Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Atmega8 - Pomiar prądu

Jatsekku2 23 Gru 2015 03:11 1749 10
  • #1 23 Gru 2015 03:11
    Jatsekku2
    Poziom 12  

    Witam!

    Mam taki problem, chcę zrealizować sobie zasilacz na podstawie ATX'a. Chciałbym dodać do niego pomiar prądu i napięcia na każdej z linii z osobna. Tj :

    + 3,3 V max 20 A
    + 5 V max 20 A
    + 12 max 20 A
    - 5 V max 1 A
    - 12 V max 1 A

    Pierwszy problem jaki napotykam jest problem pomiaru prądów, każdy z rezystorów pomiarowych musi być umiejscowiony na dodatniej szynie zasilania jednocześnie chciałem uzyskać możliwie małe straty mocy na rezystorze pomiarowym. Dla pomiarów przy 20A rezystor musiałby być wykonany jako kawałek miedzianego drutu lub - odpowiedniej długości ścieżka na pcb. Przy prądzie max = 20A i spadku na rezystrorze pomiarowym 0,2V musiałby on mieć wartość 10 mOhm, moc na nim byłaby równa 4W - kawałek drutu, do tego trzeba byłoby podpiąć wzmacniacz różnicowy. I tu moje pytanie jaki wzmacniacz wybrać z tych najbardziej popularnych seria lm3xx się nada ? Czy może jakiś tl0xx? i jak zasilić te wzmacniacze? Druga natomiast sprawa odnosi się do ilości ADC, w atmega8 mam ich tylko 8, pomiar prądów i napięć to już 10, chciałbym jeszcze mierzyć temp zasilacza - 11, częstotliwość odświeżania nie musi być duża dlatego myślałem o multiplekserze...

    0 10
  • #2 23 Gru 2015 06:02
    excray
    Poziom 39  

    Łatwiej i chyba taniej będzie wykonać to na ACS712

    0
  • #3 23 Gru 2015 10:02
    PiotrPitucha
    Poziom 33  

    Witam
    Przy obecnych cenach zewnętrznych przetworników na I2C ilość ADC w Atmedze przestaje mieć znaczenie, zwracam też uwagę że Atmega8 ma w obudowie DIP tylko 6 przetworników.
    Temperaturę możesz mierzyć po 1Wire ( DS18B20 ).
    Masz pomimo komplikacji sprzyjające warunki, dysponujesz +12V i -12V, wiele wzmacniaczy różnicowych może pracować z wejściami na poziomie zasilania.
    To tyle klasycznie :)
    ACS załatwia sprawę prościej, pytanie czy taniej zależy od ilości sztuk jakie chcesz wykonać.
    Pozdrawiam

    0
  • #4 23 Gru 2015 10:05
    BlueDraco
    Specjalista - Mikrokontrolery

    Co do multipleksera: najpierw określ wymagania co do liczby wejść/wyjść, a potem wybieraj mikrokontroler. Potrzebujesz 12 kanałów ADC - to weź taki, który tyle kanałów ma. świat nie kończy się na ATmega8.
    Temperaturę wygodniej będzie jednak mierzyć przy użyciu np. DS18B20.

    0
  • #5 23 Gru 2015 13:21
    Jatsekku2
    Poziom 12  

    ASC712 - odpada, nie chcę przeznaczyć na same przetworniki ~40 zł, poza tym chciałbym troszkę bliżej poznać "klasyczne" metody pomiaru prądu. Faktycznie DS18B20 to lepsze rozwiązanie... Co do AVR z 10-12 ADC to poszukam czegoś, ale póki co wersja z multiplekserem wychodzi taniej, no i mam ze 3 atmegi na stanie... A jakie najlepiej zastosować wzmacniacze ? (nie ukrywam, że są one dla mnie zagadką, bo nigdy się nimi nie interesowałem)

    0
  • #6 24 Gru 2015 14:46
    Jatsekku2
    Poziom 12  

    Okey, na próbę zbudowałem sobie układ na lm358 wg poniższego schematu :

    Atmega8 - Pomiar prądu

    Zasilane symetrycznym napięciem powoduje, że mierzy dopiero od 10mA, asymetrycznie - praktycznie od zera + mały offset, martwi mnie jednak fakt, iż niskie potencjały tych boczników są względem siebie różne... Jak to rozwiązać ?
    Jeżeli tylko powielę układ jak wyżej to będę miał spięte niskie potencjały wszsystkich boczników spięte razem do masy poprzez 20k. Jak to obejść?
    W czym jest lepszy taki układ : Atmega8 - Pomiar prądu
    od tego przedstawionego wyżej?

    0
  • #7 24 Gru 2015 21:57
    atom1477
    Poziom 43  

    Na LM358/LM324 ciężko będzie zbudować taki układ ze względu na ich napięcia niezrównoważenia.
    Poza tym nie nadają się one do pracy przy napięciach wejściowych w okolicy VCC. Musiał byś je zasilać napięciem wyższym niż najwyższe napięcie na boczniku, czyli wyższe niż 12V a więc powiedzmy z 15V. Zamo zasilanie to akurat nie problem, tylko czy masz dostępne w układzie takie napięcie?
    Lepiej chyba dać dedykowane wzmacniacze różnicowe, tylko z ceną będzie kiepsko jeżeli ma pracować przy 12V i mieć wejścia Rail-to-Rail. Można dać ze zwykłymi wejściami (nie Rail-to-Rail), ale wtedy znowu trzeba zasilanie z 15V a cena takiego wzmacniacza nadal będzie kiepska.

    Jatsekku2 napisał:

    W czym jest lepszy taki układ : Atmega8 - Pomiar prądu
    od tego przedstawionego wyżej?

    A kto mówi że jest lepszy?

    0
  • #8 26 Gru 2015 01:36
    Jatsekku2
    Poziom 12  

    Obwód ze schematu drugiego dość nieźle się spisał, i nie ma tam bezpośredniego połączenia dolnych potencjałów boczników, te zasilanie 15V jakoś załatwię... Mimo wszystko zależy mi by zrobić to w klasyczny sposób... Okey to w takim razie zastosuję op07 - napięcie niezrównoważenia na poziomie max 150uV, swoją drogą jakiejś niesamowitej dokładności to nie potrzebuję, rozdzielczość 50mA jest już wystarczająca. Wytłumaczy mi ktoś po co jest tam ta dioda LED i tranzystor pnp?

    0
  • #9 26 Gru 2015 11:27
    atom1477
    Poziom 43  

    Jatsekku2 napisał:
    Obwód ze schematu drugiego dość nieźle się spisał, i nie ma tam bezpośredniego połączenia dolnych potencjałów boczników

    A czy w klasycznym układzie jest połączenie dolnych potencjałów boczników? Też nie. Więc to żadna zaleta tutaj.

    Jatsekku2 napisał:
    Wytłumaczy mi ktoś po co jest tam ta dioda LED i tranzystor pnp?

    Tranzystor PNP musi być, bo to jest element tego obwodu.
    Natomiast dioda LED przeciwdziała wadzie wzmacniacza TL07x, która polega na tym że nie potrafi dać odpowiednio wysokiego napięcia na wyjściu. Wysokie napięcie było by potrzebne do zamknięcia tranzystora PNP. Dioda LED przesuwa napięcie o jakieś 2V w górę więc do zamknięcia tranzystora wystarcza napięcie z wyjścia wzmacniacza TL07x o 2V niższe niż normalnie by było potrzebne.
    W tym układzie dla polepszenia działania można by też dać rezystor od bazy tranzystora do VCC.

    0
  • #10 26 Gru 2015 12:02
    PiotrPitucha
    Poziom 33  

    Witam
    Atom1477 strasznie ściemniasz.

    Cytat:
    Natomiast dioda LED przeciwdziała wadzie wzmacniacza TL07x, która polega na tym że nie potrafi dać odpowiednio wysokiego napięcia na wyjściu. Wysokie napięcie było by potrzebne do zamknięcia tranzystora PNP. Dioda LED przesuwa napięcie o jakieś 2V w górę więc do zamknięcia tranzystora wystarcza napięcie z wyjścia wzmacniacza TL07x o 2V niższe niż normalnie by było potrzebne.
    W tym układzie dla polepszenia działania można by też dać rezystor od bazy tranzystora do VCC.

    Dioda z tranzystorem ma za zadanie wyeliminować podstawową wadę wzmacniacza operacyjnego który przy pojedynczym zasilaniu nie może dać zerowego potencjału na wyjściu.
    Jak przeczytałem masz ujemne napięcia dostępne w układzie, więc zasilając wzmacniacz symetrycznie możesz zastosować prostszy pierwszy układ który będzie działał precyzyjniej, ten z tranzystorem ma inną impedancję wyjściową w stosunku do zasilania i w stosunku do masy.
    Ponieważ sprzężenie zwrotne nie obejmuje wyjścia tak dobrą sprawę nie jesteś pewien co mierzysz.
    Jeśli się uprzesz na ten układ to polecam wzmacniacz MCP601 zasilany z 5V

    0
  • #11 26 Gru 2015 14:47
    atom1477
    Poziom 43  

    PiotrPitucha napisał:
    Atom1477 strasznie ściemniasz.

    Sam ściemniasz.
    Ja pisałem o innej wadzie.
    Tą wadę co opisałeś owszem usuwa. Ale trzeba wiedzieć jak działa mechanizm usuwania tej wady.
    Tranzystor wraz ze wzmacniaczem operacyjnym pełni rolę regulowanego źródła prądowego.
    Wzmacniacz operacyjny (bez tranzystora) w takiej konfiguracji podłączenia bocznika, pomiaru dokona, ale napięcie wyjściowe będzie odnoszone do dodatniej szyny zasilania.
    Dodany tranzystor robi za źródło prądowe, i prąd przepuszcza przez rezystor podłączony do masy (R2). Tym sposobem napięcie wyjściowe jest odnoszone do masy. Prąd w boczniku równy 0 daje prąd źródła prądowego równy 0 i tym samym napięcie względem masy na rezystorze R2 też równe 0.
    Wzrost prądu bocznika, to wzrost prądu źródła prądowego i wzrost napięcia na R2.
    Dzięki temu wzmacniacz nie musi mieć zakresu napięcia wyjściowego zaczynającego się od 0. Bo 0 jest uzyskiwane nie z wyjścia wzmacniacza, ale z R2 przy braku przepływu prądu przez niego.
    I teraz dochodzimy do tego po co jest dioda LED (sama dioda LED, a nie dioda z tranzystorem).
    Żeby uzyskać prąd równy 0 w rezystorze R2, tranzystor musi się całkowicie zamknąć. A do tego potrzeba wysokiego napięcia na bazie, czyli i na wyjściu wzmacniacza operacyjnego. TL07x nie radził sobie z wyjściowymi napięciami w okolicach 0, i z takimi w okolicach VCC też sobie nie radzi. Nie dał by więc rady zamknąć tranzystora PNP.
    Tranzystor wcale więc nie usuwa wady w postaci braku napięcia 0 na wyjściu.
    Wcześniej nie było 0 bo wzmacniacz nie mógł tyle dać. Teraz nie ma 0 bo wzmacniacz nie może dać napięcia VCC które by zamknęło tranzystor i dało 0V na R2.
    I po to jest dioda LED: żeby uzyskać napięcie bliskie VCC, na bazie tranzystora, i tym samym napięcie 0V na R2.
    Więc to dioda a nie tranzystor usuwa wadę. Tranzystor tylko zmienia sposób w jaki wada będzie musiała być usuwana.

    0