Считывание Напряжения И Тока, Управление Напряжением

[SpaceQuester]

Помогите пожалуйста с программкой, очень нужно для нужд российской науки.

Есть контроллер, с помощью него нужно управлять системой:

- на одну пару контактов нужно уметь подавать напряжение от 0 до +1.2 Вольт

- на вторую пару контактов нужно уметь подавать напряжение от 0 до +5.0 Вольт

- с третьей пары нужно снять показание тока от 0 до 0.1 милиАмера (ток постоянный, снимается с фотоумножителей Hamamatsu)

- с четвёртой пары нужно снять показание напряжения от 0 до + 5.0 Вольт (кстати, а до 10 Вольт можно снимать значения?)

Контроллер подключен к PC как COM порт. Какими командами из внешней программы на PC (пусть это будет С++ или MATLAB) нужно задавать напряжение и считывать напряжение и ток?

Спасибо!

[Реклама]

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

[semic]

Раз пошли такие темы, то Российская наука в полной ж... . Автор давай уточняй что за система, что ты хочешь, какой контроллер.

[Реклама]

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

[o_l_e_g]

Задача, как понял, сводится к подключению ЦАПов и АЦП к СОМ порту РС, так?

[Реклама]

Выбираем схему BMS для заряда литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ очень важен контроль процесса заряда и разряда для избегания воздействия внешнего зарядного напряжения после достижения 100% заряда. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список таких решений от разных производителей. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[koms45]

Да уж не в ж..е, а в просаке. ТС, ты в состоянии вопрос грамотно выложить. Или паяльника в ж..е не хватает.

[SpaceQuester]

Мы тут все профессионалы!))

Подскажите с этой темой, пожалуйста: на пару контактов нужно уметь подавать напряжение от 0 до +5.0 Вольт (и на другую пару от 0 до 1.2 Вольта)

Контроллер: Nano (ATMEGA 328, CH340)

[semic]

Давай немного еще уточним, а что эта пара контактов будет коммутировать? Т.е. на 2 выхода Ардуино нужно подавать по 5В и на другие 2 по 1.2 В? Что это будет в итоге? Чем будет ардуино управлять? какой ток в нагрузке? Нужна ли гальваническая развязка? Давай выкладывай полностью с мельчайшими подробностями (не диплом ли часом?)

[SpaceQuester]

Диплом я 10 лет назад защитил)

Вот схема подключения источника питания: https://monosnap.com/file/fIVXdfvbIXclE7kYatT9R6wGq5c6F2

[semic]

Я бы на Вашем месте второй вариант схемы рассматривал с внешним переменным резистором, роль которого будет выполнять что-то типа этого http://kit-e.ru/articles/measure/2006_5_74.php а таких источников 2 будет?

[SpaceQuester]

Начну с простых вопросов, пожалуй.

Не сразу всё мне понятно.

1) analogWrite(9, 2.5 * (255.0 / 5.0)); // D9

int sensorValue = analogRead(A0);

float voltage = sensorValue * (5.0 / 1023.0);

Serial.println(voltage);

Если подключить щуп A0 к D9 (где я ожидаю увидеть 2.5 вольта), я вижу широтно-импульсную модуляцию. И из неё мне нужно сгладить эту ШИМ до нужных мне 2.5 Вольт. Вопрос как? Здесь пишут про RC фильтр: http://fablabs.ru/wiki/index.php/%D0%A4%D0%9D%D0%A7

Но супергладко у них тоже не получается. Как мне быть?

2) Я меряю влоб напряжение между щупами A0 и AGRN, вставляю между ними батарейку на 1.5 Вольт, и вижу что 1.5 Вольт не показывает, я вижу только шум. Почему?

[semic]

По первому вопросу - синтаксис AnalogWrite (pin, val) где val от 0 до 255 тип int. Я давал ссылку выше на цифровой переменный резистор, если на его крайние выводы подать опорное напряжение, то с середины можно будет снимать требуемое напряжение ( хотя все зависит от входного сопротивления следующего устройсва, куда это напряжение будет подаваться). По второму - минус батарейки к минусу ардуины, плюс батарейки на А0? Батарейка не разряжена?

[SpaceQuester]

ФНЧ второго или третьего порядка: http://fablabs.ru/wiki/index.php/%D0%A4%D0%9D%D0%A7 нужен?

Минус ардуины - это AGND: https://monosnap.com/file/Uuy1j6MDYRTKsM2eFnzgU2Zfjxtiiy ? Нет, не разряжена...

[foto-boss]

.....

Минус ардуины - это AGND:...

Просто GND.

[SpaceQuester]

Всем спасибо! Спаял RC ФНЧ, получил свои чистые 4 Вольта. Теперь следующая задачка: блок питания фотоумножителя выдаёт на двух выходах -800 Вольт и 0. Вопрос - как померять отрицательное напряжение? Да еще не маленькое...

[semic]

Есть мультиметры, у которых предел измерений постоянного тока до 1000В, а "минусовое" напряжение - всего лишь условность и зависит от того что принять за общий провод. У мультиметра есть два гнезда com и V и на экране будет отображаться напряжение со знаком "+" (т.е. без знака вообще) если полярность измеряемого напряжения щупом подключенным к гнезду V положительная относительно щупа COM и со знаком "-" если относительно COM напряжение отрицательное. Короче главное - предел измерения если 1000 В, то можно измерять.

[IMXO]

Всем спасибо! Спаял RC ФНЧ, получил свои чистые 4 Вольта. Теперь следующая задачка: блок питания фотоумножителя выдаёт на двух выходах -800 Вольт и 0. Вопрос - как померять отрицательное напряжение? Да еще не маленькое...

есть преобразователи ШИМ-напряжение http://www.rlocman.ru/shem/schematics.html?di=162624

измерение подобных величин проводятся электростатическими вольтметрами.... те приборами с высоким входным сопротивлением=>10ГОм

измерять их мультиметром с входным сопротивлением 1МОм глупо... очень большая погрешность...

[SpaceQuester]

Смотрите, вот мои мысли.

Ардуиной мы через RC ФНЧ подаём 3.5 Вольт управляющего напряжения, на выходе блока питания получаем 800 Вольт и 0.6 mA, сюдя по схемам подключения:

https://monosnap.com/file/cSgbEpJc7truqDfYvvrmg0CKwBmNCl

https://monosnap.com/file/es18pt47y0bvkSPxrIksySgLufZacg

Далее я через делитель напряжения понижаю вольтаж с 0-1000 Вольт до 0-500 Вольт и меряю его через мультиметр (он до 600 Вольт принимает, поэтому 400 я померяю). Для теста, что бы увидеть что корректно выдаётся напряжение. Вопрос такой: 800 Вольт и 0.6 mA - опасны? Если вдруг дотронусь случайно...

Далее подключаем к выходам блока питания 800 Вольт и 0.6 mA сам ФЭУ по схеме: https://monosnap.com/file/JENNa7NmceVFbo9lMoEEwSMz18FuW9 Тут только в сокет воткнуть.

Далее с ФЭУ нужно Ардуиной замерять выходной ток: https://monosnap.com/file/WH8wtrVCfqtJupnLjxVQPYeDu6X7qV

Максимум 0.1 mA и 800 Вольт.

Нужно сделать инвертор с -800 Вольт до +5 Вольт. Варианта два: такая схема через делитель напряжения: https://monosnap.com/file/X4LmbSSh5kbrGayuOqaqOsBBbBJc9A

И такая через инвертирующий операционный усилитель: https://monosnap.com/file/DPB9wVKyaiiBS45F3Yao1rH2hXtrKi

Естественно резисторы нужно подбирать по ватности, что бы выдержали.

Вопрос - в какой схеме точность будет выше?

[Sergey-Ufa]

800 Вольт и 0.6 mA - опасны? Если вдруг дотронусь случайно...

Ток 0,6 мА это номинальный ток БП. Если БП замкнуть на вас, то будет намного больше. К тому же там на выходе стоит конденсатор 0,2 мкФ. Если вы его через себя разрядите, то мало не покажется. Так что техника безопасности превыше всего.

Вопрос - в какой схеме точность будет выше?

Вообще говоря ФЭУ это токовый прибор и подключать его лучше всего к усилителю тока на ОУ.

Так как на катод ФЭУ подается минус, то на выходе ОУ сигнал будет положительной полярности. Вход ОУ желательно защитить диодами. Ток ФЭУ 100 мка это очень большой, так что требования к ОУ небольшие.

[SpaceQuester]

Спасибо, согласен. На выходе с ФЭУ выходит 800 Вольт и ток до 0.1 mA. С помощью Ардуино что бы померять нужно делать делитель напряжения с 800 Вольт до 5 Вольт и экранировать диодами Шоттки в самом конце: https://monosnap.com/file/ELWn5FUlfl5UsWRF4R0dnaQOhmlkuN

Но что делать с точностью измеряемого тока? Ведь делитель даст погрешность. Расскажите подробнее про усилители тока на ОУ, пожалуйста.

[Sergey-Ufa]

Гугл в помощь.

http://stu.alnam.ru/book_ane-17

http://www.radiokot.ru/start/analog/basics/18/

http://studopedia.org/2-105850.html

[SpaceQuester]

Ох, чё то сложновато там с этим усилителем тока. Он обязательно нужен? Его нужно ставить после делителя с 800 В до 5 В? Как вообще меряют такой маленький ток с ФЭУ при огромном напряжении?

[Sergey-Ufa]

Что может быть сложного в схеме с 2 деталями? (см.№17). Никакого делителя с 800 на 5 вольт не надо. Анод ФЭУ подключается непосредственно к входу ОУ. Работа усилителя тока (по иному преобразователя ток-напряжение) состоит в том, что ОУ поддерживает баланс токов на своем инвертирующем входе. Сколько тока утекло с этого входа на источник -800В столько и поступило с выхода ОУ через резистор R. При этом напряжение на инвертирующем входе будет всегда равно напряжению на неинвертирующем, т.е. нулю. И ОУ глубоко плевать сколько там киловольт подается на катод. У ФЭУ огромное внутреннее сопротивление и несмотря на высокое напряжение питания ток его составляет микро, нано и пикоамперы. Так работает большинство предусилителей сигналов с ФЭУ, ВЭУ, фотоэлементов, фотодиодов. Я вам скинул достаточно информации для понимания принципов этой работы.

[SpaceQuester]

Подскажите пожалуйста, с ОУ. Почему то я туплю с ним.

Итак, есть ОУ: http://www.chipdip.ru/product/lm324n/

Есть напряжение -2.4 Вольта. Как мне его подключить что бы выдало зеркальное значение, т.е. +2.4 Вольта?

Делаю так, пока без резисторов: плюс ОУ в землю, на минус ОУ подаю -2.4 В, минус подключаю к выходу, с выхода ОУ ожидаю увидеть +2.4 В. Но вижу -1 Вольт. Подаю напряжение питания на ОУ +12 Вольт, вижу на выходе ОУ +10 Вольт. И совсем не понимаю как он работает. Он же инвертировать должен...

Если втыкаю разисторы по 100 Ом, то все равно не инверит.

Как его применить в быту? Какие резисторы нужны ему? (По формуле, они влияют на коэффициент усиления только.) А напряжение питания ему нужно?

Спасибо.

Вопросы примитивные тут: https://monosnap.com/file/lcC0r7urX6j0BEuUHIRLN3CCjCiQ2m

Изменено 16 февраля, 2016 пользователем SpaceQuester

[SpaceQuester]

Всё получилось. Тему можно закрывать.

Изменено 19 февраля, 2016 пользователем SpaceQuester

[IMXO]

если вы о картинках, то это в реале не работает....

[SpaceQuester]

Эм... Как это не работает?!