Перейти к содержанию

Как померять напряжение ?!


Рекомендуемые сообщения

Итак, я собираюсь собрать схему на микроконтроллере, которая измеряет напряжение на батарейке/аккумуляторе/БП(в данном случае B3), которая подключена к цепи по вот такой схеме (R100 и R101 это шунты) : Все симуляции проходят в Proteus.

n1.png

Основная проблема в том, что если лапку АЦП я могу подключить к батарейке, то землю (как от МК так и от ОУ) я НИ В КОЕМ СЛУЧАЕ не могу подключить к батарейке, иначе зашунтирую перемычкой шунт R101 как видно по схеме.  Поэтому стандартным методом померить не получится. Я погуглил инфу и понял, что нужен ОУ с дифференциальным включением. Что и было собрано :

n2.png

Но Proteus симулирует не так как надо. ОУ усиливает не достаточно линейно. Я в курсе особенностей включения ОУ с подачей сигнала на прямой вход, поэтому, чтобы добится как можно большей прямолинейности входной сигнал(напряжение с батарейки) значительно делится через делитель и умножается через значительный коэффициент усиления. При разном напряжении батарейки чистый коэффициент усиления ОУ померенный в ходе симуляции (с вычетом входного сигнала) значительно плавает, чего в принципе то не должно быть ! Из за чего АЦП на микроконтроллере и меряет с изменяющейся погрешностью. Поэтому вопрос(ы) в следующем :

1. М.б. я что-то делаю не так ? В чем моя ошибка ?

2. Или есть какая-то другая схема для решения этой задачи ?

ЗЫ : По многим причинам хочется замерить именно в дифференциальном режиме(т.е. именно падение напряжения) не цепляясь землей к минусу батарейки/БП

 

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

@Alex441 , что-то очень непонятное творится в Вашей башке.
Вы уж там, в башке, пошевелите чем и выдайте хоть как-то более вразумительный вопрос.

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

Окей, переформулирую короче и точнее : Нужна схема которая измерит напряжение на 1-ом рисунке на плюсовом контакте B3 относительно ее минусового контакта а не земли. Причем земля этой схемы должна быть подключена к той же земле что и на 1-ом рисунке.

Изменено пользователем Alex441
Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

Сравнительное тестирование аккумуляторов EVE Energy и Samsung типоразмера 18650

Инженеры КОМПЭЛ провели сравнительное тестирование аккумуляторов EVE и Samsung популярного для бытовых и индустриальных применений типоразмера 18650. 

Для теста были выбраны аккумуляторы литий-никельмарганцевой системы: по два образца одного наименования каждого производителя – и протестированы на двух значениях тока разряда: 0,5 А и 2,5 А. Испытания проводились в нормальных условиях на электронной нагрузке EBD-USB от ZKEtech, а зарядка осуществлялась от лабораторного источника питания в режиме CC+CV в соответствии с рекомендациями в даташите на определенную модель. Подробнее>>

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

Новый аккумулятор EVE серии PLM для GSM-трекеров, работающих в жёстких условиях (до -40°С)

Компания EVE выпустила новый аккумулятор серии PLM, сочетающий в себе высокую безопасность, длительный срок службы, широкий температурный диапазон и высокую токоотдачу даже при отрицательной температуре. 

Эти аккумуляторы поддерживают заряд при температуре от -40/-20°С (сниженным значением тока), безопасны (не воспламеняются и не взрываются) при механическом повреждении (протыкание и сдавливание), устойчивы к вибрации. Они могут применяться как для автотранспорта (трекеры, маячки, сигнализация), так и для промышленных устройств мониторинга, IoT-устройств. Подробнее параметры и результаты тестов новой серии PLM по ссылке.

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

Литиевые батарейки и аккумуляторы от мирового лидера  EVE в Компэл

Компания Компэл, официальный дистрибьютор EVE Energy, бренда №1 по производству химических источников тока (ХИТ) в мире, предлагает продукцию EVE как со склада, так и под заказ. Компания EVE широко известна в странах Европы, Америки и Юго-Восточной Азии уже более 20 лет. Недавно EVE была объявлена поставщиком новых аккумуляторных элементов круглого формата для электрических моделей «нового класса» компании BMW.

Продукция EVE предназначена для самого широкого спектра применений – от бытового до промышленного. Подробнее>>

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

R100 замеряет потребление тока одной из подключенных схем к B3. А R101 измеряет общее потребление тока всех схем, подключенных к B3.

***

Измерять буду Микроконтроллером (его АЦП) который землей сидит на той же земле. Вот если бы можно было использовать отдельную (развязанную схему с отдельной землей) то тогда совсем другое дело, но у всех схем, в т.ч. и той что будет измерять земля общая.

Изменено пользователем Alex441
Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

Тут дело в следующем. Для измерения 12В нужно преобразовать это напряжение к более низкой величине, например 3В, чтобы не выйти за пределы входного напряжения АЦП. То есть нужен усилитель с коэффициентом 0.25. Для этого просто нужно соблюсти соотношения R16/R10 = 0.25 и (R15+R22)/R13 = 0.25. Вот и всё.

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

Yurkin2015 насколько я знаю, то выходное напряжение на выходе ОУ при подаче на прямой вход будет равно ="сигнал" * "К.У." + "входной сигнал". Поэтому с низким К.У. входной сигнал даст крайне не линейную зависимость на выходе от входа и мерить будет невозможно.

Изменено пользователем Alex441
Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

Хотя вот сейчас проверил версию с коэффициентом 0.25 как подсказал Yurkin2015. Сработало так как надо, О.У. стал умножать линейно.

n3.png

Большое спасибо, буду дальше изучать операционник. Постоянно что-то новое о нем узнаю.

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

19 минут назад, Alex441 сказал:

как подсказал Yurkin2015

Я предлагал по-другому. Вы, эта, повнимательнее посмотрите на соотношения резисторов: резистор в обратной связи должен быть меньше входного для К<1.

То есть R22 = 5ком. Для дифф. усилителя правило R10/R16 = R13/R22. Иначе не будет измеряться точная разность на концах батарейки, и на выход ОУ будет влиять падение напряжения на шунте.

Изменено пользователем Yurkin2015
Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

Так как вы описали коэффициент меньше 1 получить нельзя :

n4.png

Т.к. коэффициент усиления = (R22/R13) + 1

 ***

И, кстати, да,

Цитата

Иначе не будет измеряться точная разность на концах батарейки, и на выход ОУ будет влиять падение напряжения на шунте.

влияет, я даже пока не понял почему. Как его устранить ?

Изменено пользователем Alex441
Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

3 часа назад, Alex441 сказал:

R100 замеряет потребление тока одной из подключенных схем к B3. А R101 измеряет общее потребление тока всех схем, подключенных к B3.

Тогда мне совсем непонятно, что мешает посадить общий измерителя на общий объекта измерений?

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

При протекании тока, на шунте R101 будет падение что скажется на показаниях измерителя, сравнивающего потенциал батарейки с землей. А если шунт будет 1R  а ток 10A  ? Что он тогда там померяет ? На последнем рисунке при токе 10A на R101 упал 0,1 В, поэтому напряжение, которое протеус меряет от земли уже не 12В а 11.89.

Изменено пользователем Alex441
Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

 

1 час назад, Alex441 сказал:

влияет, я даже пока не понял почему. Как его устранить ?

1 час назад, Alex441 сказал:

Будем дальше думать

 

Ну, вот, корова, хвост, мочало - начинай с начала. Предлагаю использовать ОУ в дифференциальном включении. :D

Изменено пользователем Yurkin2015
Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

Я вот хоть стреляйте, не пойму: а ЗАЧЕМ нужен "усилитель", ослабляющий сигнал??? Неужели с этим банальнейший делитель из двух резисторов не справится?

Просят - не откажи. Не просят - не навязывайся!

Простота хуже воровства.

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

Суть не в этом. А в том, чтобы померять напряжение относительно чего-то а не земли. Ну самый простой пример : подключите 3 батарейки 1.5В последовательно. И попробуйте-ка просто так (без дифференциального включения ОУ) померять напряжение, например на верхней ? Если вы к ней приложитесь ЦАПом он вам выдаст 4.5В , т.к. меряет от земли а вам нужно относительно ее минуса.

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

Цепь измерения будет цепляться непосредственно к самой батарейке. В этом то и вся суть, чтобы не ловить эти падения напряжения на участках. В первой картинке там просто некая определенная схема работающая от батарейки и приведена просто условно, это не она будет измерять. Измеряющая цепь будет непосредственно к батарейке цепляться.

Изменено пользователем Alex441
Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

Все равно не доходит.

Делаете общую землю. Если нужно измерить напряжение батарейки, измерительный вход переключаете на плюс батарейки.
Если нужно измерить ток потребителя, переключаете измерительный вход на шунт необходимого канала.
Если нужно измерить общий ток, суммируете всех потребителей. Контроллер, чай, в качестве измерителя.

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

Вот более наглядно на картинке (при токе 10.006А через нагрузку RN) видна разница измерений относительно земли и относительно минуса :

n6.png

Мне нужно померять именно вот эти 11В, а не 10.9В Ладно, на сегодня все, завтра буду дальше думать.

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

Одно из решений я Вам предложил. Но Вы все одно и то же талдычите.

Мало того, Вы еще над измерением тока поплачете! Маловато будет 0,1 вольта на вход АЦП Ардуинки. Пока будете спать, и над этим подумайте.

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

Блин, это делается двумя каналами АЦП, потом вычисляется разница. Нафиг какие-то усилители, когда там пора делители ставить - какой контроллер работает на 12 В?

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

Итак, сегодня со свежей головой еще раз прочитал статью Операционный усилитель? Это очень просто! и все-таки во всем разобрался. Итак :

1. Действительно, проще всего (возможно и правильней) просто задействовать 2 канала АЦП : один на плюс батарейки, другой на ее минус(на R101) и потом уже высчитывать их сумму(разность).

2. Но я не ищу легких путей и все-таки реализовал схему с дифференциальным включением. Моя ошибка была в неправильности выбора резисторов на схеме. Как писали выше необходимо обязательное соотношение R10/R16 = R13/R22. Для большей очевидности добавил еще один резистор-шунт R37=0.1R, на котором дополнительно осело напряжение 1В, ток в схеме 10А.

При измерении от земли напряжение получается 10.79 (как показывает Proteus) а при дифференциальном измерении на выходе получается 11.9В (1.19В) (реальное верное напряжение на батарейке). Цель достигнута )))

n8.png

При соблюдении соотношения выходное напряжение с ОУ высчитывается по простой формуле :

Uвых=Ky*dU(battery)=0,1*11,9=1,19

 

Теперь все работает как надо, всем спасибо за помощь.

Изменено пользователем Alex441
Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

Присоединяйтесь к обсуждению

Вы можете написать сейчас и зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, авторизуйтесь, чтобы опубликовать от имени своего аккаунта.
Примечание: Ваш пост будет проверен модератором, прежде чем станет видимым.

Гость
Unfortunately, your content contains terms that we do not allow. Please edit your content to remove the highlighted words below.
Ответить в этой теме...

×   Вставлено с форматированием.   Восстановить форматирование

  Разрешено использовать не более 75 эмодзи.

×   Ваша ссылка была автоматически встроена.   Отображать как обычную ссылку

×   Ваш предыдущий контент был восстановлен.   Очистить редактор

×   Вы не можете вставлять изображения напрямую. Загружайте или вставляйте изображения по ссылке.

Загрузка...
  • Последние посетители   0 пользователей онлайн

    • Ни одного зарегистрированного пользователя не просматривает данную страницу
  • Сообщения

    • @Владислав2 опередят хейтеры)
    • Да какие обиды. Если успею только найти с ламповой темы... Меня опередят 100 процент. 
    • Тут на счет скин-эффекта разговоры были. Лично столкнулся. Нужен был дроссель на воздухе 1,7 мкГн. Намотал проводом сечением то ли 1, то ли 0,75 мм2, длина провода примерно 70 см. Короче, нагрев был очень ощутимый. Синус, частота 800 кГц, ток действующий порядка 6-7 Ампер. Сейчас купил кабель с 6 жилами сечением 0,5 мм2, пока еще не опробовал. Может позже скину данные. Вот график (синий) сопротивления первоначального провода в диапазоне 50 кГц - 2 МГц. Для справки, провод 0,75 мм2 длиной 70 см на постоянном токе должен иметь около 18 мОм сопротивления.
    • @Владислав2 ...без обид, нарисуй схему) я чтобы шарил в этой теме я б не спрашивал) у меня 3,5 из звуковой уходит на саб на два тюльпана.
    • Психологически легче считать частями бака, как и было на аналоговых указателях: четверть бака, полбака, три четверти, полный. И просто держать в голове, что четвертинки гарантированно хватает на X км по городу или Y по трассе. 
    • Давно распаян, увы.
    • в первый пост выложил новую версию загрузчика BootLoader12.zip. сделаны изменения в компьютерной программе и в файле помощи. по просьбе nik1234 добавил выбор доступного (свободного) СОМ порта. если ранее программа открывала первый же свободный порт, а свободных портов имелось несколько, то программа могла открыть не тот порт, к которому подключен МК. и тогда никогда не получится установить соединение между компьютерной программой и загрузчиком. его просьба оказалась очень логичная и актуальная. у меня на ноуте создается только один свободный порт, к которому подключен конвертер. поэтому у меня не может быть проблемы с открытием другого свободного порта. а у него системник с физическими СОМ портами, и нужно выбрать тот порт, к которому подключен МК.
×
×
  • Создать...