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

Pomiar napiecia atmega + WO, bez wspolnej masy

15 Sty 2020 00:39 360 12
  • Poziom 7  
    Cześć,

    Chcę zrealizować pomiar napięcia na wybranym zewnętrznym rezystorze oraz wykonać pomiar prądu, wykorzystujac atmege32.
    Pomiar nie musi byc super dokladny.
    Problem, z jakim sie muszę zmierzyć, to fakt, ze pomiar napiecia bedzie na dowolnie wybranym rezystorze, ktory jest gdzies w obwodzie, nie podpiety do masy.

    Podobnie pomiar prądu, rezystor bedzie wpiety w obwód. Chcialbym do tego wykorzystac WO, jak na zalaczonym obrazku.
    Pytanie, czy ten układ jest elektrycznie poprawny:

    Pomiar napiecia atmega + WO, bez wspolnej masy


    WO zasilany bedzie +5V -5V. Wyjscia WO będą podłączone pod wejscia ADC1 i ADC2 atmegi.

    Napięcie na wyjsciu WO nie może przekroczyć 5V (na wejściu również). Wzmocnienie przy pomiarze prądu to 15, przy pomiarze napięcia to 1,03 (dziala jak wtórnik).

    Wiem, że było wiele tematów dotyczących pomiaru z atmegą, ale kwestia masy dla mnie jest tutaj kluczowa. Atmega będzie miała oddzieloną masę od układu mierzonego.
  • Poziom 35  
    Twoja koncepcja jest błędna.
    Używasz WO w prostej konfiguracji odwracającej (patrzmy na dół Twojego schematu, bo góra jest jeszcze bardziej źle), jednocześnie zapewniając że masy wejściowe i wyjściowe nie są połączone. A właśnie w takiej konfiguracji wzmacniacza, napięcie wyjściowe jest ściśle odniesione do punktu, który uznajemy za masę i względem którego określamy napięcia wejściowe i wyjściowe oraz charakterystykę układu. A w tej konkretnej konfiguracji, istnieje tylko jeden taki punkt, którym jest wejście + WO. I wtedy obowiązuje wzór Uwy=Uwe*gain, jeśli Uwe i Uwy odnosimy do tego punktu.
    Ale u Ciebie ten punkt posiada jakiś niewiadomy potencjał. Przykładowo, dolny układ. Wyliczyłeś wzmocnienie -15. Ale poprawnym wzorem na napięcie wyjściowe (noga 7) będzie Uwy=-15*Uwe+Ub. Gdzie Uwe to napięcie na oporniku R15 (które chcesz wzmocnić) a Ub to potencjał górnej końcówki R15 (wspólnej z bezpiecznikiem).

    W skrócie. Wybrana przez Ciebie konfiguracja użycia WO nie jest wzmacniaczem różnicowym (o którym najwyraźniej myślisz). Po prostu, by układ spełnił Twoje oczekiwania (czyli mierzył przy nierównych potencjałach masy wejściowej i wyjściowej), musisz użyć układu w konfiguracji wzmacniacza różnicowego (w wersji z WO). Czyli minimum cztery oporniki i jeden WO.
    Są później jeszcze następne kwestie, związane z pomiarami napięć na różnych masach (np. zachowanie wymaganego zakresu wejściowych wspólnych, CMRR itd.). To spora dziedzina ale i tez jest trochę gotowców, w sensie np. układów scalonych czy modułów.
  • Poziom 43  
    Jak pisze kolega powyżej, to musi być wzmacniacz różnicowy, ale nawet wtedy, napięcie pomiędzy mierzonym obwodem, a masą układu pomiarowego, musi się zawierać w zaprojektowanych granicach, tego ograniczenia pozbędziesz się tylko jeśli zastosujesz wzmacniacze izolowane.


    maciek.mr napisał:
    Atmega będzie miała oddzieloną masę od układu mierzonego.
    Zjeść ciastko i mieć ciastko - tak się nie da, nie możesz obwodów jednocześnie połączyć i oddzielić.

    Jeśli nie masz połączeń przez zasilanie to przy doborze wzmacniaczy różnicowych istotna jest tylko różnica napięć pomiędzy wejściami do pomiaru prądu i napięcia.
  • Poziom 37  
    Cytat:
    Zjeść ciastko i mieć ciastko - tak się nie da, nie możesz obwodów jednocześnie połączyć i oddzielić.

    No nie, dlatego zapewne nie ma wzmacniaczy izolowanych ;) Aaa czekaj, są, tylko po obu stronach jest potrzebne odizolowane zasilanie. Czyli potrzebny jest wzmacniacz izolowany i przetwornica dc-dc. Ale problem.
  • Poziom 43  
    tronics napisał:
    No nie, dlatego zapewne nie ma wzmacniaczy izolowanych
    Są tylko dwie drogi, albo układ z izolacją galwaniczną albo bez, nie można oddzielić mas, nie stosując izolacji galwanicznej i stąd analogia z ciastkiem, a to właśnie autor próbował zrobić.
  • Poziom 7  
    Z tego co przegladałem, to polecany jest układ TS1100.Czy on może zostać uzyty? Albo jakiś inny polecacie w takim zastosowaniu?
    Zakładam, że różnica potencjalów pomiedzy masami może wynieść 400V. Stąd masy nie powinny być łączone.
  • Poziom 7  
    Zakłądając, że jednak msy będą wspólne, to do pomiaru prądu I uzywając 3 wzmacniaczy operacyjnych w układzie różnicowym, układ
    do pomiaru może wygląać tak:
    Pomiar napiecia atmega + WO, bez wspolnej masy


    Wzmocnienie ~10, co dla napięcia 0,3V daje nam na wyjsciu ~3V (na schemacie wzmocnienie jest 104). Bufor wejsciowy ma dużą impedancję, dzieki czemu prąd nie wpływa do bufora.

    Przykładowo, pomiar prądu, rezystory dla wzmocnienia 16 mialyby wartosci:
    R51 - 1k
    R52,R53 - 4k7
    R54,R55 - 1k
    R56,R57 - 1k6

    Zasilanie WO - +5V I GND.


    Przy pomiarze napięcia (1V -> 20V), ten sam układ (rezystor R50 o wiekszej wartości), ale wzmocnienie < 1, i wartości rezystorów:
    R51 - 100k
    R52,R53 - 100k
    R54,R55 - 15k
    R56,R57 - 1k

    Wzmocnienie 0,2 (tłumik) I zasilanie WO - +5V I GND.

    Masa wspólna.

    Czy taki układ pozwoli zmierzyć prąd I napięcie ?

    Pozdrawiam

    Maciek

    Czy miernik "ustawia" złacze "COM" jako masa? Czy to oznacza, ze "masa" moernika zostaje punkt o niższym potencjale podczas pomiaru?
  • Poziom 36  
    AVE...

    Układ pomiarowy prądu jest okej tak na moje oko. Ale czy napięcia na wejściach będą okej? Napięcia na pinach wejściowych nie mogą być wyższe niż 5,3V i niższe niż -0,3V przy tym WO i tym napięciu zasilania. Inaczej układ może "wybrać papieża"...

    Pytanie: jaki zakres napięć zasilania ma układ mierzony?

    W typowych multimetrach wejście COM jest połączone z masą układu. Nie stanowi to problemu, bo multimetr jest pod względem zasilania całkowicie odizolowany od zasilania mierzonego układu.
  • Poziom 7  
    Czesc,

    Napiecie mierzone bedzie od 0 do 20v max., przy czym napiecie na zaciskach wejsciowych max 5v, dzielnik rezystorowy.

    Pozdrawiam

    Maciek
  • Poziom 36  
    AVE...

    Pytałem o napięcie zasilania mierzonego układu w kontekście zasilania z niego wzmacniacza instrumentalnego, co pozwoliłoby wyeliminować wszelkie dzielniki napięcia na wejściu i zapewniłoby większą dokładność. Drugie pytanie: czy ATMega32 ma wspólną masę z mierzonym układem?
  • Poziom 14  
    maciek.mr napisał:
    Z tego co przegladałem, to polecany jest układ TS1100.Czy on może zostać uzyty? Albo jakiś inny polecacie w takim zastosowaniu?
    Zakładam, że różnica potencjalów pomiedzy masami może wynieść 400V. Stąd masy nie powinny być łączone.

    Takie układy jak TS1100 mają parametr:
    Common-Mode Input Range max 27V a to mniej niż 400V.
    Na temat podobnego układu popełniłem kiedyś filmik:

    Link

    Może Ci się przyda.
  • Poziom 7  
    Uklad mierzony zasilany jest z 400V DC. Ale napiecie odłożone na mierzonym elemencie nie przekroczy 20V (różnica potencjałów).
    Ale z drugiej strony napięcie pomiędzy jednym punktem pomiaru a masą może wynieść ~200V.

    To teraz pytanie o rozpływ prądów. Zakładając dwa oddzielne zasilania, układu pomiarowego I układu mierzonego,
    (Obie masy są rozdzielone oraz zasilania też z oddzielnych zasilaczy/transformatorów)
    Pomiar napiecia atmega + WO, bez wspolnej masy


    Czy zatem takie połaczenie będzie prawidłowe? Czy prąd z układu mierzonego nie połynie do masy układu pomiarowego?