Witam.
Przedstawiam układ pomiarowy prądu i napięcia DC.
Mój układ różni się nieco od popularnych rozwiązań jednoukładowych tym że wykorzystuję zewnętrzny ADC.
Schemat powstał jak układ był już zmontowany. Więc mogą być w nim pewne niedociągnięcia.
Pomiar prądu odbywa się w ujemnej gałęzi napięcia wyjściowego.
- zakres pomiarowy 0-20V z rozdzielczością 0,01 V
- bocznik do pomiaru prądu 0,05 Ω rozdzielczość pomiaru 0,01 A
- wbudowane precyzyjne źródło napięcia odniesienia
Aby uzyskać takie parametry, kostkę MCP3422 konfiguruję (programowo) m.in. na:
- najmniejsza możliwa rozdzielczość: 12 bit
- wzmocnienie: PGA=1:1 (dla napięcia, dla prądu jest x2)
Czyli wykorzystuję 10-20% możliwości kostki i już mam lepsze parametry, niż rozwiązanie na gołym procku.
Czyli rzeczywista rozdzielczość (nie interpolowana) i względnie małe straty mocy na boczniku.
Budowa:
Mikrokontroler
Pic16f628A - 2k słów pamięci programu, z powodzeniem mógłby być tańszy PIC16f627A z 1k. Brak sprzętowego I2C ale to nic
bo ten interfejs jest tak prosty że konfiguracja rejestrów (jeśli się to robi pierwszy raz) nieraz zajmuje więcej czasu
niż zrobienie obsługi programowo w asm. Dodatkową zaletą programowego i2c jest przypisanie którychkolwiek pinów uC.
Przetwornik:
MCP3422 - 18-bitowy, 2-kanałowy przetwornik A/D delta-sigma z programowaną rozdzielczością i wzmocnieniem. Akurat miałem kilka sztuk co w połączeniu z potrzebą napisania sobie programowego I2C powstał cały układ.
Posiada na pokładzie Uref o wartości 2,048V. Dla 12-bitowej rozdzielczości wynik konwersji podawany jest w mV.
Komunikuje się z masterem przez i2c.
LCD
2x8 znaków zgodny z hd44780, z regulacją kontrastu
Reszta:
Dzielnik rezystorowy do pomiaru napięcia 1:10 o wartości sumarycznej 15k.
Pomiar prądu przez połączenie równoległe rezystorów 0,1 Ohm, co daje wypadkowe R=0,05.
Przy pomiarze prądu ustawiam PGA na 2 więc wynik konwersji mam bezpośrednio w setnych częściach ampera.
Program:
pisany w asmemblerze
Główny algorytm wygląda mniej więcej tak:
- wyślij konfigurację na kanał U
- poczekaj czas konwersji
- odbierz dane zsumuj w buforze
- wyślij konfigurację na kanał I
- poczekaj czas konwersji
- odbierz dane zsumuj w buforze
- podziel sumę wartości przez ilość próbek i wyświetl na LCD
i tak w kółko
To sumowanie próbek (16 lub 32) zrobiłem na wszelki wypadek, jakby pojawiały się tętnienia, choć i tak by wiele nie dało przy próbkowaniu 240S/s.
Odpowiednia pojemność i zapas napięcia przed stabilizatorem to podstawa. Wtedy można kombinować ze zwiększeniem rozdzielczości zarówno odczytu prądu i napięcia.
Płytka robiona metodą fotochemiczną, jako zabezpieczenie ścieżek użyłem kalafonii rozpuszczonej w acetonie.
Testy:
Niżej z napięciem nie mogłem zjechać bo akurat mierzy swoje własne.
Podpięte obciążenie:
Wyświetlacz jak widać wyjmowany:
Tutaj widok od strony ścieżek, trochę dużo dałem rozpuszczonej kalafonii, ale co tam:)
Przedstawiam układ pomiarowy prądu i napięcia DC.
Mój układ różni się nieco od popularnych rozwiązań jednoukładowych tym że wykorzystuję zewnętrzny ADC.
Schemat powstał jak układ był już zmontowany. Więc mogą być w nim pewne niedociągnięcia.
Pomiar prądu odbywa się w ujemnej gałęzi napięcia wyjściowego.
- zakres pomiarowy 0-20V z rozdzielczością 0,01 V
- bocznik do pomiaru prądu 0,05 Ω rozdzielczość pomiaru 0,01 A
- wbudowane precyzyjne źródło napięcia odniesienia
Aby uzyskać takie parametry, kostkę MCP3422 konfiguruję (programowo) m.in. na:
- najmniejsza możliwa rozdzielczość: 12 bit
- wzmocnienie: PGA=1:1 (dla napięcia, dla prądu jest x2)
Czyli wykorzystuję 10-20% możliwości kostki i już mam lepsze parametry, niż rozwiązanie na gołym procku.
Czyli rzeczywista rozdzielczość (nie interpolowana) i względnie małe straty mocy na boczniku.
Budowa:
Mikrokontroler
Pic16f628A - 2k słów pamięci programu, z powodzeniem mógłby być tańszy PIC16f627A z 1k. Brak sprzętowego I2C ale to nic
bo ten interfejs jest tak prosty że konfiguracja rejestrów (jeśli się to robi pierwszy raz) nieraz zajmuje więcej czasu
niż zrobienie obsługi programowo w asm. Dodatkową zaletą programowego i2c jest przypisanie którychkolwiek pinów uC.
Przetwornik:
MCP3422 - 18-bitowy, 2-kanałowy przetwornik A/D delta-sigma z programowaną rozdzielczością i wzmocnieniem. Akurat miałem kilka sztuk co w połączeniu z potrzebą napisania sobie programowego I2C powstał cały układ.
Posiada na pokładzie Uref o wartości 2,048V. Dla 12-bitowej rozdzielczości wynik konwersji podawany jest w mV.
Komunikuje się z masterem przez i2c.
LCD
2x8 znaków zgodny z hd44780, z regulacją kontrastu
Reszta:
Dzielnik rezystorowy do pomiaru napięcia 1:10 o wartości sumarycznej 15k.
Pomiar prądu przez połączenie równoległe rezystorów 0,1 Ohm, co daje wypadkowe R=0,05.
Przy pomiarze prądu ustawiam PGA na 2 więc wynik konwersji mam bezpośrednio w setnych częściach ampera.
Program:
pisany w asmemblerze
Główny algorytm wygląda mniej więcej tak:
- wyślij konfigurację na kanał U
- poczekaj czas konwersji
- odbierz dane zsumuj w buforze
- wyślij konfigurację na kanał I
- poczekaj czas konwersji
- odbierz dane zsumuj w buforze
- podziel sumę wartości przez ilość próbek i wyświetl na LCD
i tak w kółko
To sumowanie próbek (16 lub 32) zrobiłem na wszelki wypadek, jakby pojawiały się tętnienia, choć i tak by wiele nie dało przy próbkowaniu 240S/s.
Odpowiednia pojemność i zapas napięcia przed stabilizatorem to podstawa. Wtedy można kombinować ze zwiększeniem rozdzielczości zarówno odczytu prądu i napięcia.
Płytka robiona metodą fotochemiczną, jako zabezpieczenie ścieżek użyłem kalafonii rozpuszczonej w acetonie.
Testy:
Niżej z napięciem nie mogłem zjechać bo akurat mierzy swoje własne.
Podpięte obciążenie:
Wyświetlacz jak widać wyjmowany:
Tutaj widok od strony ścieżek, trochę dużo dałem rozpuszczonej kalafonii, ale co tam:)
Cool? Ranking DIY
A gdyby ustawić zakres na 0-2V (przez zmianę dzielnika) uzyskałby bez problemu dokładność 0,001V? (Wiem, że nikomu to nie potrzebne, ale fajne, bo alternatywa dla chińczyka za 20zł jest)
'.