Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

Find the latest content on electronic components. Datasheets.com
Elektroda.pl
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Jak mierzyć prąd za pomocą ATmega8?

stabilizator 03 May 2021 12:58 2685 39
  • Pomiar natężenia prądu stałego można zrealizować przy użyciu wbudowanego w mikrokontroler przetwornika analogowo-cyfrowego (A/C), który umożliwi pomiar napięcia. Pomiaru dokonuje się metodą pośrednią, mierząc spadek napięcia na rezystorze pomiarowym. Uzyskane napięcie można przeliczyć na natężenie prądu używając prawa Ohma. Przykładowa realizacja takiego układu może wyglądać tak:

    Jak mierzyć prąd za pomocą ATmega8?

    Im większe jest natężenie tego prądu, tym większe napięcie odkłada się na rezystorze pomiarowym Upom = I · Rpom. Trzeba pamiętać o mocy wydzielanej na tym rezystorze, ponieważ przepływ prądu o wysokim natężeniu może doprowadzić do jego przegrzania. Spadek napięcia Upom nie powinien być zbyt duży w porównaniu z napięciem zasilającym obwód, w którym dokonujemy pomiaru aby nie wpływać na pracę odbiornika. Uwaga na masę obwodu pomiarowego i "masę" odbiornika - są to punkty o różnych potencjałach (spadek napięcia na rezystorze pomiarowym).

    Aby możliwie najlepiej wykorzystać przetwornik A/C naszego mikrokontrolera, maksymalny mierzony prąd powinien wywoływać spadek napięcia Upom równy (lub niewiele mniejszy) od napięcia referencyjnego przetwornika. Dlatego użycie linii zasilania o napięciu 5V jako napięcia odniesienia będzie mało optymalne, ponieważ na rezystorze Rpom trzeba tracić sporo napięcia. Dodatkowo linia 5V nie jest zbyt dobrym napięciem odniesienia, napięcie linii zasilającej może zmieniać swoją wartość w zależności od pracy układu. Lepiej wykorzystać wbudowane źródło napięcia odniesienia lub zewnętrzne, o niższej wartości. Kolejnym rozwiązaniem może być wykorzystanie wzmacniacza między rezystorem pomiarowym a przetwornikiem ADC. Można też wykorzystać zewnętrzny ADC z interfejsem I2C lub SPI o lepszych parametrach niż wbudowany ADC, o lepszym napięciu odniesienia a często z wbudowanym sterowanym wzmacniaczem.

    Prosty filtr, na który składają się kondensator C i rezystor R1, redukuje zaszumienie mierzonego napięcia. Wartość wyjściowa przetwornika będzie w mniejszym stopniu fluktuować, co ułatwi odczyt i obsługę wyniku. Ponadto, wysoka rezystancja rezystora R1 zmniejszy prąd płynący przez diody zabezpieczające wejście mikrokontrolera w sytuacji przekroczenia dopuszczalnego zakresu napięć wejściowych. Od strony programowej możemy wykonać pomiar kilkukrotnie i uśrednić wyniki pomiaru.

    Uzyskany z przetwornika A/C wynik można przeliczyć na prąd przy użyciu prostego wzoru:

    Jak mierzyć prąd za pomocą ATmega8?

    ADC to liczba odczytana z 10-bitowego przetwornika ADC układu ATmega8. Vref to wartość użytego napięcia referencyjnego. Rpom to rezystancja opornika, przez który płynie mierzony prąd.

    Przykładowo, mając do dyspozycji rezystor Rpom = 1Ω i układ źródła napięcia odniesienia Vref = 2,56V, można mierzyć prąd o natężeniu do
    Imax = Vref/Rpom = 2,56A
    z rozdzielczością
    q = Imax / (2^N) = 2,56A/(2^10) = 2,5mA, gdzie N to liczba bitów przetwornika.

    Oczywiście ilość bitów przetwornika to sprawa teoretyczna może się okazać, że uzyskamy 9 lub 8 użytecznych bitów (ENOB) w zależności od realizacji układu. Napięcie odniesienia wbudowane w ATmega8 również obarczone jest pewnym rozrzutem.

    Poza pomiarem spadku napięcia na rezystorze możemy wykorzystać hallotronowy czujnik prądu (dostępne są moduły) takim czujnikiem możemy mierzyć prądy o natężeniu kilkunastu a nawet kilkudziesięciu amperów. W przypadku prądu przemiennego możemy sięgnąć po przekładniki prądowe, jest to cewka przez której środek przeprowadzamy przewód, którym płynie prąd przemienny podlegający pomiarowi. Niektóre przekładniki prądowe mają otwierany rdzeń co ułatwia zamontowanie na przewodzie. Napięcie przemienne na wyjściu przekładnika prąd->napięcie (tutaj uwaga są też przekładniki prąd->prąd, a właściwie jest to podstawowa aplikacja przekładnika) prostujemy i możemy poddać konwersji w ADC.

    Cool! Ranking DIY
    Can you write similar article? Send message to me and you will get SD card 64GB.
    About Author
    stabilizator
    Editor
    Offline 
  • #2
    paluszasty
    Level 25  
    Warto może poszerzyć zagadnienie doboru rezystora pomiarowego. Rezystor 1ohm to wg mnie stanowczo za dużo jeśli interesuje nas zakres prądów do 2.56A. Wydzieli się na nim 6.5W ciepła (a raczej więcej bo temperatura wzrośnie więc i opór tez) a napiecie spadnie o 2.56V. To stanowczo za dużo.

    W takich aplikacjach warto zastosować specjalne nieskoomowe rezystory z połączeniami Kelvina. Np coś takiego:
    https://www.vishay.com/docs/30099/wsl3637.pdf
    Koszt ~4zł dla rezystora 0.01ohm. Dostępne są też takie rezystory w mniejszych obudowach.
    Oczywiście w takiej sytuacji potrzebny jest wzmacniacz operacyjny ale tu wybór jest ogromny, a o jego doborze można by napisać osobny artykuł.

    Jeśli chodzi o pomiar prądu przemiennego to po za wyprostowaniem trzeba pamiętać o dobrej filtracji, lub częstym próbkowaniu i odpowiednim uśrednieniu wyniku.
  • #3
    krzysiek_krm
    Level 39  
    paluszasty wrote:
    Oczywiście w takiej sytuacji potrzebny jest wzmacniacz operacyjny ale tu wybór jest ogromny, a o jego doborze można by napisać osobny artykuł.

    A najlepiej użyć specjalistycznego układu "Current Sense Amplifier", wybór również jest ogromny.
  • #4
    stabilizator
    Editor
    Gdy mamy wzmacniacz możemy znacznie zejść z rezystancji rezystora pomiarowego,
    w przykładzie rezystancja 1Ω rzeczywiście mogłaby posłużyć jako np. "zakres" do 500mA ze spadkiem 0,5V i małą mocą strat 0,25W,
    np. następny "zakres" mógłby mieć rezystor 0.1Ω i mierzyć prądy do 5A ze spadkiem 0,5V i mocą strat 2,5W.

    Zewnętrzne ADC z PA np. ADS1015 lub ADS1113 zadziałają znacznie lepiej niż wbudowane ADC, o ile oczywiście jest taka potrzeba.
  • #5
    CYRUS2
    Level 41  
    stabilizator wrote:
    Spadek napięcia Upom nie powinien być zbyt duży w porównaniu z napięciem zasilającym obwód, w którym dokonujemy pomiaru aby nie wpływać na pracę odbiornika.
    Bez wzmacniacza tego nie uzyskamy.
  • #6
    kamyczek
    Level 37  
    stabilizator wrote:

    Zewnętrzne ADC z PA np. ADS1015 lub ADS1113 zadziałają znacznie lepiej niż wbudowane ADC, o ile oczywiście jest taka potrzeba.

    Niekoniecznie , bo niektóre mikrokontrolery mają wbudowany wzmacniacz ,który pozwala zastosować bocznik o mniejszej rezystancji . Można również zastosować zewnętrzny wzmacniacz pomiarowy . Wszystko zależy też od zastosowanego źródła napięcia odniesienia , stosując zewnętrzne o niższej wartości możemy zastosować bocznik również o niższej wartości rezystancji . Należy też pamiętać że sprytnie dobierając wartość napięcia odniesienia lub/i rezystora otrzymamy dokładne przełożenie czyli np 1mA , 10mA , 100 mA na krok przetwornika .Dodatkowo w części mikrokontrolerów istnieje możliwość pracy różnicowej a dodając do tego sprzętowe mnożenie można zrealizować praktycznie cały układ np zasilacza uniwersalnego z pomiarem prądu , napięcia i mocy . A zewnętrzne przetworniki oczywiście są zazwyczaj lepsze i bardziej dokładne , ale niestety część z nich przekracza cenę mikrokontrolera i w wielu zastosowaniach po prostu będzie nie opłacalna i nieuzasadniona ekonomicznie. Poza tym jest jeszcze jeden aspekt zewnętrzny przetwornik wymaga większej liczby wejść mikrokontrolera (magistrala komunikacyjna) dodatkowego miejsca na płytce , a jego odczyt wymaga nieco więcej zasobów i "pracy" ze strony mikrokontrolera .
  • #7
    krzysiek_krm
    Level 39  
    kamyczek wrote:
    zewnętrzny wzmacniacz pomiarowy

    Tak dla upewnienia się, masz na myśli instrumentation amplifier czy po prostu jakiś wzmacniacz w układzie, który coś mierzy ?
  • #8
    CYRUS2
    Level 41  
    Mam na myśli wzmacniacz który wzmocni napięcie na boczniiku z poziomu rzędu 0,1V do poziomu obrabianego przez przetwornik A/D.
  • #9
    kamyczek
    Level 37  
    Sens to ma w przypadku użycia wzmacniacza pomiarowego lub przynajmniej wzmacniacza z wyjściem i wejściem rail to rail. Czym gorsze rozwiązanie tym więcej programu żeby skalibrować ten układ pomiarowy do pożądanej dokładności .. Dlatego aby nie robić sobie kolejnych schodków na drodze do sukcesy warto "dobrze wybrać" mikrokontroler , przetwornik lub gotowy układ do pomiaru prądu. Gotowe rozwiązania są po prostu kalibrowane w trakcie produkcji i w efekcie końcowym nie mamy już do czynienia ze żmudną kalibracją części analogowej , a jedynie skupiamy się na napisaniu procedur odczytu i zapisu.
  • #10
    Urgon
    Level 37  
    AVE...

    Moim zdaniem dobrą opcją byłoby użycie wzmacniacza programowalnego. Dla przykładu MCP6G01 ma trzy wzmocnienia: 1, 10 i 50V/V. Z bocznikiem 0,1Ω pozwoli teoretycznie na pomiar prądu (przy 10-bitowym ADC ze źródłem 4,096V) w zakresie od 800µA do 40A z błędem wzmacniacza 1%. Teoretycznie, bo jeszcze jest problem napięcia niezrównoważenia wejść, które wynosi typowo ±1mV.

    Lepszym byłby MCP6S21, sterowany przez interfejs SPI i oferujący zakres wzmocnienia 1, 2, 4, 5, 8, 10, 16, 32V/V. W praktyce można go traktować jak układ dodający dodatkowe bity rozdzielczości przetwornikowi ADC. Napięcie niezrównoważenia wynosi w najgorszym przypadku ±275µV, więc całkiem nieźle. Błąd wzmocnienia ±1% maksymalnie...

    Opcją drugą jest użyć dowolnego wzmacniacza o dobrych parametrach, a rezystory pętli sprzężenia przełączać przekaźnikami, by zwiększyć zakres pomiaru. Dwa przekaźniki mogłyby dać zakresy 1, 10 i 100V/V albo 10, 100, 1000V/v. Komplikuje to trochę konstrukcję, i wypadałoby użyć precyzyjnych rezystorów albo potencjometrów wieloobrotowych by każdy zakres precyzyjnie doregulować, ale moim zdaniem da to najlepsze rezultaty przy zachowaniu niskich kosztów.

    Opcja trzecia, to akumulowanie wielu pomiarów by zwiększyć rozdzielczość ADC. Atmel miał świetną notę wyjaśniającą ten proces, ale nie pamiętam jej numeru...

    Warto jednak pamiętać, iż ADC i napięcie odniesienia (jeśli jest) w mikrokontrolerze nie oferują ani wielkiej dokładności, ani znakomitych parametrów. Dlatego warto rozważyć zewnętrzny przetwornik ADC typu ΔΣ, na przykład MCP3421 albo MCP3551. Te układy mierzą dużo wolniej, niż typowy ADC, typowo kilka pomiarów na sekundę, ale precyzja pomiaru i liczba bitów to kompensują. Problemem jest to, że bez dobrego napięcia odniesienia i bez kalibracji ta dokładność jest nic nie warta. Bocznik też musi być bardzo precyzyjny. Potrzebne też będą dobre narzędzia kalibracyjne przynajmniej klasę dokładniejsze od układu. Dlatego ta opcja jest raczej dla ludzi budujących coś w stylu biurkowego multimetru czy innego narzędzia laboratoryjnego...
  • #12
    Urgon
    Level 37  
    AVE...

    Tak, dokładnie o tę notę mi chodziło...

    EDIT:
    Znalazłem chyba najlepszy, tani wzmacniacz operacyjny do układów pomiarowych zasilany pojedynczym napięciem: LT1006. Zapewne są jeszcze lepsze układy w rozsądnych cenach, i może ich nawet poszukam, bo problem jest ciekawy...

    Przyszło mi do głowy, iż pomiary niskich prądów zrealizował Dave Jones w przystawce µCurrent, gdzie użył wzmacniacza auto-zero, konkretnie MAX4239, którego napięcie różnicowe wejść wynosi typowo 0,1µV! I to przy cenie porównywalnej z LT1006. W ogóle polecam zapoznać się z tym układem, jego dokładny opis można znaleźć tutaj...
  • #13
    kamyczek
    Level 37  
    Patrząc na źródło napięcia odniesienia i jego tolerancję a M8 zastanawiam się kto to nazwał źródłem ;) . Znamionowo 2,56 V a zakres podany przez producenta od 2,3 do 2,9 czyli jakoś nieskromnie +/-11% . Pozostaje więc kalibracja albo zewnętrzny układ . Tu może okazać się najwygodniejsze źródło o napięciu 2,56 dla 8 bitów lub 1,024 dla 10 bitów . Zasilając atmegę z porządnego stabilizatora może okazać się że dokładniejsze jest zasilanie niż samo źródło. W każdym razie zewnętrzna referencja zdziała cuda w tym przypadku .
  • #14
    radiosimon
    Level 28  
    Zdecydowanie pomiary mogą być mało wiarogodne (silnie zależne od pcb, prowadzenia GND, separacji Vref, itp). Dodatkowym utrudnieniem metody jest pomiar w gałęzi low-side bez łatwego przełączenia na high-side.
    Poleca się scalone przetworniki z czujnikiem Halla, np. rodzina ACS712 (separacja galwaniczna, ac, dc, ac+dc) - co rozwiązuje większość problemów. Tu nie ma co kombinować ;) nie w paśmie ATmega8.
  • #15
    krzysiek_krm
    Level 39  
    Zastanawia mnie dlaczego chcecie wyważać otwarte drzwi, jest cała grupa specjalistycznych układów (CSA) o bardzo dobrych parametrach. Niektóre "w bonusie" mają jeszcze komparator (zwykły albo okienkowy), prosty albo zatrzaskiwany, itp, itd.
  • #16
    Urgon
    Level 37  
    AVE...

    Co do napięcia odniesienia, to można użyć na przykład ADR4540, zwłaszcza z zewnętrznym ADC dwunastobitowym...

    Co do ACS712, to to są układy dobre do dużych prądów, gdy nie zależy nam na dokładności i minimalnym prądem do zmierzenia. Na moje oczko w najlepszym razie da się nimi mierzyć z dokładnością do 100mA po kalibracji. Nie za dobrze...
  • #17
    kamyczek
    Level 37  
    krzysiek_krm wrote:
    Zastanawia mnie dlaczego chcecie wyważać otwarte drzwi,


    Otwarte to może być napisane na wyrost . Przy obecnych problemach produkcyjnych wiele układów występuje tylko na papierze w formie dokumentacji . Za chwilę może być tak że będziemy kombinowali z czego i na czym robić a za mikrokontroler na czarnym rynku zapłacisz kilka stówek . Więc znów zaczyna być aktualne powiedzenie że jak się nie ma tego co się lubi , to się lubi to co się ma ;) .
  • #18
    paluszasty
    Level 25  
    MAX4239 świetny i tani układ, tylko problem z jego dostępnością, szczególnie w obudowie SOT23 jaka jest użyta w uCurrent.

    Ja ze swojej strony jako CSA (Current Sense Amplifier) polecam:
    https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/14901fb.pdf
    który może być stosowany też po wysokiej stronie (High-Side nie wiem jak to ładnie po polsku się nazywa).
    W TME kosztuje ~3zł więcej niż LT1006.

    Ostatnio też rozpracowywałem (i diagnozowałem czemu nie działa) układu gdzie jako CSA zastosowano AD82110 który wydaje się równie ciekawy.
    https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/ad8210.pdf

    Oczywiście takich układów jest ogromna liczba.
  • #19
    acctr
    Level 18  
    Skoro do dyspozycji jest MCU mozna zastosować kilka rezystorów pomiarowych przełączanych MOSFETami, np 0R01, 0R1, 1R. Automatyka przełącza zakresy i w ten sposób można uzyskać dobrą rozdzielczość od 100mA do 10A. Rozwiązanie nie wymaga zewn. układów a daje rozpiętość jaką dawałoby zastosowanie wzmacniaczy 10 i 20dB.
  • #20
    andre65
    Level 13  
    A ja poprosze o zbudowanie takiego systemu, dokonanie pomiarow, przedstawienie wynikow, i dopiero wtedy mozemy zaczac dyskusje...

    Wtedy wszyscy nabiora wlasciwego ogladu sytuacji... Bez tego szkoda nawet zaczynac, a zapewniam, ze bedzie o czym pisac.
    Pozdrowka
    And
  • #21
    acctr
    Level 18  
    andre65 wrote:
    A ja poprosze o zbudowanie takiego systemu, dokonanie pomiarow, przedstawienie wynikow, i dopiero wtedy mozemy zaczac dyskusje...

    Czyli zaprojektować, zbudować, przetestować, pomierzyć i można kontynuować dyskusję? Las rąk chętnych do tego :)
  • #22
    Urgon
    Level 37  
    AVE...

    Ja się podejmę, w zamian za gratyfikację finansową, bo nie mam kasy na części, a i nie mam ani wzorca ani nawet porządnego multimetru...

    @acctr
    MOSFETy się nie nadają, bo mają rezystancję Rdson. To się robi przekaźnikami, i to dobrymi, bo rezystancja styków też ma znaczenie...
  • #23
    krzysiek_krm
    Level 39  
    andre65 wrote:
    A ja poprosze o zbudowanie takiego systemu, dokonanie pomiarow, przedstawienie wynikow, i dopiero wtedy mozemy zaczac dyskusje...

    Chyba nie ma powodu, ludzie coś tam już robili. Ja, na przykład, używałem kilku różnych CSA i dlatego o nich napisałem.
  • #24
    acctr
    Level 18  
    Urgon wrote:
    MOSFETy się nie nadają, bo mają rezystancję Rdson. To się robi przekaźnikami, i to dobrymi, bo rezystancja styków też ma znaczenie...

    Przekaźniki też mają rezystancję styków, wcale nie taką małą w porównaniu z rezystancją otwartego kanału.
    Np ds relpola podają R styków <=0R1, a taki MOSFET N DMG6968U ma Rds 0R029 dla Vgs 2,5V.

    Tak niskie Vgs pozwala umieścić rezystor pomiarowy w źródle tranzystora, przez co Rds zostaje pominięte w pomiarze. Np dla zakresu 1A dajemy 0R1, co przy prądzie 1A spowoduje spadek napięcia 0,1V. To nie będzie problemem, ponieważ do utrzymania tego samego Id będzie potrzeba teraz 2,5V+0,1V a MCU jest zasilany i tak napięciemv5V.
  • #25
    Urgon
    Level 37  
    AVE...

    Omron G9EA-1-B-CA ma opór styków na poziomie 10mΩ maksymalnie, 0,3mΩ typowo. Ale ja bardziej myślałem o zastosowaniu przekaźników w pętli sprzężenia, a nie do przełączania rezystorów pomiarowych. Ponadto w pętli pracują rezystory o wartości dziesiątek, jak nie setek kiloomów, więc nawet 250mΩ rezystancji styków nie będzie mieć znaczenia. Można się pokusić o dwa zakresy rezystorów pomiarowych, jeden dla >1A, drugi dla reszty pomiarów, i wtedy uwzględnić opór styków w kalibracji. To wszystko zależy od tego, jak bardzo szeroki ma być zakres, jak duża dokładność pomiaru i jak duża jego powtarzalność...
  • #26
    stabilizator
    Editor
    kamyczek wrote:
    stabilizator wrote:

    Zewnętrzne ADC z PA np. ADS1015 lub ADS1113 zadziałają znacznie lepiej niż wbudowane ADC, o ile oczywiście jest taka potrzeba.

    Niekoniecznie , bo niektóre mikrokontrolery mają wbudowany wzmacniacz ,który pozwala zastosować bocznik o mniejszej rezystancji . Można również zastosować zewnętrzny wzmacniacz pomiarowy . Wszystko zależy też od zastosowanego źródła napięcia odniesienia , stosując zewnętrzne o niższej wartości możemy zastosować bocznik również o niższej wartości rezystancji . Należy też pamiętać że sprytnie dobierając wartość napięcia odniesienia lub/i rezystora otrzymamy dokładne przełożenie czyli np 1mA , 10mA , 100 mA na krok przetwornika .Dodatkowo w części mikrokontrolerów istnieje możliwość pracy różnicowej a dodając do tego sprzętowe mnożenie można zrealizować praktycznie cały układ np zasilacza uniwersalnego z pomiarem prądu , napięcia i mocy . A zewnętrzne przetworniki oczywiście są zazwyczaj lepsze i bardziej dokładne , ale niestety część z nich przekracza cenę mikrokontrolera i w wielu zastosowaniach po prostu będzie nie opłacalna i nieuzasadniona ekonomicznie. Poza tym jest jeszcze jeden aspekt zewnętrzny przetwornik wymaga większej liczby wejść mikrokontrolera (magistrala komunikacyjna) dodatkowego miejsca na płytce , a jego odczyt wymaga nieco więcej zasobów i "pracy" ze strony mikrokontrolera .


    Dzięki, czy możesz podać przykłady mikrokontrolerów z wbudowanymi PA, oraz jakie polecasz wzmacniacze pomiarowe?

    Natomiast co do "zużycia" liczby wejść to jest to względne,
    zewnętrzny ADC może pracować np. na I2C i mieć 4 wejścia analogowe,
    do tego dochodzi konfiguracja adresu ADC i okazuje się że na 2 przewodowej magistrali pracują 4 DAC mające łącznie 16 wejść "analogowych". Jeżeli czasy są nie krytyczne to na tej samej magistrali będzie działał wyświetlacz OLED i np. jakiś ekspander wejść na I2C albo również DAC. Oczywiście przy szybkich ADC/DAC często jest to szybka magistrala dedykowana tylko dla jednego przetwornika i często obsługiwana przez FPGA zapisujący próbki do pamięci.
  • #27
    PiotrPitucha
    Level 33  
    Witam
    Urgon masz rację, przełączanie rezystorów pomiarowych jest bezsensowne skoro operując wzmocnieniem można przerzucić wszelkie elementy przełączające do elementów o większej rezystancji.
    Jest dość ciekawe rozwiązanie do pomiaru prądów zasilania pokazane przez Microchipa przy wzmacniaczu MCP607 Link
    Wzmacniacz tani bijący o klasę typowe wzmacniacze operacyjne pod względem dryftów ( teraz Microchip podobno robi lepsze ale ten mnie zadawala ).
    Na tej zasadzie zrobiłem kiedyś miernik do 100A w którym użyłem dolnej strony płytki drukowanej jako rezystor, przy tej powierzchni praktycznie się nie grzało przy prądzie ciągłym ponad 50A.
    Pozdrawiam
  • #28
    Urgon
    Level 37  
    AVE...

    Napięcia niezrównoważenia można się pozbyć za pomocą rozwiązania pokazanego poniżej:

    Jak mierzyć prąd za pomocą ATmega8?

    Potencjometr może być cyfrowy, co pozwoli na automatyczne kalibrowanie napięcia niezrównoważenia. Myślę, że najlepszą metodą byłoby ustawienie maksymalnego wzmocnienia gdy rezystor pomiarowy nie jest obciążony i regulowanie potencjometrem aż do uzyskania zera na wyjściu. Konieczne będzie albo kombinowanie tak, by uzyskać pseudo-bipolarne wejście dla ADC, albo użyć czegoś w rodzaju MAX1189 lub AD7366...

    EDIT:
    Zwracam Waszą uwagę w stronę programowalnego wzmacniacza LTC6915, o maksymalnym wzmocnieniu 4096V/V. Napięcie niezrównoważenia na poziomie 10µV I cena u producenta niewygórowana.
  • #29
    Urgon
    Level 37  
    AVE...

    Oto kompleksowe rozwiązanie pomiaru prądu w zakresie od pojedynczych µA do 27A, dwukierunkowego, z możliwością kalibracji offsetu z dokładnością do ułamków µV. Faktyczna granica dolnego zakresu zależy od liczby bitów ADC. Rekomenduję układ MCP3551, 22-bitowy ADC typu ΔΣ. W roli wzmacniaczy MCP6032, sercem zaś jest wspomniany LTC6915. MCP4922 (nie ujęty na schemacie, bo go nie mam w programie) ma napięcie referencyjne podłączone do linii 5V. Kalibracja offsetu polega na ustawieniu jego wartości na 2048, ustawienia wzmocnienia na 4096 dla układu LTC i dokonania pomiary wartości wyjściowej, która powinna wynosić 2,5V. Wartość DAC podnosi się lub obniża aż do osiągnięcia pożądanego wyniku...
    Jak mierzyć prąd za pomocą ATmega8?
  • #30
    Ondo
    Level 8  
    Gadu-gadu padło już sporo słów ale nikt nie podał stosunkowo prostego rozwiązania.

    Pierwotny układ jest kiepskim rozwiązaniem, rezystor musi być spory żeby odłożyło się na nim tyle napięcia żeby kilkunasto-bitowy ADC z rozpiętośćią Vref 3-5V cokolwiek zmierzył. Dodatkowo problem jest pomiar prądu od strony masy, co może być problemem jeśli dla obciążenia masa jest napięcie odniesienia (np dla innych sygnałów).

    Układy na wzmacniaczach pomiarowych są poprawne z punktu widzenia metrologicznego, ale w prostych układach gdzie trzeba zmierzyć czy pobór jest 0mA, 10mA czy 100mA jest to strzelanie z armaty do muchy.

    Są jeszcze gotowe układy INA2xx które to potrafią zmierzyć w jednej kostce i napięcie i prąd i mają magistralę I2C, ale znowu dochodzi kolejny scalak i konstrukcja robi się większa.

    Więc ponawiam pytanie, jak prosto (do 10 elementów) przy pomocy ADC wbudowanego w procesor zmierzyć przybliżony prąd z obciążenia typu mały układ "SLAVE" z wyświetlaczem albo "mały" wentylator, czy "duża" dioda LED.