Вольтамперметр (100В, 30А на ATMega16)

prv1984

Здравствуйте уважаемые радиолюбители. У меня возникла проблема при измерении тока с помощью Меги16 и встроенного дифференциального усилителя. В настройках всё выставляю как надо, беру пример из Datasheet: на один из входов подаю 300мВ на другой 500мВ, моделирую в Протеусе, но вместо указанного в Datasheet значения 400, получаю 800. В чём можеть быть проблема? Пожалуйста кто может помочь в этом вопросе отзовитесь. Очень нужно!!!

Реклама

Gudd-Head

prv1984 писал(а):вместо указанного в Datasheet значения 400, получаю 800

Что это за значения? Откуда?

Реклама

prv1984

На этой странице (http://microsin.ru/content/view/1145/44/) есть следующий пример из datashеet:

Код: Выделить всё

Пример: ADMUX = 0xED (дифференциальная пара входов ADC3 - ADC2, GAIN = 10, VREF =2.56В, результат с левосторонним выравниванием), напряжение на входе ADC3 = 300 мВ, а на входе ADC2 = 500 мВ, тогда: 

 ADCR = 512 * 10 * (300 - 500) / 2560 = -400 = 0x270 

 С учетом выбранного формата размещения результата (левосторонний) ADCL = 0x00, а ADCH = 0x9C. Если же выбран правосторонний формат (ADLAR=0), то ADCL = 0x70, ADCH = 0x02.

Пытаюсь повторить, но результат моделирования совсем другой

Gudd-Head

Надо код смотреть. И схему Шпротеусовскую.

Реклама

prv1984

Код проекта:

Спойлер

Код: Выделить всё


#include <iom16.h>
#include <intrinsics.h>
// Библиотека для работы с симфольным ЖКИ-дисплеем
#include "lcd_lib.h"

// Макросы для работы с битами микроконтроллера
#define   PRV_SetBit(reg, bit)     reg |= (1<<bit)            
#define   PRV_ClearBit(reg, bit)   reg &= (~(1<<bit))
#define   PRV_InvBit(reg, bit)     reg ^= (1<<bit)
#define   PRV_BitIsSet(reg, bit)   ((reg & (1<<bit)) != 0)
#define   PRV_BitIsClear(reg, bit) ((reg & (1<<bit)) == 0)

// Функция инициализации АЦП ---------------------------------------------------
void PRV_InitADC(void)
{
  DDRA=0;
  // Выбор опорного источника напряжения на 2.56В
  PRV_SetBit(ADMUX, REFS0); PRV_SetBit(ADMUX, REFS1);
  // Выбор дифференциального режима по входам ADC3, ADC3 (Ку=10) ADMUX 4..0 01101
  PRV_SetBit(ADMUX, MUX0); PRV_ClearBit(ADMUX, MUX1);
  PRV_SetBit(ADMUX, MUX2); PRV_SetBit(ADMUX, MUX3);
  PRV_ClearBit(ADMUX, MUX4);
  // Правостороннее выравнивание результата
  PRV_ClearBit(ADMUX, ADLAR);
  // Включение АЦП
  PRV_SetBit(ADCSRA, ADEN);
  // Активация режима однотактного преобразования
  PRV_SetBit(ADCSRA, ADSC);
  // Деактивация режима автоматического перезапуска АЦП
  PRV_ClearBit(ADCSRA, ADIF);
  // Разрешение прерывания АЦП
  PRV_SetBit(ADCSRA, ADIE);
  // Предделитель АЦП = Fcpu/16
  PRV_ClearBit(ADCSRA, ADPS0); PRV_ClearBit(ADCSRA, ADPS1);
  PRV_SetBit(ADCSRA, ADPS2);
  // Запуск преобразования
  PRV_SetBit(ADCSRA, ADSC);
}
// -----------------------------------------------------------------------------

// Функция вывода приветствия при включении устройства -------------------------
void PRV_Intro(void)
{
  LCD_Init(); LCD_Clear();
  LCD_Goto(6,0); LCD_SendString("COPYRIGHT");
  LCD_Goto(5,1); LCD_SendString("DTG-ELCTRIC");
  __delay_cycles(F_CPU * 1); LCD_Clear();
}
// -----------------------------------------------------------------------------
unsigned char PRV_Buffer[4];
unsigned char PRV_NumbersLCD[] = {'0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9'};
// Функция преобразования числа в символы ЖКИ ----------------------------------
void PRV_INTtoLCD(unsigned int number)
{
  unsigned int PRV_Temp;
  
  for(unsigned char i = 0; i < 4; i++)
  {
    PRV_Temp = number % 10;
    PRV_Buffer[3-i] = PRV_NumbersLCD[PRV_Temp];
    number /= 10;
  }
  LCD_WriteData(PRV_Buffer[0]);
  LCD_WriteData(PRV_Buffer[1]);
  //LCD_WriteData(',');
  LCD_WriteData(PRV_Buffer[2]);
  LCD_WriteData(PRV_Buffer[3]);
  
}
// Переменная буффера для хранения среднего знаячения напряжения
volatile unsigned int PRV_BufferADC = 0;
// Обработчик прерывания АЦП +++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
#pragma vector=ADC_vect
__interrupt void adc_my(void) 
{
  
  unsigned char PRV_ADCL = 0;
  unsigned char PRV_ADCH = 0;
  
  PRV_ADCL = ADCL;
  PRV_ADCH = ADCH;
  
  PRV_BufferADC = PRV_ADCL | (PRV_ADCH << 8);
 
  
  // Запуск преобразования
  PRV_SetBit(ADCSRA, ADSC);
}
// +++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
__monitor unsigned int ADC_GetBuf(void)
{
  return PRV_BufferADC;
}

int main( void )
{
  unsigned int VOLTS = 0;

  // Инициализация АЦП
  PRV_InitADC();
  // Разрешение прерываний
  __enable_interrupt();
  PRV_SetBit(SREG, 7);
  // Вывод приветствия
  //PRV_Intro();
  
  LCD_Init(); LCD_Clear();
  
  while(1)
  {
    VOLTS = ADC_GetBuf();  
    LCD_Goto(0,0);
    // Вывод результата на LCD
    PRV_INTtoLCD(VOLTS);
    
    __delay_cycles(1000000);
  }
}

Реклама

Gudd-Head

prv1984 писал(а): // Выбор опорного источника напряжения на 2.56В
PRV_SetBit(ADMUX, REFS0); PRV_SetBit(ADMUX, REFS1);
// Выбор дифференциального режима по входам ADC3, ADC3 (Ку=10) ADMUX 4..0 01101
PRV_SetBit(ADMUX, MUX0); PRV_ClearBit(ADMUX, MUX1);
PRV_SetBit(ADMUX, MUX2); PRV_SetBit(ADMUX, MUX3);
PRV_ClearBit(ADMUX, MUX4);
// Правостороннее выравнивание результата
PRV_ClearBit(ADMUX, ADLAR);

Это 3,14здец. Обычно пишут в одну строчку типа (1<<Refs0)|(1<<Refs1)...

// Деактивация режима автоматического перезапуска АЦП
PRV_ClearBit(ADCSRA, ADIF);

Чего-чего? Вообще-то, флаг прерывания сбрасывается записью в него "1".
А так не знаю чем помочь.

Реклама

ChipKiller

prv1984 писал(а):моделирую в Протеусе, но вместо указанного в Datasheet значения 400, получаю 800. В чём можеть быть проблема?

... код не смотрел, а знак учитывается?

prv1984

ChipKiller писал(а):
prv1984 писал(а):моделирую в Протеусе, но вместо указанного в Datasheet значения 400, получаю 800. В чём можеть быть проблема?
... код не смотрел, а знак учитывается?

Чтобы не было лишних ошибок выводы подключены таким образом, что знак положительный и всё равно результат не совпадает с расчётной формулой из datasheet

prv1984

Кто вообще может привести пример измерения силы тока с помощью диф. усилителя в ATmega16 (программно и схемно). Хотя бы самый примитивный??? Все сроки поджимают, а я уже неделю не могу ничего путёвого сделать.

Gudd-Head

prv1984 писал(а):диф. усилитель в ATmega16

Говно. ИМХО.

The device also supports 16 differential voltage input combinations. ... If 1x or 10x gain is used, 8-bit resolution can be expected. If 200x gain is used, 7-bit resolution can be expected.

prv1984

Говно. ИМХО.

Сейчас вопрос стоит не в качестве и способностях усилителя, а в алгоритме его использования совместно с АЦП. Мне не нужна большая точность.

Gudd-Head

А что алгоритм? На 2 входа подаётся напряжение, на выходе имеем код, пропорциональный их разности.

prv1984

Gudd-Head писал(а):А что алгоритм? На 2 входа подаётся напряжение, на выходе имеем код, пропорциональный их разности.

Как правильно преобразовать полученный код в значение разности напряжений, а далее в ток??? Например, я получаю значение АЦП, равное 800 - сколько это в Вольтах и в Амперах? И насколько такое значение соответствует действительности???

Gudd-Head

800, если в десятичной системе, будет 800/1024*Vref = 2 В при Vref = 2,56 В.

prv1984

Gudd-Head писал(а):800, если в десятичной системе, будет 800/1024*Vref = 2 В при Vref = 2,56 В.

Ваш расчёт актуален для определения напряжения при одиночном включении входа. В случае с дифференциальным включением это не срабатывает. Например у маня на одном из входов 2,56 в на другом 2,46. Результат АЦП-410. По приведённой Вами формуле 410 в десятичной системе это 410/1024*2,56 = 1,025В, хотя фактическая разница 10мВ.

При значении АЦП 410 протеус показывает ток 40 А. Может это както взаимосвязано, а при значении АЦП 250 протеус показывает ток 20 А. Может это както взаимосвязано, т.к. при изменении напряжения всей цепи ток на амперметре и значение АЦП меняются пропорционально с небольшой погрешностью?

ibiza11

вот Вам и нелинейность. ток изменился в 2 раза, а напряжение на шунте меньше, чем в 2 раза.
либо как-то Вы криво читаете АЦП.

Gudd-Head

prv1984 писал(а):Ваш расчёт актуален для определения напряжения при одиночном включении входа.

Конечно. В диф включении результат будет в пределах ±511.

prv1984 писал(а):Например у маня на одном из входов 2,56 в на другом 2,46. Результат АЦП-410. По приведённой Вами формуле 410 в десятичной системе это 410/1024*2,56 = 1,025В, хотя фактическая разница 10мВ.

Ну, во-первых, 2.56-2.46 = 0.1 В = 100 мВ. А с учётом умножителя на 10 как раз будет около 1 В.

prv1984 писал(а):При значении АЦП 410 протеус показывает ток 40 А. Может это както взаимосвязано, а при значении АЦП 250 протеус показывает ток 20 А. Может это както взаимосвязано, т.к. при изменении напряжения всей цепи ток на амперметре и значение АЦП меняются пропорционально с небольшой погрешностью?

Какте ещё амперы? Давайте оперировать с напряжениями на входах МК.

prv1984

Спасибо, что поправили. Действительно этот расчёт актуален и с помощью него можно определить разность напряжений. Остаётся теперь вычислить ток. Как правильнее это сделать зная разность напряжений, т.е. падение на шунте?

Gudd-Head

prv1984 писал(а):Остаётся теперь вычислить ток. Как правильнее это сделать зная разность напряжений, т.е. падение на шунте?

Через закон дедушки Ома: I = U / R.

prv1984

Gudd-Head писал(а):
prv1984 писал(а):Остаётся теперь вычислить ток. Как правильнее это сделать зная разность напряжений, т.е. падение на шунте?
Через закон дедушки Ома: I = U / R.

Вы имеете ввиду так:
I=Uпадения на шунте/Rшунта ?