Нужен цифровой амперметр

[Сергей_74]

Скажите, какую прошивку Вы используете. Пока причина мне не понятна. В железе проверить не могу. Я внесу кое-какие изменения, а Вы уж проверите.

Прошивка под индикатор 1х4 с ОК (V1.1 CC)

[Soir]

Прошивка под индикатор 1х4 с ОК (V1.1 CC)

Подобного эффекта на симуляторе не наблюдаю... Проблема в том, что до нажатия кнопки на индикаторе все время нули? А буква какая? U? Или нули просто кратковременно появляются на дисплее? Попробуйте вот эту прошивку. Не пойдет - буду думать дальше. Завтра.

[Сергей_74]

Прошивка под индикатор 1х4 с ОК (V1.1 CC)

Подобного эффекта на симуляторе не наблюдаю... Проблема в том, что до нажатия кнопки на индикаторе все время нули? А буква какая? U? Или нули просто кратковременно появляются на дисплее? Попробуйте вот эту прошивку. Не пойдет - буду думать дальше. Завтра.

В симуляторе действительно все работает сразу, а в железе почему то именно так как я писал.. стартует с 0.00 без каких либо букв в конце! И начинает работать только после нажатия на кнопку..
_____

После зашивки новой программы все работает как надо! Стартует сразу в режиме вольтметр, далее перебор кнопкой.. все ОК!
Спасибо за поддержку проекта!

Сажусь за амперметр опять.. результаты напишу позже

[Soir]

В симуляторе действительно все работает сразу, а в железе почему то именно так как я писал.. стартует с 0.00 без каких либо букв в конце! И начинает работать только после нажатия на кнопку..
После зашивки новой программы все работает как надо! Стартует сразу в режиме вольтметр, далее перебор кнопкой.. все ОК!

Возможно причина в медленном нарастании напряжения питания. В моих прошивках сброс MCLR отключен. Если есть желание, можете в старой прошивке при программировании установить галочку MCLR включен, а в схеме на вход MCLR (вывод 4 PIC16F676) подать напряжение питания через RC цепочку. Тогда процессор при включении питания будет запускаться с некоторой задержкой (RC). Если причина именно в этом, то и старая прошивка должна заработать нормально. В новой я почти ничего не менял, просто "подтолкнул" немного процесс инициализации.

[Сергей_74]

Возможно причина в медленном нарастании напряжения питания. В моих прошивках сброс MCLR отключен. Если есть желание, можете в старой прошивке при программировании установить галочку MCLR включен, а в схеме на вход MCLR (вывод 4 PIC16F676) подать напряжение питания через RC цепочку. Тогда процессор при включении питания будет запускаться с некоторой задержкой (RC). Если причина именно в этом, то и старая прошивка должна заработать нормально. В новой я почти ничего не менял, просто "подтолкнул" немного процесс инициализации.

Прошивать в смд так часто не очень то удобно, пожалуй я оставлю ту что зашил последней..

Сейчас опробовал такую схему
линейность стала получше в диапазоне от 0,2 до 1,2A а далее уплывает потихоньку в + и на конце(нагрузочное сопротивление) так же врет на 0,3A
Тестил с шунтом в 0,1..

[Soir]

Сейчас опробовал такую схему...
линейность стала получше в диапазоне от 0,2 до 1,2A а далее уплывает потихоньку в + и на конце(нагрузочное сопротивление) так же врет на 0,3A
Тестил с шунтом в 0,1..

Значит нелинейность ОУ, а может и АЦП МК. Попробуйте промерять напряжения на выходе из ОУ для разных токов нагрузки - есть ли здесь линейность.
P.S. Конденсатор, который 1мкФ на выходе ОУ, нехорошо так включать.

[Сергей_74]

На выходе ОУ померить толком не получилось, видимо идет возбуд при прикосновении к нему.
Промерил еще раз все от мин. до макс. и вот что вышло сравнивая с мультиметром (калибровал по мин. показаниям)

нагрузки больше 4А нет под рукой сейчас

PS Тестировал с шунтами 0,01 - 0,05 - 0,1 ОМ линейность не зависела от того какой шунт я ставил, приходилось лишь подстроить КУс

[Soir]

На выходе ОУ померить толком не получилось, видимо идет возбуд при прикосновении к нему.

Это плохо, может быть источником погрешности.

Промерил еще раз все от мин. до макс. и вот что вышло сравнивая с мультиметром ...

Проанализировав таблицу, пришел к выводу, что погрешность носит линейный характер. Довольно точно описывается линейной формулой: показания_мультиметра = 0.9647692 x показания_прибора + 0.0214679. Или упрощенной: показания_мультиметра = 0.972 x показания_прибора. То есть все решается коэффициентом усиления ОУ и начальным смещением ОУ. Может нелинейность проявляется на краях диапазона, но для этого мне нужны дополнительные данные.
Указанную погрешность можно устранить и программным путем. Для принятия правильного решения нужны данные с краев диапазона измерения от 0 до 10А.
Во вложении расчет в Excel.

[Сергей_74]

Начал было проверять амперметр на всю шкалу от 0-10А и уперся в проблему.. Максимум что отображается на индикаторах это 7,83A тогда как реально по мультиметру уже 9,40A..
отключил вход АЦП от ОУ и подал туда напрямую напряжение примерно до 4,88В, АЦП адекватно реагирует на напряжение отображая 9,99 как и должно быть..
Причиной тому что мой амперметр не развертывается на весь диапазон думаю является ОУ, хотя я перепробовал все имеющиеся в наличии(ОР07, LM358, LM2902) максимум который удалось получить это 8,63A с одним из ОУ.. Все опера запитывал от +-5В, хотя особой разницы не заметил по сравнению с питанием ОУ от одно-полярного источника..
Пробовал эту же измерительную часть на другом вольтметре на МЕГА8 и ЖК там показывает почти как надо т.е более 9,38A
И еще с шунтом в 0,1 я вообще не представляю как можно работать на токах от 7А и выше шунт греется собака как кипятильник хоть и мощность его 20W
На сегодня думаю хватит экспериментов..

[Сергей_74]

Сегодня крутил ОУ и так и сяк, смог добиться показаний около 9А, а получилось это лишь запитав ОУ от 15В включив в одно-полярном варианте до 7805.. Еще немного помучив его бросил, так и не добившись нормальной работы.. Далее просто снес все со входа АЦП амперметра, подключил сопротивление на 0,56 Ом одним концом на АЦП другим на землю и стал делать замеры без всяких ОУ, результаты в таблице.. до 10А разогнать не получилось сопротивление всего на 5ватт и после 7А раскалилось буквально до красна, далее поднимать планку не рискнул, контроллер жалко убивать.. Soir посмотрите эти данные.. Если эти данные не устроят то напишите какое лучше взять сопротивление(из стандартных керамических) для "чистой" оценки работы АЦП амперметра

PS Пробовал подключить вольтметр к ЗУ, потом прицепил АКБ прибор все отображает как надо, напряжение, ток тоже (уменьшается по мере заряда) а вот ампер/час и емкость не высчитывает почему то.. На индикаторе 0,5H(показывает даже без АКБ) далее жму кнопку вместо емкости 0,0C

[Soir]

до 10А разогнать не получилось сопротивление всего на 5ватт и после 7А раскалилось буквально до красна, далее поднимать планку не рискнул, контроллер жалко убивать.. Soir посмотрите эти данные.. Если эти данные не устроят то напишите какое лучше взять сопротивление(из стандартных керамических) для "чистой" оценки работы АЦП амперметра

Если шунт разогревается до красна, могу с 99,9 %-ой уверенностью сказать, что его сопротивление будет очень сильно отличаться от номинального. Выход такой: при настройке образцовым мультиметром нужно мерить не силу тока, а напряжение на входе и выходе ОУ. При этом совсем не обязательно работать с большим током и низкоомным шунтом. Можно взять любой шунт, хоть кОм, пропускать через него ток, можно даже мА, создавая на нем такие же падения напряжения, как на реальном. Измеряя напряжение на входе в ОУ (то есть падение напряжения на шунте) и на выходе ОУ по всему диапазону построить таблицу погрешностей ОУ. То есть напряжение на входе умноженное на коэффициент усиления должно равняться напряжению на выходе. И сравнивать с показаниями прибора. При этом произвести настройку ОУ. Если в таком варианте не удастся добиться приемлемой точности, тогда решаем вопрос программно. Если удастся - установить реальный шунт соответствующей мощности. Нужно учитывать, что нагрев шунта будет вносить существенные погрешности в результаты измерения.

Пробовал подключить вольтметр к ЗУ, потом прицепил АКБ прибор все отображает как надо, напряжение, ток тоже (уменьшается по мере заряда) а вот ампер/час и емкость не высчитывает почему то.. На индикаторе 0,5H(показывает даже без АКБ) далее жму кнопку вместо емкости 0,0C

Погоняйте в Proteus. Программа считает только то время, когда ток заряда больше "0". Чтобы получить количество заряда 1 ампер*час АКБ должна заряжаться током 1А в течении часа. Устройство делалось для автомобильного аккумулятора, небольшие токи программой учитываются и суммируются, но чтобы дойти до показаний нужно время или большой ток. Если у Вас даже при отсутствии заряда время заряда идет, значит нет четкого нуля на входе амперметра. Если появляется даже 0,01А программа считает это время. Но, чтобы емкость заряда показала 0,1 ампер*час время заряда таким током должно быть 10 часов. В общем поэкспериментируйте, в принципе можно сделать отсечку небольших токов, только скажите каких.

[Soir]

Если эти данные не устроят то напишите какое лучше взять сопротивление(из стандартных керамических) для "чистой" оценки работы АЦП амперметра

Да, и еще. У этого МК один АЦП, к которому по очереди подключаются разные входа. Для МК абсолютно все равно, что там меряется ток или напряжение, его АЦП измеряет напряжение на своем входе во всех случаях. Если напряжения измерятся правильно - искать причину погрешности нужно не в АЦП, а в цепях преобразования тока в напряжение. То есть в ОУ, делителях, питании, возбуждении, термической нестабильности отдельных элементов и т.д.

[Сергей_74]

Сделал замеры напряжений на входе и на выходе ОУ. Использовал LM358 и шунт в 0,01 результаты в таблице..
Полное выходное напряжение 4,88В удалось получить на выходе ОУ только когда он был запитан от 7808 стабилизатора, от 5В включения не хотел работать на всю шкалу.. Soir посмотрите данные, если что то получится сделать программно буду очень рад))) надежда настроить железно угасает с каждым таким эксперементом..

[brodnov]

Осмелюсь предложить, подать на вход ОУ положительное смещение, порядка 0,16В. Лишние "попугаи" на выходе удаляются программно.

[Soir]

Сделал замеры напряжений на входе и на выходе ОУ. Использовал LM358 и шунт в 0,01 результаты в таблице..
Полное выходное напряжение 4,88В удалось получить на выходе ОУ только когда он был запитан от 7808 стабилизатора, от 5В включения не хотел работать на всю шкалу.. Soir посмотрите данные, если что то получится сделать программно буду очень рад))) надежда настроить железно угасает с каждым таким эксперементом..

Данные посмотрел, есть вопросы.
1. Шунт 0,01 Ом, макс. напряжение на входе в ОУ 0,933V. Вы проверяли на токах до 100А?
2. Некоторые точки выпадают из закономерности. А именно: 1, 13, 29. Здесь или ошибка измерений, или ОУ ведет себя не адекватно на этих напряжениях. Нужно уточнить замеры в этих точках и произвести более частые замеры рядом с ними.
3. Какую погрешность Вы хотите получить? Нулевой не будет, огорчу сразу. Можно выбрать какую-то точку, например 2А и в ней добиться максимальной точности, а по краям диапазона все равно погрешность будет больше.
4. Если эксперименты с железом Вы завершили, то сделайте таблицу: Вход в ОУ (и/или измеряемый ток), Показания прибора.

Можно воспользоваться советом brodnov, но при этом сузится диапазон работы АЦП почти в два раза, что соответственно уменьшит разрешающую способность в диапазоне измеряемых напряжений (токов). АЦП в PIC16F676 10-ти битный (то есть всего 1024 ступеньки), это позволяет измерять входные напряжения в данном приборе с дискретностью 1 в младшем разряде. Если использовать только половину шкалы, а весь диапазон вытягивать программно, то дискретность будет 2 в младшем разряде (то есть в полезном диапазоне будет работать всего 512 ступенек).

[Сергей_74]

Все замеры перепроверил еще раз.. Вы правы я с нолями попутал по входным напряжениям.. дело было ночью и видимо писал я во сне уже реально замеры делал на токах до 10А, внес в таблицу правленые данные(выделено цветом) остальные формулы не трогал.. по поводу сужения диапазона АЦП думаю не стоит этого делать, так хотя бы вольтметр останется точным.. Для амперметра давайте выберем средней точкой значение в 5А а там уж как будет так и будет, понимаю что вы тоже не волшебник и высосать из такого простого прибора 99% точности не получится..

Надо каким то другим способом придумать преобразование тока в напряжение(что то типа токового трансформатора и т.п.) и тогда уже можно говорить о некой точности.. а с таким простым ОУ типа 358 все мучаются и то что некоторые заявляют о высокой точности измерительного узла собранного на этом ОУ считаю сказками.. Просто люди не так критично смотрят на эти расхождения с образцовым прибором

[Soir]

... по поводу сужения диапазона АЦП думаю не стоит этого делать, так хотя бы вольтметр останется точным..

Эту операцию можно проделать отдельно для амперметра, а вольтметр не пострадает. Я только не уверен, что это решит вопрос. Если двухполярное питание ОУ не помогло, то и смещение не поможет, все равно придется программно корректировать.
Ладно, пошел выводить формулу...

[Soir]

Для амперметра давайте выберем средней точкой значение в 5А а там уж как будет так и будет...

Сделал коррекцию, проверить не могу. Старался максимально по таблице. Если что не получилось - пишите. Может я запутался, просил у Вас несколько другие данные:

4. Если эксперименты с железом Вы завершили, то сделайте таблицу: Вход в ОУ (и/или измеряемый ток), Показания прибора.

Имел ввиду показания амперметра на 16F676.

[Сергей_74]

Сделал коррекцию, проверить не могу. Старался максимально по таблице. Если что не получилось - пишите. Может я запутался, просил у Вас несколько другие данные:

Спасибо Вам за то что нянчитесь со мною.. проверить смогу только завтра, сразу отпишуся по результатам

[Сергей_74]

Зашил поправленную прошивку..
настроил по образцовому амперметру на 1,22А
далее получились такие замеры:
Мультиметр / Девайс
0,37/0,21
1,22/1,22
3,15/3,71
7,1/8,07
9,17/9,71
Наверное нет смысла больше колдовать, буду искать другой способ преобразовать ток в напряжение или просто не буду на амперметр смотреть