Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Dwukierunkowy pomiar prądu za pomocą cyfrowego amperomierza panelowego

Zdzichu93 12 Oct 2020 19:49 915 13
  • #1
    Zdzichu93
    Level 12  
    Witam,

    naszła mnie ochota na montaż w samochodzie amperomierza, który pokazywałby aktualny stan ładowania lub odwrotnie - poboru prądu.
    Sam montaż amperomierza nie stanowi problemu - ważne, żeby nie przechodził przez niego prąd rozrusznika.
    Niestety pojawia się problem z zakupem odpowiedniego elementu.
    Otóż nie mogę nigdzie znaleźć taniego modułu takiego amperomierza, który mierzyłby płynący prąd w obie strony.
    Bardzo popularny jest moduł amperomierza z bocznikiem i woltomierza w jednej obudowie, jak na zdjęciu - pasowałby mi idealne wymiarowo.

    Dwukierunkowy pomiar prądu za pomocą cyfrowego amperomierza panelowego



    Da się w jakiś sposób zmusić takie urządzenie do pracy w obie strony? W pierwszej chwili przyszedł mi do głowy mostek graetza pomiędzy bocznikiem, a ustrojem amperomierza z korekcją wskazań, ale spadek napięcia na diodach, przy boczniku 75mV wyklucza to rozwiązanie, prawda?

    Dwukierunkowy pomiar prądu za pomocą cyfrowego amperomierza panelowego

    Są na to jakieś inne sposoby?
    Najprościej byłoby oczywiście zamontować klasyczny wskaźnik analogowy z zerem pośrodku skali, ale nie satysfakcjonuje mnie takie rozwiązanie, ze względu na to, że poprzedni właściciel samochodu wyciął w desce prostokątną dziurę, którą chcę zatkać właśnie takim modułem jak na zdjęciu :)

    Pozdrawiam
  • #3
    Zdzichu93
    Level 12  
    Dzięki za naprowadzenie.
    Zacząłem czytać ten wątek i przypomniałem sobie o istnieniu komparatora, więc na szybko skleciłem taki układ:

    Dwukierunkowy pomiar prądu za pomocą cyfrowego amperomierza panelowego

    Bocznik jest podpięty pod komparator, który porównuje napięcie na boczniku i zależnie od jego polaryzacji ustala stan wysoki lub niski (będzie zasilany pojedynczym napięciem). Następnie komparator, poprzez wtórnik, steruje przekaźnikiem, który zmienia polaryzację bocznika względem amperomierza, tak, by zawsze była dla niego dodatnia (inaczej by się uszkodził).
    Kontrolka ładowania znajduje się na zegarach, więc będę wiedział czy wskazanie np. 20 A to akurat lądowanie czy rozładowywanie akumulatora, więc problemu nie ma.

    Czy schemat, który skleciłem jest poprawny i ma szansę działać?
    Wtórnik oczywiście jest na schemacie uproszczony, dobiorę do niego elementy bierne samodzielnie, ale nie mam wprawy we wzmacniaczach operacyjnych. Czy takie podłączenie komparatora jest poprawne? Oczywiście na schemacie nie ma jego zasilania.

    Pozdrawiam
  • #4
    Rysiek2
    CCTV and Stationary Alarms specialist
    Zdzichu93 wrote:
    Czy schemat, który skleciłem jest poprawny i ma szansę działać?


    TTT (TeoreTycznie Tak) Pomysł ciekawy.
    Obawiam się jednak, że w okolicach zera będzie to niestabilne.
    Uważam, że zamiast bocznika lepiej byłoby zastosować ACS712 na stosowny prąd i sterować komparator z wyjścia ACS'a.
    Ewentualnie dopasować (szeregowo lub równolegle) rezystancję bocznikującą aby uzyskać prawidłowe wskazania amperomierza.
  • #5
    Zdzichu93
    Level 12  
    Od takiego samochodowego amperomierza nie oczekuję dużej dokładności, więc pomiar mógłby się zaczynać od np. 1A. Ten bocznik to 75mV/100A, więc o ile dobrze rozumiem 1A to 0,75mV, więc mógłbym dodać do układu dodatkowy przekaźnik sterowany tranzystorem z tak dobranymi wartościami, by zwierał jeden z przewodów idących do ustroju miernika dopiero, gdy napięcie przekroczy te 0,75mV. Wtedy zniwelowałbym pływanie zera. Oczywiście cały układ zasilany przez stabilizator napięcia. Hmm?
    Może trochę kombinuję, ale mam akurat w szpargałach nadmiar miniaturowych przekaźników, więc nic nie stoi na przeszkodzie, by je wykorzystać. Komparator też chyba miałem, a jak nie to zaadaptuję jakiś zwykły wzmacniacz operacyjny.
    Pozdrawiam
  • #6
    Rysiek2
    CCTV and Stationary Alarms specialist
    Widzę, że jesteś pełen zapału i bardzo dobrze zrób próbny taki układ i zobacz jak się to zachowuje przy zmianach temperatury (przy sztucznie podanych wartościach prądu +/- zbliżonych do zera) w przedziale występujących różnic w warunkach realnych.
    Wydaje mi się jednak, że stabilne to nie będzie ale zrób to i najlepiej przedstaw wyniki w formie tabelki.
    Może inni też na tym skorzystają.
  • #7
    jarek_lnx
    Level 43  
    Rysiek2 wrote:
    Uważam, że zamiast bocznika lepiej byłoby zastosować ACS712 na stosowny prąd i sterować komparator z wyjścia ACS'a.
    W porównaniu z bocznikiem gorsza dokładność i ma offset zera, za to jest wygodniejszy w użyciu bo ma wbudowany wzmacniacz. Każdy inaczej rozumie co to znaczy "lepiej"
  • #8
    Rysiek2
    CCTV and Stationary Alarms specialist
    jarek_lnx wrote:
    W porównaniu z bocznikiem gorsza dokładność i ma offset zera,


    Nie ma znaczenia. ACS z komparatorem uzupełnia pomysł kolegi z wykorzystaniem przekaźnika przełączającego polaryzację amperomierza.

    Dodano po 1 [minuty]:

    jarek_lnx wrote:
    za to jest wygodniejszy w użyciu bo ma wbudowany wzmacniacz.

    I o to chodzi i o to chodzi.
  • #9
    Zdzichu93
    Level 12  
    Układ ACS dla 100A już sporo kosztuje - w porównaniu do układu na przekaźnikach, który mogę sklecić za darmo, przechyla to szalę.
    Co do stabilności, to czy ma ona aż takie znaczenie dla moich potrzeb?
    Sam ustrój amperomierza nie będzie zakłócony w porównaniu do fabrycznej aplikacji (styki przekaźnika będą dla niego, w porównaniu do przewodów jakie trzeba przeciągnąć spod maski do kabiny, transparentne).
    Niestabilność pojawi się dopiero w układzie, który wyznacza moment załączenia miernika. Jeśli w temp. pokojowej ustawię go na np. 1A, to jeśli przez zmiany temperatur wartość ta będzie się zmieniać przykładowo na 0,8A lub 1,2A to... nie ma to w sumie znaczenia :)
    Pozdrawiam
  • #10
    Rysiek2
    CCTV and Stationary Alarms specialist
    Zdzichu93 wrote:
    Układ ACS dla 100A już sporo kosztuje

    Właśnie dlatego napisałem o ewentualnym boczniku.
    ACS potrzebujesz tylko do sterowania komparatora a to znaczy, że ACS kupisz w okolicach 10,-zł

    Dodano po 8 [minuty]:

    Zdzichu93 wrote:
    Jeśli w temp. pokojowej ustawię go na np. 1A,

    Co ustawisz na 1A. Układ który rozrysowałeś ma za zadanie odwrócić polaryzację w sytuacji zmiany kierunku prądu a towarzyszy temu przejście przez zero prądu - czy może miałeś na myśli coś innego?
  • #11
    CYRUS2
    Level 43  
    Zdzichu93 wrote:
    naszła mnie ochota na montaż w samochodzie amperomierza, który pokazywałby aktualny stan ładowania lub odwrotnie - poboru prądu.
    Bez sensu. Wystarczy woltomierz pokazujący aktualny stan napięcia na akumulatorze.
  • Helpful post
    #12
    rb401
    Level 38  
    Zdzichu93 wrote:
    Niestety pojawia się problem z zakupem odpowiedniego elementu.


    Upewnij się jeszcze co do tego modułu, który wybrałeś, bo większość z ich (może wszystkie) wymaga wtrącenia bocznika w obwód od strony minusa. A tu już byłby problem z oddzieleniem obwodu rozrusznika.

    Dwukierunkowy pomiar prądu za pomocą cyfrowego amperomierza panelowego

    I jeszcze gdyby to był sam amperomierz, to można ten problem obejść stosując do zasilania modułu, zasilanie "pływające" przetwornicą izolowaną, gdzie miejsce bocznika jest dowolne.
    Ale tu jest ten woltomierz, który ma wspólny biegun z amperomierzem i wtedy musiał by mierzyć ujemne napięcie gdyby bocznik był na plusie.

    Dwukierunkowy pomiar prądu za pomocą cyfrowego amperomierza panelowego
  • #14
    Zdzichu93
    Level 12  
    rb401 wrote:

    [...]Upewnij się jeszcze co do tego modułu, który wybrałeś, bo większość z ich (może wszystkie) wymaga wtrącenia bocznika w obwód od strony minusa. A tu już byłby problem z oddzieleniem obwodu rozrusznika.[...]

    Dzięki za sugestię - nie zwróciłem na to uwagi. Zaopatrzę się w takim razie w dwa woltomierze: jeden będzie działał zgodnie z przeznaczeniem, a drugi jako amperomierz zasilany przez przetwornicę separującą. Oba wsadzę w taką samą obudowę jak w module, który zamierzałem kupić na początku.

    Trochę pokombinowałem i stworzyłem taki prosty układ - dla osoby, która się zna, ja się nad nim głowiłem długo :)
    Masa oznacza masę za przetwornicą, uziemienie masą samochodu.
    Układ działa prawidłowo, więc pozostaje mi stworzenie układu amperomierza. Mniej więcej będzie polegał na podobnej zasadzie, z tą różnicą, że wzmacniacz nie będzie pracował w pętli otwartej. Wzmocnienie układu i inne elementy po drodze dobiorę tak, żeby wskazania woltomierza zgadzały się z przepływem prądu.

    Przekaźnik miniaturowy przełączający polaryzację pobiera tylko 12mA, więc jest podpięty bezpośrednio do wyjścia wzmacniacza.
    Kondensator 47uF dobrałem eksperymentalnie tak, żeby nie powodował zwłoki w działaniu przekaźnika, a jednocześnie zapobiega chaotycznemu przełączaniu się go w stanie nieustalonym.
    Załącza się on przy ok. 10V. Przepływ prądu ok. 400mA (żarówka 12V, 5W) powoduje już nasycenie wyjścia wzmacniacza, a to znaczy, że czułość układu jest równa lub większa niż ten prąd, co mi w zupełności wystarcza.

    Pozdrawiam i w wolnej chwili eksperymentuję dalej :)
    Dwukierunkowy pomiar prądu za pomocą cyfrowego amperomierza panelowego