Заголовок сообщения: Как сделать амперметр со средней точкой 0...5в на выходе??
Добавлено: Ср апр 01, 2015 20:51:38
Потрогал лапой паяльник
Зарегистрирован: Вс сен 11, 2011 12:35:11 Сообщений: 378
Рейтинг сообщения:0
В общем маялся с разными датчиками тока но они дорогие и громоздкие, решил все же набраться опыта и практики и сделать самому свой амперметр. Немного поизучал операционники и токовые резисторы. Но у меня не простая задача, простую я бы уже спаял. Есть заряд есть разряд. То есть измерять надо ток во время разряда и заряда в обе стороны. Рассчитать усиление и подобрать резиторы думаю смогу. А вот как сделать схему так что бы во время заряда с одного операционника снять 0-5 вольт а во время разряда с другого операционника снять 0-5 вольт я не знаю. В дальнейшем каждый канал будет подключён к своему каналу АЦП. На дисплее 2 строки, заряд и разряд. Лежат новые MCP6001 на них и соберу. Ток измеряемый 0..60ампер постоянное напряжение 100 вольт хотя это особо не важно, операционники будут питаться от 12 вольт.
А вот как сделать схему так что бы во время заряда с одного операционника снять 0-5 вольт а во время разряда с другого операционника снять 0-5 вольт я не знаю.
А может просто один шунт на заряд, другой шунт на разряд?
MCP6001 имеют максимальное напряжения питания 6В. А так мс неплохие. Вы хотите крутизну преобразования 1В на 12А? Так в чём дело. Выделяемая на шунте мощность будет до 3,6Вт. На каждый ампер тока на шунте напряжение один мВ. При токе 60А - 60мВ. Посчитать коэфф.усиления и номиналы резисторов цепи ОС для превращения 60мВ в 5В вы сможете. А включение ОУ правильное. Можно добавить корректировку смещения входов, для точного измерения токов в несколько ампер. Вот тут долго бодались по этой теме: viewtopic.php?f=2&t=114202
А почему вместо ОУ нельзя использовать ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ? Ну, например AD620? (ну, я с ним работал ) На входы In+ и In- подаётся напряжение с разных концов шунта, Vop - половина (например) опорного напряжения, с выхода Vin - на АЦП микроконтроллера.. Ну, а "программируемый коэффициент усиления" - это "крутизна характеристики".. Программно вычитаем из показаний АЦП то показания, которые выдаёт АЦП при отсутствии тока через шунт - вот вам и амперметр с "нулём" и с показаниями "в обе стороны"..
Если питание такого "модуля" будет гальванически развязано от питания всей остальной схемы- вполне "живой" результат..
Заголовок сообщения: Re: Как сделать амперметр со средней точкой 0...5в на выходе
Добавлено: Чт апр 02, 2015 00:39:47
Друг Кота
Карма: 25
Рейтинг сообщений: 99
Зарегистрирован: Вс янв 24, 2010 19:19:52 Сообщений: 4468 Откуда: Главный Улей России (Moscow)
Рейтинг сообщения:0
Можно обойтись хоть LM321 или TL082 (он даже лучше пойдет). Собирается классический неинвертирующий усилитель с ООС и рассчитывается необходимый коэффициент усиления. Это если питание ОУ двуполярное.
Как-то так: Спойлер
_________________ I am DX168B and this is my favourite forum on internet!
Заголовок сообщения: Re: Как сделать амперметр со средней точкой 0...5в на выходе
Добавлено: Чт апр 02, 2015 01:33:13
Потрогал лапой паяльник
Зарегистрирован: Вс сен 11, 2011 12:35:11 Сообщений: 378
Рейтинг сообщения:0
На выходе с ОУ никаких отрицательных напряжений не должно быть. Только положительные. Инструментальные ОУ это хорошо но не на что купить пока что. Есть у меня какая то плата на запчасти. Надо на ней поглядеть, вроде что то видел.
Заголовок сообщения: Re: Как сделать амперметр со средней точкой 0...5в на выходе
Добавлено: Чт апр 02, 2015 02:18:32
Друг Кота
Карма: 25
Рейтинг сообщений: 99
Зарегистрирован: Вс янв 24, 2010 19:19:52 Сообщений: 4468 Откуда: Главный Улей России (Moscow)
Рейтинг сообщения:0
AVT-28 писал(а):
На выходе с ОУ никаких отрицательных напряжений не должно быть. Только положительные. Инструментальные ОУ это хорошо но не на что купить пока что. Есть у меня какая то плата на запчасти. Надо на ней поглядеть, вроде что то видел.
Ну дык эта же схема годится и для однополярного питания, только вместо TL082 надо применить что-то из rail-to-rail усилителей. Но нужно будет слепить смещение на половину. Такая схема у меня успешно работает как раз на однополярном питании.
Спойлер
Конечно, точность по сравнению с диффусилком (инструментальником) никакая, да и вместо стабилитрона лучше применить ИОН. Тут по сопротивлениям все друг-друга балансирует. Смещение сохраняется на рабочей точке даже под влиянием тепла. (если стабилитрон не уплывет) Эта схема использовалась вместе с микроконтроллером для замера токов в двунаправленном преобразователе.
Есть где-то и с двумя ОУ: Два выхода. Оба от нуля до 5V. Один выдает значение тока в одном направлении через шунт, другой выход в другом направлении тока через шунт. Остается выкинуть смещение (R4 и R8 оно осталось от старого ОУ) и перерасчитать резисторы под свой коэффициент усиления.
_________________ I am DX168B and this is my favourite forum on internet!
Заголовок сообщения: Re: Как сделать амперметр со средней точкой 0...5в на выходе
Добавлено: Чт апр 02, 2015 11:29:44
Потрогал лапой паяльник
Зарегистрирован: Вс сен 11, 2011 12:35:11 Сообщений: 378
Рейтинг сообщения:0
Нашел у себя в запасах INA122. Инструментальный ОУ причём можно вместе с обвязкой его оттуда выковырять. И я так понимаю если запитать напряжением выше +5, например +12 то можно снимать 5 вольт в обе стороны?? Правда не знаю для чего он раньше использовался. 2 шт есть в наличии.
Вот с ним схемку если сделать наверное будет хорошо работать.. Пипец, пора proteus изучать. Я раньше занимался простой автоматикой. Всё чаще и чаще стало нужно с аналоговой техникой работать и прочими более сложными схемами. В протеусе я бы достаточно быстро всё понял. Только его теперь изучать придётся.
Заголовок сообщения: Re: Как сделать амперметр со средней точкой 0...5в на выходе
Добавлено: Чт апр 02, 2015 13:28:23
Друг Кота
Карма: 25
Рейтинг сообщений: 99
Зарегистрирован: Вс янв 24, 2010 19:19:52 Сообщений: 4468 Откуда: Главный Улей России (Moscow)
Рейтинг сообщения:0
Стандартный ОУ дает на выходе напряжение от -U питания до +U питания при двухполярном питании и от 0 до Uпитания при однополярном питании. Если нужен диапазон выходных напряжений от 0 до 5V, то питать ОУ надо от 5V. Если есть только 12V, то можно влупить LDO или хРЕНку (LM7805) для питания ОУ.
Выше я привел вот эту схему:
Питание ОУ - 5V. Измеритель тока (он, кстати, применяется в реальном проекте уже 4 года) занимает два канала АЦП на микроконтроллере. Один канал мерит "заряд АКБ" а другой "разряд АКБ". За счет этого увеличивается разрешающая способность измерителя. 0...1023 в одном направлении и 0...1023 в другом. Когда ток через резистор R12 течет в одном направлении, на одном из выходов появляется напряжение, эквивалентное протекаемому току а на другом ноль вольт. Когда ток начинает течь в другом направлении, то на втором появляется напряжение, а на первом ноль вольт. Самое интересное - это то, что тут используется обычный ОУ (правда, rail-to-rail архитектуры) Если нужна высокая точность, то конечно лучше инструментальник. Но этой схемы хватило, чтобы мерить ток от -150А до +150А с точностью до 0.2А, что более чем достаточно.
Далее тут:
Рассчет схемы простой. Коэффициент усиления (во сколько раз усиливает усилитель) проводится по простой формуле:
K = (R1 + R2) / R2
Так же, должно соблюдаться условие: R3 = R1 и R4 = R2 так как резисторы R3 и R4 необходимы для симметрирования усилителя и всей схемы в целом. Если нужно смещение наполовину, то резистор R5 должен быть равным резисторам R1 и R3 при условии, что на него подается напряжение, равное половине максимального напряжения рабочего диапазона выходных напряжений. Если у МК внешний ИОН для АЦП, то подать нужно опорное напряжение с него, пересчитав резистор R5)
ЗЫ: Есть хорошая знаменитая книжка по основам схемотехники: Хоровиц и Хилл: Искусство схемотехники.
_________________ I am DX168B and this is my favourite forum on internet!
Заголовок сообщения: Re: Как сделать амперметр со средней точкой 0...5в на выходе
Добавлено: Чт апр 02, 2015 16:36:51
Потрогал лапой паяльник
Зарегистрирован: Вс сен 11, 2011 12:35:11 Сообщений: 378
Рейтинг сообщения:0
Ну естесьно работает. Программка на андроиде через голубозуб передаёт данные на мобилу. Для электросамоката ваттметр, сколько пройдено пути, сколько осталось пути и так делее. А вот с замером тока проблема. Датчик тока мне не очень нравится, здоровый зараза.
Заголовок сообщения: Re: Как сделать амперметр со средней точкой 0...5в на выходе
Добавлено: Чт апр 02, 2015 18:54:55
Потрогал лапой паяльник
Зарегистрирован: Вс сен 11, 2011 12:35:11 Сообщений: 378
Рейтинг сообщения:0
А еще вопросик интересный. От шунта 0.0012 ом можно тонкие провода к операционникам пустить? Примерно 0.2кв. Не будут ли по дороге сосать помехи? А там помеха будь здоров, шим постоянно работает и вокруг беда просто. Просто шунт хочу расположить прям на аккумуляторах а схему уже в другом месте.
Заголовок сообщения: Re: Как сделать амперметр со средней точкой 0...5в на выходе
Добавлено: Чт апр 02, 2015 20:26:41
Друг Кота
Карма: 25
Рейтинг сообщений: 99
Зарегистрирован: Вс янв 24, 2010 19:19:52 Сообщений: 4468 Откуда: Главный Улей России (Moscow)
Рейтинг сообщения:0
Ну, мы такой и используем, так как датчик выносной. Только экранированный и в виде витой пары. Резистор на 4.7 ом в моей схеме не просто так стоит. Он замыкает часть наводок, гуляющих по проводам. Но новый проект подразумевает отдельную плату, установленную прямо на шунте 75ШСМ-150 с усилителями, микроконтроллером и изолированным интерфейсом RS-485 (или опционально CAN)
По поводу схемы: Конденсаторы C1 и C2 следует соединить параллельно с R2 и R5 соответственно. Иначе они могут только мешать. Отсутствуют плечи симметрирования по входам ОУ. Посмотрите на мою схему и сделайте аналогично. (там все это есть, только свои номиналы вставите.)
_________________ I am DX168B and this is my favourite forum on internet!
Вы не можете начинать темы Вы не можете отвечать на сообщения Вы не можете редактировать свои сообщения Вы не можете удалять свои сообщения Вы не можете добавлять вложения