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

Pomiar częstotliwośći i amplitudy sinusa

25 Paź 2007 19:19 5252 27
  • Poziom 21  
    Witam
    Potrzebuję wykonać miernik częstotliwośći i amplitudy dla przebiegu sinusoidalnego. Częstotliwość generatora będzie się zmieniać w zakresie
    20Hz - 15kHz amplituda do ok. 10V.
    Napięcie sinus. jest podawane na komparator shmitta coby zamienić je na impulsy a następnie impulsy będą zliczane przez T0 atmegi 16 w czasie 1s.
    Niestety do zasilana komparatora mogę użyć albo ±12V lub +5V (takie będe mieć dostępne napięcia), zasilane podpiąłem +5 aby nie podawać impulsów powyżej 5V na atmege 16 (i tu mam problem bo amplituda tych impulsów pewnie nie będzie ok 3,5V [nasycenie WO 1.5V] i nie wiem czy atmega będzie poprawnie odczytywać impulsy).

    Następną sprawą jest pomiar amplitudy, stosuje jednopołówkowy prostownik idealny tak aby przy amplitudzie max. sinusa tj. 10V napięcie z prostownika było 5V. Nie wiem za bardzo jak dobrać pojemność filtrującą oraz czy ewentualne powinienem zastosować jakiś rezystor rozładowujący pojemność
    (równolegle do kondensatora filtrującego)- napięcie z prostownika będzie podawane na przetwornik ADC atmegi 16.

    Pomiar częstotliwośći i amplitudy sinusa
    byłbym wdzięczny za jakieś wskazówki lub inne pomysły rozwiązania


    w zał. cały schemat
  • Relpol przekaźniki nadzorczeRelpol przekaźniki nadzorcze
  • Pomocny post
    Poziom 28  
    ginar napisał:
    zasilane podpiąłem +5 aby nie podawać impulsów powyżej 5V na atmege 16 (i tu mam problem bo amplituda tych impulsów pewnie nie będzie ok 3,5V [nasycenie WO 1.5V] i nie wiem czy atmega będzie poprawnie odczytywać impulsy).

    Ten problem rozwiąże Wzmacniacz Operacyjny z wyjściem typu Rail to Rail. Warto poczytać datasheet'a bo Rail to Rail czasami jest różnie definiowane.

    Dodano po 3 [minuty]:

    ginar napisał:
    Nie wiem za bardzo jak dobrać pojemność filtrującą oraz czy ewentualne powinienem zastosować jakiś rezystor rozładowujący pojemność
    (równolegle do kondensatora filtrującego)- napięcie z prostownika będzie podawane na przetwornik ADC atmegi 16.

    Niezłym rozwiązaniem jest tranzystor NPN sterowany przez uC który będzie zwierał kondensator po pomiarze napięcia. Oczywiście po takim rozładowaniu kondensatora przed następnym pomiarem trzeba będzie poczekać przynajmniej jeden okres napięcia.
  • Relpol przekaźniki nadzorczeRelpol przekaźniki nadzorcze
  • Poziom 21  
    Dr_DEAD napisał:

    Niezłym rozwiązaniem jest tranzystor NPN sterowany przez uC który będzie zwierał kondensator po pomiarze napięcia. Oczywiście po takim rozładowaniu kondensatora przed następnym pomiarem trzeba będzie poczekać przynajmniej jeden okres napięcia.


    Pomysł jest nawet dobry, chociaż przy pomiarze niskich napięć kondensator nie będzie całkowicie rozładowany(ale to nie ma specjalnie dużego znaczenia).
    Tętnienia na pewno będą, wykres zrobiłem dla C = 1mF bez obciążenia wyjścia prostownika chyba żeby zastosować jakiś układ próbkujący

    Pomiar częstotliwośći i amplitudy sinusa
  • Poziom 28  
    ginar napisał:

    Pomysł jest nawet dobry, chociaż przy pomiarze niskich napięć kondensator nie będzie całkowicie rozładowany(ale to nie ma specjalnie dużego znaczenia).

    Da się to łatwo naprawić stosując tranzystora MOSFET typu N. W dzisiejszych czasach to nie ma problemu z kupieniem MOSFETA którego można sterować z 5V.

    Dodano po 1 [minuty]:

    ginar napisał:

    Tętnienia na pewno będą, wykres zrobiłem dla C = 1mF bez obciążenia wyjścia prostownika chyba żeby zastosować jakiś układ próbkujący

    To potwornie duża pojemność, pomyśl raczej coś o góra 1uF, pewno 100nF by wystarczyło.
  • Poziom 21  
    Pomiar częstotliwośći i amplitudy sinusa

    wykres dla C=47uF widać duże oscylacje, ale to chyba dlatego, że rozładowuje sie przez R2 i R3 więc chyba należy zwiększyć te rezystory a nie kondensator

    Pzdr.
  • Poziom 28  
    Rzeczywiście te wartości rezystorów są trochę małe, zwiększ wszystkie na 10k. No i dodaj diodę w szereg z kondensatorem bo inaczej to będziesz mierzył wartość średnią a nie amplitudę. Najlepiej diodę typu Shottki żebyś miał mały spadek napięcia. A jak bardzo zależy ci na pomiarze amplitudy od 0 to trzeba by zrobić kolejny układ ma WO sterujący kluczem tranzystorowym (taka dioda bez spadku napięcia).
  • Poziom 21  
    Dr_DEAD napisał:
    No i dodaj diodę w szereg z kondensatorem bo inaczej to będziesz mierzył wartość średnią a nie amplitudę. Najlepiej diodę typu Shottki żebyś miał mały spadek napięcia. .


    No właśnie. Teraz to przy 1uF jest praktycznie stałe.
    Pozostał dobór tego tranzystora kluczującego pojemność i WO rail to rail.
    Przeglądałem WO National Semiconductor
    http://www.national.com/mpf/LM/LMC7111.html
    ale patrząc po sklepach internetowych nie mogę go znaleźć. (może znacie jakieś tego typu)

    Co do mosfeta to rozumiem że dałoby się go sterować tak:
    (i jaki ten mosfet?)
    Pomiar częstotliwośći i amplitudy sinusa


    Pzdr.
  • Poziom 21  
    Zamiast WO z wyjściem rail to rail i zasilać go +5V, myślę zrobić po to na zwykłym WO (TL072) zasilić go ±12V a przepuszczać tylko dodatnie impulsy a ich amplitudę zmniejszyć dzielnikiem rezystancyjnym.
    Pomiar częstotliwośći i amplitudy sinusa
    Impulsy będą zliczane przez licznik T0.
    Czy takie rozwiązanie będzie poprawne (zakładam małe obciążenie prądowe dzielnika)?
  • Poziom 28  
    Zamiast dzielnika napięcia, mżesz dać takiego samego mosfeta jak do rozładowywania kondensatora. Bramka (G) MOSFETA powinna wytrzymać 30V (musisz jeszcze to sprawdzić), Źródło (S) łączysz z masą a Dren (D) z pinem uC i rezystorem podciągającym do +5V. W ten sposób jesteś całkowicie uniezależniony od parametrów WO i zasilania +12V. Przy dzielniku zawsze te dwa czynniki bądą miały wpływ na napięcie wyjściowe.
    Co do kondensatora to daj 100n, mniejsze będą wymagania dla tranzystora.

    Dodano po 17 [minuty]:

    Aha i radziłbym w szereg z tranzystorem zwierającym kondensator dać rezystor np 300Ohm ze względu na to że:
    1. Trzeba pamiętać o tym że C będzie cały czas ładowany za pomocą diody i tak naprwdę zewrzemy wyjście WO.
    2. Większość mocy wydzieli się na razystancji a nie w tranzystorze.
    3. Ograniczy to maksymalny prąd tranzystora.
  • Pomocny post
    Poziom 28  
    Ja to widzę tak:
    Pomiar częstotliwośći i amplitudy sinusa
    A oto wyniki symulacji:
    1. Symulacja działania układu:
    Pomiar częstotliwośći i amplitudy sinusa
    Opis:
    Górny wykres:
    czerwony - napięcie mierzone
    zielony - napięcie wyprostowane
    Dolny wykres:
    czerowny - napięcie podawane na ADC uC
    zielony - napięcie sterujące MOSFETEM - pin I/O uC
    2. Symulacje przydantne przy doborze MOSFETA:
    Pomiar częstotliwośći i amplitudy sinusa
    Opis:
    Górny wykres:
    czerwony - napięcie na tranzostorze
    zielony - prąd tranzystora
    Dolny wykres:
    zielony - moc wydzielana w tranzystorze.
    PS. Tranzystor 2N7002 możesz kupić w http://mse.beep.pl/listtest.php?grupa=TRA28 w cenie 9.60zł za 100 sztuk.[/url]
  • Poziom 27  
    BUZ11 to średni wybór, nie bardzo lubi niskie napięcia na bramce, polecam IRF7455.
    Napięcie na bramce 30V? Raczej od -12 do +12V... MOSFETy nie lubią dużych potencjałów na bramkach.
    Pozdrawiam
  • Poziom 28  
    Ch.M. napisał:

    Napięcie na bramce 30V? Raczej od -12 do +12V... MOSFETy nie lubią dużych

    No chyba trochę przesadziłem:
    +/- 20V - to normalka, +/-30V da się znaleźć, kiedyś potrzebowałem +/-50V i z tym to już było kiepsko.
  • Poziom 21  
    Tak się teraz zastanawiam jeszcze czy podpięcie wyjścia (Uout na schemacie ) do przetwornika ADC atmegi 16 nie spowoduje rozładowanie tego kondensatora, bo symulacje były przeprowadzone dla nie obciążonego tego wyjścia. Gdy symulowałem go z obciążeniem 10k to pojawiły sie oscylacje co już może mieć wpływ na wynik pomiaru bo chyba konieczne jest utrzymanie niezmiennej wartości napięci podczas próbkowania.
    Pomiar częstotliwośći i amplitudy sinusa
    To było przeprowadzane dla obciażenia (równolegle do kondensatora) Robc=100k
    Mam nadzieję że się myle:/
    BTW
    Wsadzę ten tranzystor 2N7002 bo wychodzi dość tanio.
    I zamiast D3 1N4148 wstawiłem Shottkiego
  • Poziom 28  
    ginar napisał:
    Tak się teraz zastanawiam jeszcze czy podpięcie wyjścia (Uout na schemacie ) do przetwornika ADC atmegi 16 nie spowoduje rozładowanie tego kondensatora, bo symulacje były przeprowadzone dla nie obciążonego tego wyjścia. Gdy symulowałem go z obciążeniem 10k to pojawiły sie oscylacje co już może mieć wpływ na wynik pomiaru bo chyba konieczne jest utrzymanie niezmiennej wartości napięci podczas próbkowania.

    To wycinek z Datasheet'a:
    Pomiar częstotliwośći i amplitudy sinusa
    Więc jeżeli chcesz to zasymulować to użyj rezystancji 100MOhm.
    ginar napisał:

    Wsadzę ten tranzystor 2N7002 bo wychodzi dość tanio.
    I zamiast D3 1N4148 wstawiłem Shottkiego

    No zawsze się taki tranzystorek przyda, trzeba by jeszcze jakiś podobny typu P. Napisz co z tego wyszło, bo sam jestem ciekawy jak to będzie działać :-).

    Dodano po 3 [minuty]:

    ginar napisał:

    I zamiast D3 1N4148 wstawiłem Shottkiego

    Uważaj na diody Shottkiego bo mają nieraz spory prąd wsteczny, który może rozładowywać kondensator, generalnie im mniejszy spadek napięcia tym większy prąd wsteczny.[/youtube]
  • Poziom 33  
    Witam
    W tak szerokim zakresie nie bawiłbym się sam, kupiłbym przetwornik TRUE-RMS, za jakieś 36zł dostaniesz w TME i sprawa załatwiona w zakresie pomiaru amplitudy, a co do częstotliwości to też kłopot bo powinieneś rozdzielic to na dwa sposoby w zależności od częstotliwości.
    Przy małych mierzysz okres i obliczasz częstotliwość, przy większych możesz zliczać impulsy w założonym czasie.
    Kiedyś w EdW był cykl artykułów o pomiarach i analiza jaką metodą w jakim zakresie można wiarygodnie mierzyć.
    Piotr
  • Poziom 21  
    No tak tylko od czego ma ten uk przetwornik ADC zwłaszcza, że nie potrzebuje super dokładności a i cenowo powinno wyjść dużo taniej.

    Dr_DEAD napisał:
    . Napisz co z tego wyszło, bo sam jestem ciekawy jak to będzie działać :-).


    Oczywiście, ale pewnie nie prędko bo warunki akademickie.

    Pozdr.
  • Poziom 33  
    Cześć
    Przetwornik który Ci polecam nie robi cyfry z analoga tylko TRUE RMS z przebiegu napięcia zmiennego a dalej możesz mierzyć procesorem.
    Mierząc prostownikiem klasycznym dostaniesz napięcie maksymalne, oczywiście dla sinusa możesz łatwo z niego wyliczyć to co Ci potrzebne, ale dla przebiegów odkształconych prosta matematyka będzie ostro kłamała.
    Pozdrawiam
  • Poziom 21  
    witam
    Jestem na etapie testowania miernika jako tranzystora kluczującego na schemacie który zamiescił Dr_DEAD M6 = 2n7000 użyłem jego odpowiednika BS170.
    No więc przy pomiarze amplitudy napięcia tego sinusa dla małych czesttoliwosci kondensator na schemacie C1 = 100n zaczyna sie rozładowywać powstaje pulsacja napięcia o amplitudzie ok.1V dla wyzszych częstotliwości jest lepiej i przy 200Hz pulacja przktycznie zanika.
    Myślę żeby zwiększyć pojemność.
    Mam jescze pytanie:
    napiecie stałe bedzie mierzone na przetworniku A/C atmega 16 zasilane z LM7805, czy coś sie stanie uk jeżeli napięce podane na przetwornik przekroczy referencyje tj. 5V (np. o 0.5V) ?

    Pzdr.
  • Poziom 28  
    ginar napisał:

    No więc przy pomiarze amplitudy napięcia tego sinusa dla małych czesttoliwosci kondensator na schemacie C1 = 100n zaczyna sie rozładowywać powstaje pulsacja napięcia o amplitudzie ok.1V dla wyzszych częstotliwości jest lepiej i przy 200Hz pulacja przktycznie zanika.
    Myślę żeby zwiększyć pojemność.

    Próbowałeś mierzyć miernikiem, lub oscyloskopem, którędy ten prąd ucieka? Czy w czasie pomoaru bramka mosfeta była zwarta z masą? A może użyłeś diody Shotkiego?
    ginar napisał:

    Mam jescze pytanie:
    napiecie stałe bedzie mierzone na przetworniku A/C atmega 16 zasilane z LM7805, czy coś sie stanie uk jeżeli napięce podane na przetwornik przekroczy referencyje tj. 5V (np. o 0.5V) ?

    Większość pinów uC zabezpieczona jest elektrostatycznie diodami. Jeżeli napięcie na pinie przekroczy napięcie zasilania to diody te polaryzowane są w kierunku przewodzenia. Jeżeli prąd tej diody przekroczy 1mA to uC może lulec uszkodzeniu.
  • Specjalista - Mikrokontrolery
    tego nie wie nikt [; w datasheetach podawane jest zawsze, ze dopuszczalny MAXYMALNY zakres napiec (absolute maximum rating) to -0.3 do Vcc+0.3V

    nie warto ryzykowac, mozesz dac tam jakiegos zenera 5.1V

    0x41 0x56 0x45!!
  • Poziom 21  
    użyłem diody 1n4148 jak jak na razie nie wsadziłem proca który struje bramką tego mosfetta także bramka mosfeta wisi w powietrzu, mam oscyloskop także zaraz spróbuje zewrzeć bramke mosfeta z masą


    Freddie Chopin napisał:
    tego nie wie nikt [; w datasheetach podawane jest zawsze, ze dopuszczalny MAXYMALNY zakres napiec (absolute maximum rating) to -0.3 do Vcc+0.3V

    nie warto ryzykowac, mozesz dac tam jakiegos zenera 5.1V

    0x41 0x56 0x45!!


    i tak właśnie zrobię.
  • Poziom 21  
    Ok powodem rozladowywania tego kondensatora była nigdzie nie podłączona bramka Mosfeta.
    Niestety mam jeszcze jeden problem, mikrokontroler nie chce mi załączać przekaźniika, poglądowy schemat z wartościami :
    Pomiar częstotliwośći i amplitudy sinusa

    V1 (5V) to w rzeczywistości pin portu B procesora. Niestety tranzystor nie wchodzi w stan nasycenia i przekażnik sie nie załacza, płynie prąd 6,3mA
    tranxystor jest w stanie aktywnym :/ cewkę przekaznika 12V reprezentuje rezystancja 680 om w obw emitera.
    wiem ze jednym ze sposobów aby to dzialało to włączyć przekażniik w obwód
    kolektora a emiter bezpośredniio do masy, jest może jakiś inny sposób (bo tamten wiaże się z przecinaniem ścieżek na płytce )??
    Pzdr.
  • Poziom 18  
    Dać tranzystor PNP i z portu sterować stanem niskim.
  • Poziom 21  
    nie bardzo to wychodzi pokazuje symulacje w Micro-cap

    Pomiar częstotliwośći i amplitudy sinusa
    Pomiar częstotliwośći i amplitudy sinusa
  • Poziom 21  
    ok juz się przekaźnik załącza

    BTW
    Freddie Chopin napisał:
    tego nie wie nikt [; w datasheetach podawane jest zawsze, ze dopuszczalny MAXYMALNY zakres napiec (absolute maximum rating) to -0.3 do Vcc+0.3V

    nie warto ryzykowac, mozesz dac tam jakiegos zenera 5.1V

    0x41 0x56 0x45!!


    a można by tak programowo wyłączyć przetwornik gdy na jednym z wejść
    napięcie przekroczy np 4.9 V ?? wtedy np. ustawiam cały port A jako DDRA=0xFF; tak z ciekawości pytam