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

Przetwornik ADC Atmegi a pomiar napięć -5V ... +5V

08 Lut 2007 17:36 10347 43
  • Poziom 36  
    Witam.

    W ostatniej chwili mocno skomplikował mi się projekt urządzenia, nad którym pracuję, ponieważ otrzymałem dodtkowe założenie od prowadzącgo. Byłem przygotowany do pomiaru napięć 0V...5V i taki też system zbudowałem, kiedy nagle okazało się, że żądany przedział napięć pomiarowych to -5V ... +5V, a więc mam problem z mikrokontrolerem Atmega16 przygotowanym do dokonywania pomiarów napięć dodatnich, a okazało się, że muszę przygotować system do mierzenia napięć nie tylko zmiennych 0V ... 5V, ale i przemiennych -5V ... 0V ... +5V.

    Poradźcie mi coś rozsądnego. Czekam na wszystkie pomysły!
  • Pomocny post
    Poziom 27  
    Zastosuj wzmacniacz operacyjny zasilany symetrycznym napięciem najlepiej o parametrach rail-to-rail bo wówczas będziesz go mógł zasilac napięciem -5V i +5V.
    Dobierz wzmocnienie równe 0.5 .
    Wówczas dla napięcia na wejsciu -5V na wyjsciu bedziesz miał 0V, dla zera bedziesz miał 2.5V, a dla 5V na będziesz miał 5V na wyjsciu . W programie na uC dla 10 bitowego ADC wartości od 0 - 512 to napięcie ujemne a powyżej 512 -dodatnie.
    Taki pomysł szybko z głowy... ale chyba idea poprawna :)
  • Poziom 36  
    To jedno z ciekawszych, jak mi się wydaje, rozwiązań.

    Biorąc jednak pod uwagę, że analogowych linii wejściowych ma być 8, będę musiał zastosować 8 takich samych wzmacniaczy operacyjnych w tych samych konfiguracjach. Sytuacja jest o tyle nieciekawa, że przetwornik ADC zawarty w strukturze mikrokontrolera jest tylko jeden, i jest on multipleksowany pomiędzy osiem linii wejściowych. Sytuacją idealną byłoby, gdyby taki wzmiacniacz operacyjny zawarto w strukturze mikrokontrolera, a sygnał był multipleksowany jeszcze przed nim. Niestety tak nie jest.

    Dodatkowo, wzmacniacz operacyjny w torze wejściowym jest elementem, który może wprowadzać szumy, zakłócenia, a ponadto zastowowane elementy konfigurujące wzmacniacz operacyjny trudno będzie dobrać w taki sposób by "dopasowania" wszystkich ośmiu torów były identyczne.

    Rozważam więc inne możliwości, np.

    - osiem zewnętrznych przetworników ADC przystosowanych do pomiaru napięć przemiennych (istnieją takie?) komunikujących się po magistrali i2c

    - jeden zewnętrzny przetwornik ADC przystosowany do pomiaru napięć przemiennych (istnieje taki?) komunikujący się po magistrali i2c, w połączeniu z dodatkowym multiplekserem wejść analogowych

    Mam jeszcze jakieś inne możliwości?
  • Pomocny post
    Poziom 33  
    Cytat:
    jeden zewnętrzny przetwornik ADC przystosowany do pomiaru napięć przemiennych

    AD7890 - 8wejść +-10V. Nie jest to I2C ale dane są przesyłane szeregowo.
  • Poziom 36  
    markosik20 napisał:
    Cytat:
    jeden zewnętrzny przetwornik ADC przystosowany do pomiaru napięć przemiennych

    AD7890 - 8wejść +-10V. Nie jest to I2C ale dane są przesyłane szeregowo.


    A może jednak coś na i2c albo 1wire by sie znalazło, w dodatku łatwo dostępnego w polskiech sklepach? Protokół i2c, czy 1wire można obsłużyć od zaraz, a nad nowinkami trzeba będzie przysiąść dłuuuuugimi godzinami...
  • Poziom 27  
    ele mid napisał:
    markosik20 napisał:
    Cytat:
    jeden zewnętrzny przetwornik ADC przystosowany do pomiaru napięć przemiennych

    AD7890 - 8wejść +-10V. Nie jest to I2C ale dane są przesyłane szeregowo.


    A może jednak coś na i2c albo 1wire by sie znalazło, w dodatku łatwo dostępnego w polskiech sklepach? Protokół i2c, czy 1wire można obsłużyć od zaraz, a nad nowinkami trzeba będzie przysiąść dłuuuuugimi godzinami...


    eetam pewnie dane sa przesyłane przez SPI- jest to jeszcze latwiejszy spsób komunikacji niz I2C. Sporobj, nie bój się nowych rozwiazan :)
  • Poziom 31  
    Witam

    Koncepcja ze wzmacniaczem operacyjnym i przesunięciem offsetu jest moim zdaniem jak najbardziej słuszna. Co do ilości wejść to sprawa wydaje się dość prosta. Zanim napięcie trafi na przetwornik a właściwie wejście układu przesuwającego zero dajesz go na multiplexer/demultiplexer CD4051. Masz 8 wejść a do sterowania trzeba 3 linii do bezpośredniego zaadresowania.
    Koszt tego rozwiązania ze wzmacniaczem opercyjnym nie przekroczy 3-4zł

    --
    pozdrawiam
  • Poziom 36  
    adamusx napisał:
    eetam pewnie dane sa przesyłane przez SPI- jest to jeszcze latwiejszy spsób komunikacji niz I2C. Sporobj, nie bój się nowych rozwiazan :)


    Nie, no, nie przeczę, jeśli ktoś dysponuje wystarczającym czasem, który mógłby poświęcić na analizowanie wykresów czasowych i programowe tworzenie oryginalnej magistrali (albo chociaż takiej, której sam nie zna) to jest ok. Jednak są takie sytuacje, kiedy człowiek zaczyna wieść dorosł i coraz bardziej odpowiedzialne życie. Staje się coraz bardziej zajęty, rzecz jasna, nie głupotami - wtedy wszystko zaczyna wyglądać nieco inaczej.

    cyberdar napisał:
    Co do ilości wejść to sprawa wydaje się dość prosta. Zanim napięcie trafi na przetwornik a właściwie wejście układu przesuwającego zero dajesz go na multiplexer/demultiplexer CD4051.

    Zanim zabiorę się za wczytywanie w notę CD4051, mam szybkie pytano, do kogoś, kto, jak myślę, pracował już z tymi kostkami - jak wygląda sprawa strat przy przejściu przez ten multiplekser?
  • Poziom 31  
    Witam

    Co do CD4051 to są to klucze elektroniczne i można uznać, że są bezstratne. Rezystancja włączonego klucza wynosi około 470Ω przy zasilaniu 5V. Więc niezbyt dużo. Przy niemalże zerowym prądzie spadek napięcia można pominąć. W razie czego można programowo skompensować.

    Nota układu tutaj: http://www.elenota.pl/pdf/Texas_Instruments/schs047d.pdf

    --
    pozdrawiam
  • Poziom 36  
    adamusx napisał:
    Zastosuj wzmacniacz operacyjny zasilany symetrycznym napięciem najlepiej o parametrach rail-to-rail bo wówczas będziesz go mógł zasilac napięciem -5V i +5V.
    Dobierz wzmocnienie równe 0.5 .
    Wówczas dla napięcia na wejsciu -5V na wyjsciu bedziesz miał 0V, dla zera bedziesz miał 2.5V, a dla 5V na będziesz miał 5V na wyjsciu . W programie na uC dla 10 bitowego ADC wartości od 0 - 512 to napięcie ujemne a powyżej 512 -dodatnie.

    W mojej u-kontrolerowej praktyce nie spotkałem się wcześniej z koniecznością wykorzystywania w swoich projektach wzmacniaczy operacyjnych, i poza strzępami uczelnianej teorii niewiele mi teraz zostało merytorycznego zaplecza. Prosiłbym o podpowiedź konkretnego, popularnego (a więc łatwo dostępnego w sklepach) wzmacniacza - scalaka, który spełni wyżej opisane zadanie, a ja się zgłoszę, gdybym ewentualnie napotkał problemy z jego ostateczną konfiguracją.

    Pozdrawiam!
  • Poziom 13  
    Witam
    Jeżeli zasilanie -6V do +6V nie jest dla Ciebie problemem (a podejrzewam, że nie, bo i tak zmieniasz je z "pojedynczego" na symetryczne :) ), to rozważ na przykład LM358. Nie do końca jest to "rail-to-rail" :) , ale stosując takie zasilanie możesz "odsunąć się" od napięcia zasilania. Musisz sprawdzić w nocie katalogowej, ale LM358 jest "bliski rail-to-rail" i -6V do +6v pozwoli na wykorzystanie go w twoim układzie. O ile pozostałe parametry będą dla Ciebie satysfakcjonujące.
    Pozdrawiam
    Sanwa
  • Poziom 36  
    sanwa napisał:
    Witam
    Jeżeli zasilanie -6V do +6V nie jest dla Ciebie problemem (a podejrzewam, że nie, bo i tak zmieniasz je z "pojedynczego" na symetryczne :) ), to rozważ na przykład LM358. Nie do końca jest to "rail-to-rail" :) , ale stosując takie zasilanie możesz "odsunąć się" od napięcia zasilania. Musisz sprawdzić w nocie katalogowej, ale LM358 jest "bliski rail-to-rail" i -6V do +6v pozwoli na wykorzystanie go w twoim układzie. O ile pozostałe parametry będą dla Ciebie satysfakcjonujące.

    Koncepcja ciekawa, niemniej wolałbym rzeczywiście rail-to-rail, -5v do +5v, choćby ze względu na łatwą koncepcję konwersji ze współczynnikiem 0.5 dla tego zakresu, i możliwość zrezygnowania z jednego stabilizatora napięcia dodatniego.

    Czy ktoś zna popularną i łatwo dostępną kostkę, która spełni pożądane warunki?
  • Poziom 13  
    Witam
    Mógłbyś wyjaśnić dlaczego zależy Ci na "rail-to-rail", jeżeli jednocześnie szukasz popularnego i taniego układu.
    Zastosowanie wzmacniacza "rail-to-rail" w żaden sposób nie pozwoli Ci na rezygnację z jednego stabilizatora napięcia dodatniego.Pozwoli to na zastosowanie pary stabilizatorów 7805 i 7905 zamiast pary stabilizatorów 7806 i 7906 (chociaż właściwie, to LM358 pozwala na użycie pary stabilizatorów 7806 i 7905 :) ). Wzmacniacz "rail-to-rail" pozwala na "dojście" z napięciami wejściowymi i wyjściowymi do napięć zasilających. Tak mniej więcej oznacza to na przykład, że przy zasilaniu -5V do 5V i konfiguracji jako wtórnik napięciowy (skonfigurowany jednostkowy współczynnik wzmocnienia) możesz podać sygnał o poziomie -5V lub 5V i na wyjściu otrzymasz sygnały napięciowe -5V i 5V.
    Współczynnik konwersji w żaden sposób nie zmieni się przy zastosowaniu LM358, czy wzmacniacza "rail-to-rail". Użycie "szerszego" zakresu napięć zasilających pozwala Ci na użycie tańszej kostki i nie powoduje jej pracy w "granicznym obszarze". Reszta cech układu nie zmienia się.
    Podsumowując, wydaje mi się, że taki układ ma naprawdę znaczące zalety :).
    Pozdrawiam
    Sanwa
  • Poziom 10  
    Witam
    Można ten problem rozwiązać bez stosowania wzmacniacza operacyjnego.Wystarczy wykorzystać dzielnik napięciowy i źródło referencyjne którym przesunie się offset.Dzilnik napięciowy podzieli ci napięcie przez 2 a źróło referencyje napięciowe +2,5V przesunie poziom zera.Dalej to juz jest kwestia przeliczenia przez uP na rzeczywiste wartości napięć.
    W zależności od tego co dany układ ma robić tzn czy to jest urządzenie pomiarowe i jaka ma być jego dokładność trzeba zastosować odpowiednie elementy.Aby uzyskoać duża dokłądność trzeba zastosować źróło ref o dużej stabilnośći a zamiast rezystowów wykorzystać scalony dzielnik który równo podzieli napięcia.
  • Poziom 27  
    Witam
    Nie do konca rozumiem co Twoje urzadzenie ma za zadanie robic, lecz sposob powyzej opisany jest bardzo doba metoda a do tego prosta, jesli natomiast chcesz zwiekszyc rozdzielczosc pomiaru o kolejny bit to zawsze mozesz uzyc Vref 5V i wyprostowac napiecie przemienne (aczkolwiek termin : "napiecie przemienne -5V ... 0V ... +5V" jakos do mnie nie dociera, rozumiem ze chodzi Ci o pomiar nap. przemiennego do 5V peak to peak)
    Jesli natomiast chodzi o stabilizatory to wcale nie sa potrzebne dwa. Wystarczy ten na napiecie dodatnie plus przetwornica zrobiona ze sprzetowego PWMa). Napisz jaka rozdzielczosc pomiarowa jest Ci wystarczajaca i jaki czas pomiaru Cie zadowoli.
  • Poziom 36  
    Sanwa, dziękuję za pomoc, i wyjaśnienie, jak widać, wzmacniacze operacyjne nie są moją najmocniejszą stroną :)

    pawewlS_21 napisał:
    Można ten problem rozwiązać bez stosowania wzmacniacza operacyjnego.Wystarczy wykorzystać dzielnik napięciowy i źródło referencyjne którym przesunie się offset.Dzilnik napięciowy podzieli ci napięcie przez 2 a źróło referencyje napięciowe +2,5V przesunie poziom zera.Dalej to juz jest kwestia przeliczenia przez uP na rzeczywiste wartości napięć.

    Nie jestem pewien, w jaki sposób powinienem przełożyć to, o czym piszesz na sytuację, w której u-kontroler zasilany jest napięciem niesymetrycznym +5V, a ja muszę w jednej chwili zmierzyć dowolne napięcie, z przedziału od -5V do +5V, czyli np. chcę zmierzyć napięcie -3V podane na zasiski pomiarowe. Wrzucisz dzielnik napięciowy do zacisków pomiarowych, i podzielisz napięcie w stosunku 1:2. Ok. To teraz mamy, przykładowo, dla +5V -> napięcie 2,5V, dla -5V -> -2,5V. W dalszym ciągu mamy do czynienia z napięciami ujemnymi, których u-kontroler nie obsługuje.

    Chyba, że pomiar przeprowadzić na dwóch etapach, najpierw pomiar wartości bezwzględnej, a nastpnie pomiar znaku (biegunowości). Ale prostowanie w tym celu sygnału na diodach (elementach nieliniowych, i z pewnym minimalnych progiem przewodzenia) jest absurdem.

    Odpowiednio skonfigurowany wzmacniacz operacyjny rozwiązuje tą sprawę, ponieważ zasilany napięciem symetrycznym, rzeczywiście, na dowolną zmianę napięć z zakresu od -5V do 5V może powodować odpowiednie zmiany napięć w przedziale, od 0V do 5V, a więc zupełnie czytelne dla mikrokontrolera.

    PS. Ch.M. czym ty chcesz w sposób prawie idealny robić wartość bezwzględną z napięcia przemiennego, bo chyba nie diodami?

    PS. 2. Z tego, co mi wiadomo, napięcie zmienne, to takie, które przyjmuje dowolne wartości, lecz zachowuje jednakową biegunowość (a więc zmienia się w przedziale wartości dodatnich), a napięcie przemienne przyjmuje dowolne wartości, tak dodatnie, jak i ujemne. I z takim właśnie napięciem mamy do czynienia w przedziale -5V ... + 5V.
  • Poziom 14  
    ele mid,

    koncepcja jaką podał adamusx w drugim poście jest prosta i chyba najlepsza. O ile podana przez niego aplikacja wzmacniacza operacyjnego jest poprawna (nie potrafię tego z całąpewnością stwierdzić), to będzie to najprostsze i najtańsze wyjście z Twojej sytuacji. 8 takich układów to tylko 2 kości z poczwórnym wzmacniaczem i 16 rezystorów. Koszt poniżej 10 zł. może warto to rozpatrzyć.
  • Poziom 16  
    To prawdopodobnie będzie odpowiedź na wszystkie twoje pytania.

    http://www.circuitcellar.com/avr2004/DA3780.html

    Dzięki że podniosłeś ten temat . Od dłuższego czasu nurtuje mnie ten problem.
    A mianowicie szybkość przetwarzania , producent podaje max 75ksps przy 10 bitach . Natomiast wyższe szybkości powodują ograniczenie ilości bitów.
    Jest to związane z opornością klucza układu PP . Natomiast stosując na wejściu ADC wtórnik napięciowy . Pozwoli on na redukcję błędu pomiaru przy dużych szybkościach. Następnym pomysłem jest wykorzystanie kluczy portów z wyłączonym pull-up aby utworzyć drabinkowy dzielnik napięcia, pozwalający na zmianę zakresu.
    Odrębną sprawą jest możliwość wykorzystania w/w układu do pomiarów napięć zmiennych , po zaimplementowaniu odpowiedniej procedury obliczeniowej. A co za ty idzie przy wykorzystaniu drugiego ADC do pomiaru prądu , możliwość stworzenia miernika mocy AC/DC .

    Pamiętać trzeba o jednym wewnętrznego napięcie odniesienia nie jest powtarzalne . Dobrym rozwiązaniem był by kalibrator , pozwalający na zapis w eepromie danych po kalibracji.

    Niestety mimo wielu starań nie jestem wstanie opanować sztuki pisania programów. Natomiast analiza (disasemblacja, symulacja) innych pomysłów (naprawa) wychodzi mi bardzo dobrze.

    MIŁEJ ZABAWY. [/img]
  • Poziom 36  
    Adamelek napisał:
    koncepcja jaką podał adamusx w drugim poście jest prosta i chyba najlepsza. O ile podana przez niego aplikacja wzmacniacza operacyjnego jest poprawna (nie potrafię tego z całąpewnością stwierdzić), to będzie to najprostsze i najtańsze wyjście z Twojej sytuacji.


    Oczywiście przy tej opcji mam zamiar pozostać. W tej chwili jestem na etapie doboru kości wzmacniacza, i obliczenia dyskretnych elementów konfigurujących. Będzie jeden wzmacniacz operacyjny multipleksowany za pomocą kluczy analogowych na jedno wejście ADC u-kontrolera Atmega16, mikrokontroler odpowiednio przeliczy napięcia.


    elektron1 napisał:
    To prawdopodobnie będzie odpowiedź na wszystkie twoje pytania.

    http://www.circuitcellar.com/avr2004/DA3780.html

    Ciekawe tylko, że na tamtym schemacie bezpośrednio do ADC mikrokontrolera jest podawane +/- 50V 8-O
  • Poziom 10  
    ele mid napisał:
    Cytat:
    Wrzucisz dzielnik napięciowy do zacisków pomiarowych, i podzielisz napięcie w stosunku 1:2. Ok. To teraz mamy, przykładowo, dla +5V -> napięcie 2,5V, dla -5V -> -2,5V. W dalszym ciągu mamy do czynienia z napięciami ujemnymi, których u-kontroler nie obsługuje.

    Nie przeczytałeś uważnie tego co napisałem w poprzednim postcie.Zgadza się dzielnik napieciowy podzieli napięcia na połowę ale jeszcze jest źródło referencyjne +2,5V które przesunie ci poziom masy czyli -2,5V będzie pszesunięte na 0V, OV przesunietę zostanie na +2,5V a +2,5V na +5. Czyli wszystko mieści się w zakresie od 0 do +5V i może zostać przetworzone przez A/C uP(ATmega).
    W taki sposób można dość dokładnie podzielić i przesunąć napięcia (stosując oczywiście odpowiednie elementy-scalony dzielnik napiecia o dokładności 0,035% np. MAX5491LA01000 i źródło ref. o dokładności +/-0,02% np.MAX6325) ale też nie wiedze takiej potrzeby.Dlaczego? Co z tego, że podzielisz i przesuniesz napięcia bardzo dokładnie jak stosujesz wewnętrzny przetwornik A/C Atmegi, który nie jest zbyt dokładny i stabilny.Wiec jak chcesz jednak wykorzystywać wew. A/C a zamianę napieć -5V÷+5V na 0V÷+5V zrobisz w taki sposób co zaproponowalem to możesz smiało użyć zwykłych rezystorów weglowych o tolerancji 1% i jakiegoś źródła ref +2,5V i bedzie ok.
  • Poziom 36  
    pawewlS_21 napisał:
    Zgadza się dzielnik napieciowy podzieli napięcia na połowę ale jeszcze jest źródło referencyjne +2,5V które przesunie ci poziom masy czyli -2,5V będzie pszesunięte na 0V, OV przesunietę zostanie na +2,5V a +2,5V na +5. Czyli wszystko mieści się w zakresie od 0 do +5V i może zostać przetworzone przez A/C uP(ATmega).

    No tak, nie zrozumiałem w pierwszej chwili :-)

    Więc teraz mamy coś takiego:

    Przetwornik ADC Atmegi a pomiar napięć -5V ... +5V

    Proste, logiczne, bez problemów i konfigurowania dodatkowych wzmacniaczy operacyjnych! Dzięki serdeczne!

    Aha, jak się takie źródełko referencyjne fachowo nazywa (o jakiego typu scalak pytać w sklepie?) Ewentualnie niech ktoś podpowie mi coś popularnego na 2,5V.
  • Poziom 36  
    Cytat:

    http://www.circuitcellar.com/avr2004/DA3780.html

    Ciekawe tylko, że na tamtym schemacie bezpośrednio do ADC mikrokontrolera jest podawane +/- 50V
    nie bezpośrednio, ale przez dzielnik ograniczający i przesuwający poziom

    pięciowoltowa (pomiar +/-5V) wersja tego rozwiązania znajduje się tu:

    https://www.elektroda.pl/rtvforum/viewtopic.php?p=2871983&highlight=#2871983

    Przy małych wartościach rezystancji można pominąć oporność wejściową przetwornika, idąc opornikami w górę trzeba wprowadzić korektę (przeskalować rezystory-potencjometry albo skalować wynik programowo).
  • Poziom 36  
    marek_Łódź napisał:
    pięciowoltowa (pomiar +/-5V) wersja tego rozwiązania znajduje się tu:

    https://www.elektroda.pl/rtvforum/viewtopic.php?p=2871983&highlight=#2871983

    Przy małych wartościach rezystancji można pominąć oporność wejściową przetwornika, idąc opornikami w górę trzeba wprowadzić korektę (przeskalować rezystory-potencjometry albo skalować wynik programowo).


    Rozwiązanie spod powyższego upraszcza mój problem do granic absurdu:

    Przetwornik ADC Atmegi a pomiar napięć -5V ... +5V

    I wszystko rozwiązały 3 rezystorki... :-)

    Trzeba tylko przeskalować rezystory, aby na wyjściu pojawił się przebieg nie 0V ... 2,5V tylko od 0V do 5V :-)
  • Poziom 25  
    Ależ tu widzę kombinujemy ;)
    Nic nie potrzeba skalować, a nawet w takim układzie nie da się osiągnąć tego co chcesz (zmienić -5...5V na 0...5V). Zwyczajnie wyrzuć R2 - to jeszcze uprości całość :)

    Pytanie jeszcze jaką wydajność prądową (impedancję) ma mierzone źródło. Czy oporność wejściowa układu pomiarowego rzędu 2kΩ nie będzie dla niego za mała? Z drugiej strony nie możesz sobie jej dowolnie zwiększyć, poprzez zastosowanie rezystorów o dużo większej wartości, bo:
    Cytat:
    The ADC is optimized for analog signals with an output impedance of approximately 10 kΩ or less.
    - cytat z dokumentacji ATMegi
    Wszystko zależy więc od tego co będziesz mierzył. Użycie wzmacniacza operacyjnego może być konieczne tam, gdzie impedancja mierzonego źródła napięcia jest duża, i duża musi być też impedancja obciążenia (czyli naszego układu pomiarowego), by nie fałszować wyników.

    No i radzę pamiętać o odpowiednim zabezpieczeniu wejść procesora przed podaniem napięcia spoza przewidzianego zakresu pomiarowego.

    Pozdrawiam
    Andy
  • Poziom 36  
    Andy74 napisał:
    Nic nie potrzeba skalować, a nawet w takim układzie nie da się osiągnąć tego co chcesz (zmienić -5...5V na 0...5V).

    Dlaczego? Co masz na myśli?

    Andy74 napisał:
    Pytanie jeszcze jaką wydajność prądową (impedancję) ma mierzone źródło.

    Generalnie nie wiele wiem na temat źródła, jakie ma być poddane pomiarom, a właściwie źródeł, bo urządzenie ma być czterokanałowe. Prawdopodobnie będzie to pomiar napięcia względem masy w poszczególnych punktach obwodów elektroniki analogowo-cyfrowej. Ot, taki nieco uproszczony rejestrator sygnałów analogowych z przedziału -5V ... +5V.

    Andy74 napisał:
    Użycie wzmacniacza operacyjnego może być konieczne tam, gdzie impedancja mierzonego źródła napięcia jest duża, i duża musi być też impedancja obciążenia (czyli naszego układu pomiarowego), by nie fałszować wyników.

    Zastosowanie, tak jak wspomniałem wyżej.

    Andy74 napisał:
    No i radzę pamiętać o odpowiednim zabezpieczeniu wejść procesora przed podaniem napięcia spoza przewidzianego zakresu pomiarowego.

    To tam już najmniejszy problem, przed samym wejściem ADC uP można dać rezystorek i diodę zenera 5V1 na przykład.
  • Pomocny post
    Poziom 25  
    Cytat:
    Andy74 napisał:
    Nic nie potrzeba skalować, a nawet w takim układzie nie da się osiągnąć tego co chcesz (zmienić -5...5V na 0...5V).

    Dlaczego? Co masz na myśli?

    Tylko to, że przy połączeniu 3 rezystorów w pokazany sposób, i przy podanych wartościach napięć, aby napięcie w punkcie A osiągnęło 5V, wartość R2 musiała by być równa nieskończoności (lub R3 = 0 :)). Całkiem poważnie napisałem: "wyrzuć R2". Wtedy bez zmiany R1 i R3 otrzymasz dokładnie to, czego potrzebujesz :). Tyle tylko, że gdy wejście pomiarowe nie będzie nigdzie podłączone, otrzymasz wynik pomiaru 5V...

    Można by też pozostać przy Twoim 3-rezystorowym rozwiązaniu, trzeba by tylko podnieść napięcie V2 - w tym wypadku najlepiej do 10V, bo najłatwiej wtedy dobrać rezystory. Wzorując się na wartościach podanych na wklejonym przez Ciebie schemacie, należało by dać R1=2kΩ; R2=2kΩ; R3=1kΩ, no i V2=10V. Efekt działania taki sam jak powyżej, czyli 5V na wyświetlaczy przy wiszącym w powietrzu wejściu pomiarowym...
    Jeśli Ci to nie przeszkadza, to masz dwa rozwiązania ;)

    Pozdrawiam
    Andy
  • Poziom 36  
    Wracając do świata realnego, miałem kiedyś taką wpadkę - po uruchomieniu układu okazało się, że przetwornik który miał dać 0-5V dawał -5/+5V (czyli dokładnie problem autora tematu). Po zastosowaniu układu dwóch rezystorów podciągających/dzielących wyszedł na wierzch problem doboru rezystancji - w przetworniku pomiarowym było wyjście prądowe z rezystorem szeregowym 100Ω, który razem z rezystorami przesuwającymi poziom i rezystancją wejściową przetwornika ADC spowodował dodatkowe rozjechanie układu. Z dostępnych alternatyw:

    - dołożenie wtórnika lub wtórników (przed i po dzielniku)
    - wstawienie potencjometru/potencjometrów i zestrojenie układu
    - skalowanie programowe

    wybrałem ten ostatni sposób i układ dał się w miarę zestroić.
    Jeśli chodzi o zabezpieczenie to jesli nie wystarczą wewnętrzne diody portu (dopuszczalny prąd rzędu 1mA), można zastosować parę diod Shottky włączonych zaporowo do +5V i do masy. Zener na samym porcie nie jest najlepszym rozwiązaniem.
  • Poziom 36  
    marek_Łódź napisał:
    Wracając do świata realnego, miałem kiedyś taką wpadkę - po uruchomieniu układu okazało się, że przetwornik który miał dać 0-5V dawał -5/+5V (czyli dokładnie problem autora tematu). Po zastosowaniu układu dwóch rezystorów podciągających/dzielących wyszedł na wierzch problem doboru rezystancji - w przetworniku pomiarowym było wyjście prądowe z rezystorem szeregowym 100Ω, który razem z rezystorami przesuwającymi poziom i rezystancją wejściową przetwornika ADC spowodował dodatkowe rozjechanie układu.

    W międzyczasie przeprowadziłem w PSPICE symulacje dla samej idei z jednego z powyższych postów:

    Przetwornik ADC Atmegi a pomiar napięć -5V ... +5V

    Ważna rzecz, jaką zauważyłem, to duży wpływ rezystancji R3 (a więc impedancji jaką stanowi sam port ADC) stąd taka duża jego wartość - 100k (przy 10k napięcie jest prawie 0.5V zaniżone, czyli na ADC widziane jest 0V ... 4,5V).

    Przetwornik ADC Atmegi a pomiar napięć -5V ... +5V
  • Poziom 36  
    a) wtórnik na wejściu mikroprocesora

    b) kalibracja programowa (przy okazji skompensujemy ewentualne odloty rezystorów w ramach ich tolerancji)

    Spróbuj zasymulować ten najprostszy układ na dwóch opornikach dokładając rezystancję wewnętrzną źródła oraz rezystancję wejściową przetwornika. Wyniki powinny wyjść podobne, a układ prostszy bo niepotrzebna referencja.