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

Nieliniowość pomiarów napięcia i prądu w układzie z ATmega16

kaczy1n 07 Lip 2012 23:51 2272 7
REKLAMA
  • #1 11082500
    kaczy1n
    Poziom 14  
    Posty: 163
    Ocena: 20
    Witam forumowiczów.

    Projektuje układ do pomiaru prądu i napięcia ładowania baterii akumulatorów. Do budowy wykorzystałem procesor ATmega16, program piszę w bascomie.
    Założenia:
    Pomiar prądu ( 30A MAX)
    Pomiar napięcia ( 300 V DC MAX)
    Sterowanie przkaźnikami

    Dokładności pomiarów nie potrzebuje oszałamiającej.

    Obecnie pomiary wykonuje za pomocą wbudowanego w procesor przetwornika. Napięcie podaje kontroler przez dzielnik wykonany z rezystorów. Nie wiem dlaczego po kalibracji układu przy maksymalnym napięciu (300V) pomiar nie jest do końca liniowy. Przy napięciu 150V układ wskazuje ok.156V

    Prąd mierze na boczniku 30A/60mV. Napięcie z bocznika podaje na wzmacniacz operacyjny, by uzyskać wzmocnienie napięcia a następnie na procesor.

    Układ działa "względnie poprawnie" to znaczy, jest bardzo wrażliwy na zmiany napięcia zasilania, przez co jeśli uruchomię za pomocą układu przekaźnik, pomiary zmieniają się o ok 15%. Napięcie odniesienia dla ADC pobieram z napięcia zasilającego, próbowałem wewnętrznego napięcia odniesienia, ale taki sam rezultat.

    Nie zamieszczam schematu układu dlatego, że takiego nie mam ponieważ układ powstaje na bieżąco, jeśli będziecie potrzebować to go przygotuję.

    I tu właśnie pojawia się moje pytanie. Czy Macie jakieś pomysły jak można wyeliminować ten błąd.
    Myślałem jeszcze o zastosowaniu układu dedykowanego do pomiaru prądu i napięcia na szynę I2C, ale nie mogę znaleźć odpowiedniego. Znalazłem:

    LTC4151

    Lecz układ mierzy napięcie tylko do 80V. Może znacie inne układy tego typu, które lepiej by się nadawały do tego celu ?
  • REKLAMA
  • #2 11082526
    opamp
    Użytkownik obserwowany
    Posty: 3612
    Pomógł: 266
    Ocena: 925
    Dzielnik napięcia jakie oporniki jakiej firmy jakie wartości jaka tolerancja.
    Napięcie odniesienia co byś nie chciał mierzyć polecam MCP seria są tak dokładne że znaleźć bąd trzeba się wysilić ;)
  • REKLAMA
  • #3 11082545
    kaczy1n
    Poziom 14  
    Posty: 163
    Ocena: 20
    Rezystory normalne, 10%. Lecz od skorygowania ich wartości jest potencjometr precyzyjny wieloobrotowy.
  • #4 11082571
    opamp
    Użytkownik obserwowany
    Posty: 3612
    Pomógł: 266
    Ocena: 925
    Rozdzielczość przetwornika?
  • REKLAMA
  • #5 11082572
    kaczy1n
    Poziom 14  
    Posty: 163
    Ocena: 20
    10bit
  • REKLAMA
  • #6 11082884
    jarek_lnx
    Poziom 43  
    Posty: 22727
    Pomógł: 4197
    Ocena: 6123
    Gdzie udało ci się kupić aż tak złe rezystory jak 10%? Niestety rezystory o marnej tolerancji "rozjadą" się z temperaturą, z czasem, albo z jakiejkolwiek innej przyczyny (lutowanie, drgania), mogą też być nieliniowe (współczynnik napięciowy), jeśli te wszystkie efekty zmieszczą się w ±10% to rezystor spełnia wymagania (producenta), jednorazowa kalibracja nie wystarczy, a potencjometry "precyzyjne" też nie są precyzyjne.
    Czytałeś kiedyś datasheet rezystora?, jeśli parametry mają znaczenie to warto.

    Ile mocy wydzielasz w rezystorach dzielnika? Bo jak to ma być "precyzyjne" to wypadało by nie grzać ich do mocy maksymalnej (uwaga na współczynnik temperaturowy w kiepskich rezystorach duży). Z kolei duże wartości rezystorów mogą zwiększyć błąd, wynikający z prądu wejściowego przetwornika (który nie musi liniowo zależeć od napięcia).
  • #7 11083153
    opamp
    Użytkownik obserwowany
    Posty: 3612
    Pomógł: 266
    Ocena: 925
    I dać buffor na opamp z korekcjo offsetu. Pomiar prądu jak bardzo ma być precyzyjny?
    Może coś na czujkach hallla? LEM czy honeywell mają duży ofertę a pojedyncze sztuki kupisz za grosze.
  • Pomocny post
    #8 11099189
    zbychmg
    Poziom 31  
    Posty: 1169
    Pomógł: 183
    Ocena: 159
    Dokładność układu zależy od dzielnika i wzmacniacza napięcia z dzielnika, ale także od tego jak zostanie wykorzystany przetwornik A/C, czy został wykorzystany jego pełny zakres i jak są mierzone I i V. gdzie jest masa tego układu. Optymalnie byłoby mierzyć napięcie względem minusa, a bocznik umieścić między - zasilacza a zaciskiem wyjściowym - .
    Co do prądu, to sygnał z bocznika wzmocnić 40 razy wzmacniaczem odwracającym, najlepiej użyć jakiegoś wzmacniacza pomiarowego z małym dryftem napięciowym (OPA, AD etc) . Dzielnik też policzyć tak aby dla 300V było mniej niż 2,56V. Napięcie odniesienia dać ok. 2,56V (w miarę stabilnym źródłem może być LM336-2.5) i mamy przy przetworniku 10 bit dla 30A i 300V mamy ok wartość ok. 1000.
    teoretycznie prąd mierzymy z dokł. do 0.03A a napięcie do 0,3V, a praktycznie prąd do 0,1A a napięcie do 1V. Dzielnik napięcia zrób z kilku szeregowych rezystorów metalizowanych
    połączonych szeregowo np 3x100k 2W + 3k 0,5W z równolegdo masy. Do kalibraci możesz dołożyć szeregowo przed 3K jakiś 10k regulowany ewentualnie dokładać szeregowo taki rezystor, aby dla 300V mieć ok. 2,5V na wyjściu.

Podsumowanie tematu

LABEL_AI_GENERATED
Użytkownik projektuje układ do pomiaru prądu i napięcia ładowania baterii akumulatorów z wykorzystaniem procesora ATmega16 i języka Bascom. W systemie pomiarowym występują problemy z liniowością pomiarów, szczególnie przy maksymalnym napięciu 300V, gdzie odczyt przy 150V wynosi 156V. Użytkownik stosuje dzielnik napięcia z rezystorów o tolerancji 10% oraz bocznik do pomiaru prądu. Odpowiedzi na forum sugerują poprawę dokładności pomiarów poprzez zastosowanie precyzyjnych rezystorów, wzmacniaczy operacyjnych oraz odpowiedniego napięcia odniesienia dla przetwornika A/C. Proponowane są również alternatywne metody pomiaru prądu, takie jak czujniki Halla.
Podsumowanie AI na podstawie dyskusji. Może zawierać błędy.
REKLAMA