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

Dzielnik napięcia i Arduino - niezgodne odczyty względem multimetru

Corcho 27 Lis 2018 21:24 969 19
Zgłoś naruszenie prawa
Odpowiedz | Nowy temat
  • #1 17590079
    Corcho
    Poziom 11  
    Posty: 83
    Pomógł: 2
    Ocena: 5
    Witam

    Próbuje mierzyć napięcie przez dzielnik napięcia (1000 Ohm / 200 Ohm) - oporniki wyliczone dla maksymalnego napięcia 30V.
    Wyniki są dziwne - poniżej tabela pomiarów wykonanych przez arduino oraz zwkłym multimetrem dla różnych napięć :
    multimetr Arduino
    3,7 4,5
    5,6 7,1
    7,7 9,6
    9,7 12,2
    11,6 14,5
    13,5 16,7
    15,9 19,43


    Kod arduino :


    Kod: text Rozwiń Zaznacz wszystko Kopiuj do schowka
    void setup()  
{  
Serial.begin(9600);
}

void loop() 
{
   int data0 = analogRead(A0); 
  float data1 = data0 * 0.028330078125;
  Serial.println(data1);
  delay(500);
}


    Szukałem przykładów w sieci ale są podobnie zbudowane - w czym problem ?
    F&Home: inteligentna automatyka budynkowa, która łączy technikę, wygodę i bezpieczeństwo [sponsorowane]
  • #2 17590110
    jakubek56
    Poziom 32  
    Posty: 1630
    Pomógł: 202
    Ocena: 453
    Bierz pod uwagę dokładność pomiarów.
  • #3 17590141
    LChucki
    Poziom 31  
    Posty: 1940
    Pomógł: 104
    Ocena: 379
    Tak patrzę w kodzie na
    Kod: text Rozwiń Zaznacz wszystko Kopiuj do schowka
    
* 0.028330078125;

    Czy to ma sens? W AVR-GCC float i double to chyba 7 cyfr po przecinku? Nie wystarczyło by "* 0.0283300"?

    Te rezystory, 1000 i 200R to jaką mają tolerancję?
    Z kodu wynika, że napięciem odniesienia jest Vcc, jaką ma wartość? Dlaczego nie jest to wewnętrzne Vref albo lepiej zewnętrzne stabilne Vref? Miernikiem o jakiej dokładności mierzysz Vcc i napięcie podane na dzielnik?
    Przyjmij najgorszy przypadek, zsumuj błędy pewnie będzie w zakresie błędu, np +/-20%. Pamiętaj o błędzie przetwornika, w AVR to zdaje się +/- 2 LSB, co jest istotne przy pomiarze małych wielkości, no i ofsecie.
  • #4 17590164
    Krzysztof Kamienski
    Poziom 43  
    Posty: 21874
    Pomógł: 2030
    Ocena: 5128
    Corcho napisał:
    (1000 Ohm / 200 Ohm) - oporniki wyliczone dla maksymalnego napięcia 30V.
    Gratulacje za wyliczenie. 1,2 kΩ obciążające niewiadome źródło o wartości 30 VDC (?), przeciw megaomom multimetru :D
  • #5 17590219
    Corcho
    Poziom 11  
    Posty: 83
    Pomógł: 2
    Ocena: 5
    @Krzysztof Kamienski Ok rozumiem że oporniki mają źle dobrane wartości - proszę o podanie właściwych - chciałbym mierzyć napięcie na akumulatorze samochodu. Na tą chwilę mierzyłem napięcie jakie daje zasilacz uniwersalny z regulowanym napięciem.

    @LChucki Jak w moim przypadku ustawić właściwie Vref ? w kodzie ?

    Dziękuje z góry za porady ?
  • #6 17590240
    Krzysztof Kamienski
    Poziom 43  
    Posty: 21874
    Pomógł: 2030
    Ocena: 5128
    Corcho napisał:
    chciałbym mierzyć napięcie na akumulatorze samochodu
    W porzadku, ale nie ,,dojąc" z niego 10 mA na pomiar. :cry: Wartości 10cio krotnie wyższe (10 kΩ/ 1 kΩ) były by właściwsze, no i programowanie napięcia referencyjnego w części analogowej Arduino, Kolega podpowie. :D
  • #7 17590242
    LChucki
    Poziom 31  
    Posty: 1940
    Pomógł: 104
    Ocena: 379
    Corcho napisał:
    rozumiem że oporniki mają źle dobrane wartości

    Nie chodzi o wartości tylko ich tolerancję. Rezystor 1000R w praktyce nie ma 1000R, zależnie od tolerancji, dla 5%, w dopuszczalnym zakresie temperatur, będzie to od 950 do 1050R. Dla 10% od 900 do 1100. Rezystorów o jakiej tolerancji użyłeś?

    Corcho napisał:
    Na tą chwilę mierzyłem napięcie jakie daje zasilacz uniwersalny z regulowanym napięciem.

    Miernikiem o jakiej dokładności? Na jakim zakresie?
    Błąd pomiarowy miernika z marketu, to kilka procent w pełnym zakresie ale na początku zakresu, błąd może osiągać 50% i więcej.

    Corcho napisał:
    Jak w moim przypadku ustawić właściwie Vref ? w kodzie ?

    Tak, w kodzie.
  • #8 17590328
    Konto nie istnieje
    Poziom 1  
  • #9 17590550
    Konto nie istnieje
    Poziom 1  
  • #10 17590912
    LChucki
    Poziom 31  
    Posty: 1940
    Pomógł: 104
    Ocena: 379
    emarcus napisał:
    Nie możesz polegac na standardowych oznaczeniach wartości rezystorów z uwagi na ich zbyt duże pole tolerancji (o czym już pisano). Owszem możesz je użyc w połączeniu z dodatkowym potencjometrem służącym do pewnego rodzaju doraźnej kalibracji tego dzielnika.

    To niewiele da, chyba, ze kalibracje będzie przeprowadzał często. Rezystor 5% potrafi TRWALE zmienić swoja rezystancje po nagrzaniu i schłodzeniu, tak więc zmierzony przed wlutowaniem, po wlutowaniu może mieć inna wartość. Standardowe rezystory zmieniają dość znacznie swe parametry w czasie i pod wpływem temperatury. W mieszkaniu wszystko bedzie ok ale na mrozie, czy w upale beda odchyłki. 1% czy 0,1% są pod tym względem zdecydowanie stabilniejsze i nie trzeba co chwila przeprowadzać kalibracji układu. Rezystory 1% sa tanie, nie jak kiedyś cena razy 2, tylko cena + 10%.
    Nie ma wiec co kombinować z potencjometrami, które też zmieniają wartość rezystancji pod wpływem temperatury. Należałoby użyć potencjometru hermetycznego, który bedzie droższy od rezystorów 0,1%! Po co więc układ rezystor 5% + potencjometr hermetyczny za kilka złotych i wymagana kalibracja co miesiąc/rok? Nie lepiej dac rezystory 1% 2zł za 100szt? Albo 0,1% po 0,5zł?
  • #11 17597539
    Corcho
    Poziom 11  
    Posty: 83
    Pomógł: 2
    Ocena: 5
    Dziękuję za wszystkie odpowiedzi - czy mógłbym prosić o złożenie mi wszystkiego w jedno i przedstawienie jak zbudować układ dzielnika napięcia oraz przykład kodu do arduino abym mógł mieżyć napięcie w zakresie do 30V z dokładnością 0,1 V - czy to możliwe z arduino ? a może zastosować jakiś specjalny układ (najlepiej gotowy moduł) ?

    Pozdrawiam
  • #12 17597591
    LChucki
    Poziom 31  
    Posty: 1940
    Pomógł: 104
    Ocena: 379
    Corcho napisał:
    abym mógł mieżyć napięcie w zakresie do 30V z dokładnością 0,1 V

    Z dokładnością czy rozdzielczością?
  • #13 17597960
    Corcho
    Poziom 11  
    Posty: 83
    Pomógł: 2
    Ocena: 5
    LChucki napisał:
    Corcho napisał:
    abym mógł mieżyć napięcie w zakresie do 30V z dokładnością 0,1 V

    Z dokładnością czy rozdzielczością?


    I z dokładnością i rozdzielczością chętnie :)
  • #14 17598002
    LChucki
    Poziom 31  
    Posty: 1940
    Pomógł: 104
    Ocena: 379
    Na przykład kodu nie licz, bo to nie zajęcie na godzinę czy dwie. Musisz wspomagać się kodami dostępnymi w Internecie, po ich analizie, wybrać co najlepsze i dostosować do swoich wymagań.
    Co do budowy dzielnika, to użyj rezystorów min 1%. Dobierz je tak, aby:
    - nie przekroczyć użytego napięcia odniesienia
    - podzielnik był całkowity, co pozwoli uniknąć problemu liczb zmiennoprzecinkowych
    Nie piszesz, jakiego mikrokontolera używasz, zakładam, że Mega328. Jego wewnętrzne Vref to 1,1V. Dzielnik, najlepiej więc dobrać 30:1 i zaczynają się schody. Potrzebne rezystory np 29k i 1k. 1k 1% nie ma problemu z 29 mogą być. To już jakoś rozwiążesz, może szeregowe połączenie rezystorów? Może inne wartości?
    Chcesz rozdzielczość 10mV dla 30V. 30V/0,01=3000. ADC w AVR ma przetwornik 10-bit, czyli 3 razy za mała rozdzielczość.
    NIE DA SIĘ! Na 12-bit osiągniesz wymaganą rozdzielczość, ale TYLKO rozdzielczość, o dokładności raczej nie ma mowy.

    Masz kilka rozwiązań:
    - inny mikrokontroler i mimo wszystko weryfikacja swoich wymagań
    - zewnętrzny ADC npINA219 i mimo wszystko weryfikacja swoich wymagań
    - zewnętrzny ADC 16-bit
    - Kilka zakresów pomiarowych i weryfikacja swoich wymagań,bo na zakresie do 1V nie ma problemu z rozdzielczością 10mV, dla 30V będzie to prawie 30mV.

    Na temat dokładności na razie nie piszę, bo nie wiem jaka opcje wybierzesz.
    Na moje oko, to tak sobie wymyśliłeś, choć pewnie nie potrzeba, że chcesz mierzyć z 12-bit rozdzielczością.

    Co będziesz mierzył? Pytam, bo jak dojdziemy do dokładności, to miej świadomość, że stabilne i DOKŁADNE Vref to koszt min 50zł. Stabilne Vref, które spełnia Twoje wymagania kupisz za kilka złotych, ale trzeba mieć je czym skalibrować. Masz czym?
  • #15 17599135
    Konto nie istnieje
    Poziom 1  
  • #16 17599363
    LChucki
    Poziom 31  
    Posty: 1940
    Pomógł: 104
    Ocena: 379
    emarcus napisał:
    niech przeanalizuje swoje rachunki i odszuka, że rozdzielczośc 0.1V , o jakiej autor referował, jest raczej równa 100 mV zamiast 10 mV.

    Faktycznie, więc problemu rozdzielczości nie ma, gorzej z dokładnością. Przy 200kHz ADC ma błąd +/-2LDB(przy 1MHz 4,5) a dla rozdzielczości 0,1V przy 30V wystarczy rozdzielczość niewiele ponad 8-bit, więc błąd przetwarzania można pominąć. Dokładność określa się w procentach, a nie w przypadku napięcia w mV ale można policzyć. 100mV do 30V to wychodzi mi jakieś 0,33%. Rezystory muszą więc być 0,1%, Vref, bez zaglądania w notę, zewnętrzne. Kalibracja wewnętrznego Vref pewnie niewiele da bo w czasie może byc odchyłka od tych 0,33% ale trzeba by to sprawdzić w nocie katalogowej.

    Dodano po 8 [minuty]:

    Zerknąłem w notę. Vref dla Mega328 to typowo 1.1V, min 1V, max 1,2V. Jaka to nam daje dokładność tego napięcia odniesienia bez kalibracji?
  • #17 17601174
    kaczakat
    Poziom 34  
    Posty: 1748
    Pomógł: 317
    Ocena: 229
    Może sobie spokojnie wziąć rezystory 1%, zmierzyć napięcie Vref i nie dzielić włosa na 4. Napięcie Vref wewnętrzne w Atmegach może nie nadaje się do masowej produkcji bo wymagałoby kalibracji każdego egzemplarza, ale jest stabilne w czasie, więc jak zmierzy 1.05V to będzie miał ten 1.05V dzisiaj i za miesiąc, co do tego konkretnego celu w zupełności wystarczy. Corcho na razie ogarnia robienie dzielnika rezystorowego więc pewnie nie robi projektu dla NASA.
    Pomogłem? Kup mi kawę.
  • #18 17601305
    LChucki
    Poziom 31  
    Posty: 1940
    Pomógł: 104
    Ocena: 379
    kaczakat napisał:
    ale jest stabilne w czasie,

    Konkretnie jaka to stabilność?

    kaczakat napisał:
    Corcho na razie ogarnia robienie dzielnika rezystorowego więc pewnie nie robi projektu dla NASA.

    Co robi, to robi, chce uzyskać DOKŁADNOŚĆ 100mV a wewnętrzne Vref bez kalibracji daje mu kilka razy mniejszą dokładność. Nie napisał czy ma czym skalibrować, czy może zapłaci 50zł za Vref.
  • #19 17601338
    Konto nie istnieje
    Poziom 1  
  • #20 17601382
    LChucki
    Poziom 31  
    Posty: 1940
    Pomógł: 104
    Ocena: 379
    khoam napisał:
    No taka, że w warunkach pokojowych dla jego celów wystarczająca.

    "Fachowa" odpowiedź.

    khoam napisał:
    awsze można zajrzeć do dokumentacji

    Autor ma problem z rozróżnieniem rozdzielczości od dokładności. Dzielnik 30:1 zrobił źle bo nie dzieli przez 30 lecz przez 31 a nie sądzę aby o to mu chodziło. Nie wie o jakiej tolerancji rezystory zastosował. Żądanie od niego znalezienia w dokumentacji jakiejkolwiek informacji jest bezcelowe. Jak mu się nie wyłoży "kawy na ławę" jak to zrobiłem, to sam nie da rady.
    Proszę więc uświadomić autora, jakiej dokładności może się spodziewać jeśli skalibruje Vref w AVR i jak to ma zrobić.
Odpowiedz | Nowy temat
Zgłoś naruszenie prawa

Podsumowanie tematu

✨ Użytkownik ma problem z pomiarami napięcia za pomocą dzielnika napięcia (1000 Ohm / 200 Ohm) w połączeniu z Arduino, które daje niezgodne odczyty w porównaniu do multimetru. Wskazano na kilka potencjalnych przyczyn błędów, takich jak tolerancja rezystorów, wybór napięcia odniesienia (Vref) oraz dokładność pomiarów. Użytkownik został poinstruowany, aby używać rezystorów o tolerancji 1% lub 0,1% oraz dostosować Vref do 1,1V dla mikrokontrolera Mega328. Zasugerowano również, aby rozważyć użycie innego mikrokontrolera dla lepszej rozdzielczości pomiarów. Użytkownik prosił o złożenie wszystkich informacji w jedną całość oraz o przykład kodu do Arduino, aby móc mierzyć napięcie do 30V z dokładnością 0,1V.
Wygenerowane przez model językowy.
REKLAMA