który zawór? Ano wyłączamy na ułamek sekundy pierwszy z brzegu i sprawdzamy prąd, potem drugi, trzeci...i tak znajdujemy winowajcę.
    Inny przykład: pracują 4 zawory, nagle jeden z nich się psuje i rozwiera obwód. Co się dzieje? Prąd gwałtownie spada - procek widzi, że prąd powinny brać 4 zawory, a z pomiaru wychodzi, że pracują tylko trzy. Lokalizacja felernego zaworu jak wyżej.

    Gorzej - procek na podstawie dobrego algorytmu może utworzyć tabelkę dosyć dokładnego poboru prądu przez każde wyjście w stanie aktywnym (zawór); aktywne wyj0 pobiera 250mA, aktywne wyj1 pobiera 170mA, aktywne wyj2 pobiera 330mA...
    Zastosowanie wspomnianego ACS712 pozwoli na taką dokładność, a jednocześnie eliminuje rezystor pomiarowy, na którym marnuje się moc.
  • #24 9619482
    Konto nie istnieje
    Konto nie istnieje  
  • #26 9619600
    tmf
    VIP Zasłużony dla elektroda
    albertb napisał:
    tmf napisał:
    albertb - nawet dosyć dokładną, ale nie rozwiązuje problemu optoizolacji.


    Tak się zastanawiam, jeśli transoptor nie rozwiązuje to co według Ciebie rozwiązuje?
    Masz wiedzę, ale czytane ze zrozumieniem kiepsko Ci wychodzi.

    Albert


    Tak to jest jak się na szybko pisze w pracy. Co nie zmienia faktu, że rozwiązanie jest dla mnie kiepskie, bo transoptory mają różne CTR i układ trzeba kalibrować, a tego chcę uniknąć. Pytający potrzebuje bardzo grube rozróżnienie i być może to go zadowoli. W dodatku się to komplikuje bo przecież LEDa trzeba jakoś wysterować, a nie będzie świecił dzięki spadkowi napięcia na rezystorze pomiarowym? Czyli mamy dodatkowe elementy, które trzeba jakoś zasilać no i znowu się pojawia problem optoizolacji...

    Dodano po 2 [minuty]:

    albertb napisał:
    Nie, żeby mi się Twoje rozwiązanie nie podobało.
    Ale argumentacja ..
    Dołożenie rezystorów pomiarowych w szereg, zgodnie z jednym z podstawowych praw elektrotechniki zmniejsza całkowity pobór mocy ;-)

    Albert


    Ale weź pod uwagę, że układ trzeba wysterować takim samym prądem, czyli straty wprowadzone przez rezystor pomiarowy trzeba skompensować np. wyższym napięciem zasilającym, w efekcie pobór mocy całości rośnie. Jasne, że w przypadku elektrozaworu nic nie trzeba robić, ale w ogólności nsvinc ma rację.
  • #28 9619707
    Konto nie istnieje
    Konto nie istnieje  
  • #29 9619796
    tmf
    VIP Zasłużony dla elektroda
    Przykro mi, ale głupoty w tej chwili ty piszesz. Transoptory mają olbrzymie różnice CTR w ramach tego samego modelu, więc jak przekazać informację o spadku napięcia na rezystorze pomiarowym w sposub absolutny? Informacja typu wzrosło/spadło jest mało przydatna, bo potrzebujemy wartość bezwzględną prądu.
    Jeśli LEDa będziesz zasilał z rezystora pomiarowego, to przy prądach o których pisze założyciel rzędu 800mA mamy Uf*0,8=0,72W na starcie, a do przekroczenia napięcia przewodzenia LEDa nie mamy w ogóle informacji o spadku napięcia na rezystorze. Czyli rozwiązanie wyjątkowo głupie.
    Dodanie rezystora pomiarowego zawsze zwiększa moc strat w układzie - moc wydzielona na rezystorze musi zostać skompensowana, jeśli nie musi to znaczy, że układ można było zasilać niższym napięciem/prądem, w efekcie rezystor pomiarowy uniemożliwiając to, też przyczynił się do wzrostu mocy strat.
  • #30 9619835
    Konto nie istnieje
    Konto nie istnieje  
REKLAMA