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

ATMEGA8 - Jak mierzyć napięcie 220V DC przy użyciu ADC i ACS712?

Harahido 27 Mar 2014 16:47 4080 11
  • #1 13449218
    Harahido
    Poziom 10  
    Witam,
    Chciałbym mierzyć prąd i natężenie w obwodzie 220V DC i prądzie około 20A.
    Do pomiaru natężenia chcę użyć ACS712, który ma zakres do 30A.
    Nie mam pomysłu jak mierzyć napięcie. Jak wiemy na piny ADC w uC nie możemy podać więcej niż 2,56V. Zastosowanie dzielnika napięcia też chyba nie wchodzi w grę, bo z tego rezystora zostanie kawałek węgla (mowa o najpopularniejszych rezystorach 1/4W). Macie jakieś pomysły?
  • Pomocny post
    #2 13449261
    Loker
    Poziom 39  
    Czemu nie dzielnik? Jeśli dobrze zaprojektowany to się nie spali, jedyny problem z dokładnością pomiarów (tolerancja rezystorów, niedokładność przetwornika A/C).
    Procesor na wspólnej masie z resztą układu? Bo gdyby układ pomiarowy miałby być izolowany to dzielnik oczywiście odpada; ponadto ten ACS712 nie zapewnia bezpiecznej (reinforced lu double) izolacji dla napięć sieciowych.
  • #3 13449306
    Harahido
    Poziom 10  
    Myślałem, że ma tutaj zastosowanie wzór P= U * I.


    Cytat:
    ACS712 nie zapewnia bezpiecznej (reinforced lu double) izolacji


    W tym układzie jest zapewniona izolacja galwaniczna. Moduł wykorzystuje efekt Halla.

    Co do połączenia mas to jeszcze nie myślałem o tym. Co w takim razie jakby nie były połączone?
  • Pomocny post
    #4 13450674
    Loker
    Poziom 39  
    P=U*I - oczywiście, ale dzielnik nie musi mieć dużego prądu - z grubsza wystarczy rząd wielkości więcej niż prąd pobierany przez przetwornik A/C.
    Izolacja galwaniczna - tak, ACS712 posiada izolację 2.1kV, ale to jest napięcie próby na przebicie. Normy mówią, że dystans (mierzony po powierzchni PCB) pomiędzy napięciem sieci a częścią obwodu, którą może dotknąć użytkownik powinna wynosić co najmniej 8mm (z tego co pamiętam), obudowa SO-8 zdecydowanie tego nie zapewnia. Zresztą w datasheet'cie masz na stronie 2, że double (reinforced) jest zapewniona tylko do 184V VDC, czyli jakieś 130V VAC.
  • #5 13532105
    kbednarek
    Poziom 10  
    Dzielnik musi mieć wsp. podziału ok.140. Wynika to z konieczności pomiaru napięcia szczytowego dla max. napięcia w sieci tj. 250V*1,41 / 2,56V
    Dzielnik musi mieć dużą rezystancję aby zminimalizować wydzielaną moc i grzanie oporników. Szeregowe połaczenie oporników konieczne jest ze względu na napięcie występujące na nich (max.150V).
    Wtórnik na wzmacniaczu operacyjnym konieczny ze względu na mała impedancję wejściową przetwornika ADC.


    ATMEGA8 - Jak mierzyć napięcie 220V DC przy użyciu ADC i ACS712?



    Edytuj
  • #6 13532277
    tmf
    VIP Zasłużony dla elektroda
    Impedancja jest mała dla f rzędu kilku kHz, dla 50 Hz obędzie się bez opampa. Dla pewności można wziąć nowszy AVR, który ma możliwość konfiguracji czasu sample przetwornika S/H.
  • #7 13532356
    kbednarek
    Poziom 10  
    Ej chyba nie doczytaliśmy dokładnie karty katalogowej ATMEGI8.
    Wg.niej impedancja źródła musi być mniejsza od 10k gdyż po rozpoczęciu pomiaru musi być naładowany kondensator wejściowy przetwornika ADC a w trakcie pomiaru pojemność wejściowa się zmienia.
    Dodatkowo rezystancja wejściowa wynosi 55M a to daje zauważalny błąd.
  • Pomocny post
    #8 13532434
    tmf
    VIP Zasłużony dla elektroda
    Nie tylko doczytaliśmy, ale nawet zrozumieliśmy co i dlaczego tak napisano. ADC ATMegi mają na wejściu układ S&H i jak piszesz kondensator musi się naładować a to wymaga czasu. Stąd ograniczenie ma max impedancję wyjścia układu na którym napięcie samplujemy. Lecz ADC ATMegi jest synchroniczny do zegara taktującego ADC, czas trwania próbkowania (ładowania kondensatora) to chyba 1 takt CLKADC (w AVR to jest od 0,5 do 1,5 taktu), jeśli f żródła jest niewielkie (a 50Hz to właściwie DC) to taktowanie ADC może być niskie, a co za tym idzie czas ładowania kondensatora się wydłuża, co za tym idzie impedancja wyjścia próbkowanego układu może być wyższa. Warto zerknąć nie tylko do noty ATMegi, ale także do not aplikacyjnych Atmela, gdzie ten parametr jest pokazany na wykresie w funkcji częstotliwości. Nowsze AVRy mają możliwość dodatkowo wydłużania czasu sample niezależnie od taktowania, właśnie po to, aby dostosować wejście ADC do impedancji wyjścia układu.
    No i zawsze można zmniejszyć wartości rezystorów w dzielniku. Nawet znaczne ich zmniejszenie nie zwiększy istotnie mocy strat na dzielniku.
  • #9 13535692
    seba_x
    Poziom 31  
    A może po prostu jakieś małe trafo 230V / 5V , potem dzielnik na 2.56V ?
  • Pomocny post
    #10 13536742
    Jacek Rutkowski
    Poziom 28  
    ADC może dostać wyższe napięcie niż 2,56V. Maksymalna jego wartość bez wprowadzania dużych błędów to Vref które może być równe AVCC czyli 3,3V lub 5V. Zastosowanie transformatora z dzielnikiem jak najbardziej jest odpowiednie i bezpieczne. Do pomiaru prądu także można wykorzystać małe trafo ze zmienionym uzwojeniem wtórnym na 1 zwój grubego drutu podłączonym jako bocznik prądowy.
    Problemem będzie zapewne wielkość i waga całego układu.
    Wygodniej będzie zastosować ATMegę połączoną galwanicznie z siecią z dzielnikiem rezystancyjnym do pomiaru napięcia oraz ACS712 do pomiaru prądu i dalej przekazywać szeregowo przez transoptor np. CNY65.
  • Pomocny post
    #11 13543761
    jousto
    Poziom 17  
    Panowie czytajcie ze zrozumieniem; kolega harahido chce mierzyć prąd i natężenie (zdaje się że jedno i drugie to chyba to samo) w obwodzie 220V DC (czyli trafo odpada).
    Należałoby raczej zapytać w jakim zakresie prądów chciałby mierzyć i zaproponować przetwornik który w pożądanym zakresie mierzonych prądów daje w miarę liniowy charakter przetwarzania.
  • #12 13548667
    Harahido
    Poziom 10  
    właściwe to chciałbym zmierzyć oba (tj. mieć dwie możliwości). Nie wiem czy da się to zrobić na jednym porcie adc czy może podzielić to na dwa porty.
    Tutaj mój schemat do pomiaru DC:
    [img] ATMEGA8 - Jak mierzyć napięcie 220V DC przy użyciu ADC i ACS712? [/img]
    Jak widać izolacja galwaniczna jest.

    Odnośnie pomiaru napięcia AC to widziałem takie coś:
    Link co o tym sądzicie? Mostek Greatz'a aż tak zniekształca pomiary? Bezpieczniej byłoby zastosować najpierw trafo 230V - 5V(czy tam 12V) i potem dopiero mostek z dzielnikiem?

    Napięcie, które chcę mierzyć w zakresie 100-230 (zarówno AC i DC). Dokładność jaka mnie interesuje to ~2V.

    Prąd będę mierzył cęgami pomiarowymi, więc nie ma problemu.
REKLAMA