Pomiar ADC masa cyfrowa i analogowa

Witajcie.
Planuję zrobić sobie miernik do zasilacza na jakimś AVR/PIC. Pomiar napięcia to prosta raczej sprawa dla małych napięć gorzej z prądem. Chciałbym mierzyć prąd na boczniku z pomocą MCP601. Pytanie mam odnośnie łączenia mas. Czy jest konieczne oddzielenie masy cyfrowej od analogowej jeśli miernik jest zasilany z odrębnego uzwojenia i posiada swój zasilacz? Pomiar z bocznik tak naprawdę będzie doprowadzony do płytki miernika dwoma krótkimi przewodami. Bocznik jest na płytce zasilacza. Poniżej jak włączone jest gniazdo pomiarowe z zasilacza.



Zapomniałem dodać że pomiar prądu na minusie zasilacza.

Siemano! Pomiar prądu jest tutaj bardzo prosty mamy rezystor (bocznik) po stronie niskiej czyli podłączamy masę miernika do masy zasilacza poprzez złącze pomiarowe. Dlaczego chcesz stosować taki układ MCP601? Moim zdaniem jest niepotrzebny. Ewentualnie można dać jakiś wzmacniacz do pomiaru prądu. Co to za zasilacz jeśli można wiedzieć?

Zasilacz ETL prezentowany na forum. Konstrukcja forumowego kolegi https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic3424899.html#16995534 Płytkę projektowałem sam dlatego bocznik wstawiłem sobie na na płytkę. Dlaczego taki wzmacniacz. Bo próbowałem kiedyś robić miernik do zasilacza i bez wzmocnienia efekt był niezadowalający. Ostatecznie tego miernika nie wykonałem. MCP601 to wzmacniacz rail to rail dlatego nie musiałem robić symetrycznego zasilania dla WO.

Symetryczne zasilanie sporo by uprościło, nawet z pojedynczego uzwojenia da się zrobić symetryczne zasilanie. Wtedy można jakiś tani wzmacniacz dać. W cenie tego wzmacniacza MCP można było dostać ADC 18 bitowe MCP3421, które przyjmowało nawet ujemne napięcie w pewnym zakresie. Ale można też skorzystać z pojedynczego napięcia, minus do gnd miernika mierzymy napięcie na boczniku oraz na dzielniku napięcia i programowo wyliczamy napięcie zasilania.

MCP mam z sampli zresztą patrzyłem cena nie jest jakaś kosmiczna. Pomiar napięcia przez dzielnik zrobię. Port zabezpiecze zenerka. Zastanawiała mnie tylko ta masa. Nie chciał bym zaprojektować płytki wytrawić i robić z tego powodu od nowa.

Dodano po 5 [minuty]:

Ujemne napięcie można by uzyskać na bodajże ICL7660 z tego co pamiętam kiedyś tak robiłem do jakiegoś wyświetlacza bo był z odzysku i nie działał prawidłowo.

Możesz wyjaśnić oco chodzi z tą masą? Czy chodzi ci o masę na płytce miernika? To tylko przez masę analogową nie powinny płynąć duże prądu czy też nie powinno być ścieżek równolegle o dużej częstotliwości. Wyślij mi schemat i pcb jak zrobisz to zerknę. NA jakie parametry robisz zasilacz napięcie prąd? Jaki wyświetlacz zastosowałeś?

Teraz mi namieszales z tym przetwornikiem. Mam chyba MCP3421 tylko musiałbym sprawdzić jak on się komunikuje z mikrokontrolerem (I2C czy śpi) no i czy potrafiłbym program do obsługi napisać. Jestem bardzo mało zaawansowanym użytkownikiem. Po prostu lubię sobie czasem podłubać 😁

Dodano po 6 [minuty]:

Ok narysuje schemat to podeślę bo płytki robię na piechotę w sprint layout i nie zawsze rysuje schemat. Zasilacz max 2A, 20 max 25V. Dwa takie moduły w jednej obudowie. Do tego mam zrobiona płytkę zabezpieczenia termicznego, regulacji wentylatorów i soft startu transformatora. Do zasilacza dołożyłem przełącznik uzwojeń, przekaźnik odłączający wyjście z poziomu panelu sterującego i przełącznik rezystora pomiarowego w zależności od ustawionego produ. Wyświetlacz 128x64 COG bo łatwo nim sterować i jest tani

MCP ma wbudowany wzmacniacz z regulowanym wzmocnieniem oraz ma wejścia różnicowe, komunikacja I2C. Co do wzmacniaczy to można sobie posymulować w programie LTspice mniejsze ryzyko, że coś nie będzie działać.

Dodano po 6 [minuty]:

Zabezpieczenie termiczne, wentylatory jak i miernik to w sumie jeden mikrokontroler mógłby robić.

Dodano po 3 [minuty]:

Co do rezystora pomiarowego to około 0,3R starczy na 2A nie trzeba go też przełączać jest to zbędna komplikacja. Rezystor np. cementowy 5W 0,3R

Tak ale chciałem zrobić to modułowo. Bez miernika też można używać. Zależało mi żeby zasilacz bym z elementów dostępnych w pierwszym lepszym sklepie.
Rezystor pomiarowy jest na potrzeby "wewnętrzne" zasilacza i regulacji nie bierze udziału w pomiarze. Jego zastosowanie wynikało z opisu modyfikacji zaproponowanej przez autora jednemu z użytkowników zasilacza więc skorzystałem.



Zasilacz jeszcze bez przełącznika uzwojeń. Przełącznik prosty na podwójnym komparatorze na płytce zasilacza.

Super prototyp, tylko żelazko Mamie oddaj a tak zapytam co chcesz zasilać tym zasilaczem czy jakąś konkretną rzecz?

Nic konkretnego zwykły zasilacz warsztatowy. Żelazkiem nie zrobiłem żadnej płytki może inaczej żadnej która nadawałaby się do zrobienia z niej czegokolwiek. Mam laminator w którym zmodyfikowałem termostat. Mogę robić nawet płytki w formacie prawie A4

Aha no tak można też laminatorem, ja żelazkiem zawsze robiłem. A to mój co prawda tylko schemat a zasilacz na LM317 - symetryczny prototypu jeszcze nie ma, bez regulacji prądu do zasilania Opampów. 3 napięcia wyjściowe.

Zasilacz zawsze się przyda. Też myślałem o takim na LM317 spokojnie by starczyło ale lubię robić płytki lepsze to niż puzzle. Im więcej elementów tym więcej frajdy. Tylko w tym eagle to bym nic chyba nie zrobił sensownego

Eagle jest fajny tylko trzeba starszą wersję pobrać bo te nowe to lipa ale zawsze możesz robić w czym umiesz. Tu klon zasilacza z chin DC DC 16.5V out i jakieś 3..5A prototypu narazie nie ma.

Fajnie wyglada. Widać że płytka przemyslana. Ja się jakoś w smd średnio odnajduję. Trochę za małe na moje oczy. Max co ogarnę to rozmiar 1206

Dodano po 1 [godziny] 59 [minuty]:

A w tym symetrycznym nie myślałeś zrobić wspólnego potencjometru? Tak musisz osobno ustawiać dla dodatniego i ujemnego napięcia. Biorą pod uwagę że to ma być symetryczne to upierdliwie kręcić na 2 gałki.
Ja kombinuję jak zrobić żeby można regulować dokładnie i zgrubnie za pośrednictwem jednego potencjometru i np przycisku. Czyli no do 10V mieć dokładniejsza regulacje a powyżej to tak naprawdę co 0,5V byłaby wystarczająca. Myślę o jakimś przekaźniku lub nawet 2 i dołączane za pomocą nich rezystory ale nie wiem czy to dobry pomysł

Wiesz co z tym potencjometrem to tak to właśnie działa tylko, że tam są 3 napięcia wyjściowe symetryczne są regulowane jednym potencjometrem a jeszcze jest wyjście do 5V regulowane drugim potencjometrem. Dlatego są dwa potencjometry. Całość zasilana jest małym transformatorem toroidalnym ten okrąg na schemacie. Co do regulacji napięcia generalnie przekaźniki to niedobry pomysł poza może jakimiś tam szczególnymi przypadkami. Ja dałbym albo dwa potencjometry albo jeden wieloobrotowy a jest i trzecia opcja sterowanie cyfrowe z DAC i enkoder tam można kręcić do woli i nie ma szumów. Raczej budowałbym zasilacz jeden do konkretnego zasilania a nie jeden do wszystkiego - to trochę upraszcza sprawę. Jak potrzebujesz 10V precyzyjne to może lepiej zbudować zasilacz na 6..12V albo dwa i łączyć je szeregowo. No i najważniejsze to żeby wiedzieć jak ten budowany zasilacz działa, można zrobić symulacje i tak dalej. Tu masz schemat symetrycznego zasilacza do wzmacniaczy operacyjnych.

Czarek O. wrote:

Czy jest konieczne oddzielenie masy cyfrowej od analogowej jeśli miernik jest zasilany z odrębnego uzwojenia i posiada swój zasilacz?

Masy nigdy nie rozdziela się całkowicie, co najwyżej dzieli na obszary połączone pod ADC.

Myślałem na regulacją za pomocą enkodera a do tego jakiś potrnciometr cyfrowy. Trwałe rozwiązanie by to było. Jakby dać enkodera z przyciskiem to po ustawieniu zgrubnym można by wcisnąć gałkę i dostroić precyzyjnie to już byłaby tylko kwestia programowa. Chyba tak zrobię tylko jakiś sensowny potrnciometr trzeba by znaleźć.

Co do mas to wiem że trzeba połączyć ale nie mam żadnego doświadczenia w tym temacie i zastanawiałem się jak ogarnąć ścieżki na płytce żeby było ok. Wiem że najlepiej połączyć w jednym punkcie masę pomiarowa z masą miernika ale przestrzennie to tego nie widzę jak na razie 😉

Czarek O. wrote:

Chyba tak zrobię tylko jakiś sensowny potrnciometr trzeba by znaleźć.

Trzeba uważać żeby napięcia na potencjometrze cyfrowym nie przekraczały jego napięć zasilania. Z tego powodu wiele stabilizatorów nie da się wykorzystać z potencjometrem cyfrowym (np LM317 przy szerokim zakresie napięć)

No właśnie tak patrzę że większość max 5V. ZnalazłemAD5290 nadawałby sie raczej tylko cena nieakceptowalna.
Po głowie chodzi mi jeszcze zastosowanie znacznie tańszego MCP41xx i za tym wzmacniacz operacyjny ale to musiał bym najlepiej na płytce złożyć i testowo podłączyć po prototyp zasilacza który złożyłem i po prostu sprawdzić. To jedyne rozwiązanie sensowne.

Zasilacz ETL jest sterowany napięciem, więc nawet nie potrzeba potencjometru cyfrowego, może być przetwornik C/A.
Napięcie sterujące jest 0-12,2V, można to rozwiązać na dwa sposoby, wzmocnić sygnał z C/A albo powiększyć stopień podziału dzielnika R23/R24

Dziękuję bardzo. To bardzo pomocna informacja. Tak naprawdę ten MCP według noty katalogowej toleruje napięcia do 12,5V więc spróbuje na nim bo mam jeden. Jak nie to kupie jakiś przetwornik.

jarek_lnx wrote:

Czarek O. wrote:

Chyba tak zrobię tylko jakiś sensowny potrnciometr trzeba by znaleźć.

Trzeba uważać żeby napięcia na potencjometrze cyfrowym nie przekraczały jego napięć zasilania. Z tego powodu wiele stabilizatorów nie da się wykorzystać z potencjometrem cyfrowym (np LM317 przy szerokim zakresie napięć)

Z tego co pamiętam, to mozna to obejsc, przez obnizenie napięcia na wejsciu potencjometru cyfrowego, a po regulacji go wzmocnić. Wtedy da się obejśc to ograniczenie napięcia.

Czarek O. wrote:

Tak naprawdę ten MCP według noty katalogowej toleruje napięcia do 12,5V

Który MCP i co to znaczy toleruje? Chyba nie masz na myśli Absolute maximum rating?

Ja bym wolał zmienić rezystor.

Dodano po 7 [minuty]:

maciek.mr wrote:

Z tego co pamiętam, to mozna to obejsc, przez obnizenie napięcia na wejsciu potencjometru cyfrowego, a po regulacji go wzmocnić. Wtedy da się obejśc to ograniczenie napięcia.

W standardowej aplikacji LM317 jest źródłem prądowym które wymusza napięcie proporcjonalne do rezystancji na nóżce Adj. Można na Adj podać napięcie ze wzmacniacza.

Masz rację już się ucieszyłem bo na jakiejś stronie znalazłem ale po pobraniu noty katalogowej czar prysł. Max napięcie równe napięciu zasilania. Czyli zmienię rezystory i kupie jakiś przetwornik CA na spi czy i2c. Jak nie wypali to zostanie zwykły potrnciometr.

Dodatkowe pytanie czy do ATmega dać zewnętrzne napięcie odniesienia np na TL431 czy zostawić to wewnętrzne?
Mam też jakiegoś pica18F2550 który mi został po klonie pickita ale na AVR łatwiej znaleźć kogoś kto podpowie jakbym sobie nie poradził z obsługą a tak pewnie się stanie.

Czarek O. wrote:

Czyli zmienię rezystory i kupie jakiś przetwornik CA na spi czy i2c. Jak nie wypali to zostanie zwykły potrnciometr.

Oczywiście potencjometru cyfrowego też możesz użyć jako DAC dzieląc napięcie odniesienia. Potencjometry cyfrowe zazwyczaj mają gorsze rozdzielczości niż DAC-e, ale nikt nie broni ci użyć jak masz.

Czarek O. wrote:

Dodatkowe pytanie czy do ATmega dać zewnętrzne napięcie odniesienia np na TL431 czy zostawić to wewnętrzne?

Z pamięci nie podam parametrów, trzeba by porównać w dokumentacji.

Ok to zrobię miejsce na zewnętrzne na płytce i goldpin do wyboru zewnętrzne/wewnętrzne. Jakby się okazało że wewnętrzne jest mało dokładne.

Oj przetwornik cyfrowo analogowy można zrobić filtrując PWM mikrokontrolera nie trzeba żadnego układu dedykowanego - działa bardzo dobrze. Albo można zrobić drabinkę rezystorową opartą na R-2R takie rozwiązanie ma zasilacz Korad. Z tego co pamiętam na ATmedze pomiary ADC skakały jak pchły trzeba je dobrze obrobić.

Sprawdziłem jak działa taka drabinka i co to jest. Używając do tego rejestrów przesuwnych to nawet wiele wyprowadzeń nie potrzeba w sumie tyle co do gotowego przetwornika z spi. Tylko jak policzę rezystory w miarę dokładne to ciekawe jakby chciał uzyskać 12 no może wykorzystując całe dwa przerzutniki 74595 16 bit czy taniej nie wyjdzie kupno gotowego przetwornika.
Wyniki skaczą trzeba kombinować z ustabilizowaniem. Walczyłem z tym jak próbowałem zrobić wcześniejszy miernik. Ogarnąłem to z grubsza programowo uśredniając wyniki z kilku pomiarów.

Czarek O. wrote:

Tylko jak policzę rezystory w miarę dokładne to ciekawe jakby chciał uzyskać 12 no może wykorzystując całe dwa przerzutniki 74595 16 bit czy taniej nie wyjdzie kupno gotowego przetwornika.

Rezystory muszą być dokładne, jeśli przetwornik ma mieć prawdziwe 12bit, to stan znaczy że dla stanu 0x7FF ma dać napięcie o 0,024% zakresu niższe niż dla stanu 0x800, no i nie chodzi tylko o dokładność rezystorów, bo rezystor jest połączony z rezystancją wyjściową scalaka. 8bit miało by jeszcze sens, ale więcej to już będzie męczarnia.