|
Цифровой амперметр для блока питания, Странности |
|
|
|
Mar 12 2009, 10:30
|

Профессионал
    
Группа: Свой
Сообщений: 1 202
Регистрация: 26-08-05
Из: Донецк, ДНР
Пользователь №: 7 980

|
Доброе время суток всем. Наваял я для себя БП с микроконтроллерным управлением. Цифровая часть включает в себя Atmega8 (собираюсь перейти на 16-ю), LCD 20х4 (для отладки, в конечном продукте будет ккорее всего 16х2), 3 кнопки. Питается это все от LM317 с обвязкой на 5 вольт. Мега через ШИМ и усилитель (LM358) управляет мощным выходным транзюком - Ку = примерно 4, подстраивается переменным резистором в обратной связи усилителя. На выходе как положено большой электролит. С выхода напряжение через многооборотный потенциометр подается на вход АЦП - цифровой вольтметр. Микрокод имеет режим калибровки вольтметра с целью определить коэффициент делителя. Эта часть заработала практически сразу и без проблем. Цифровая и аналоговая земли раздельные, объединены на минусе электролита выпрямителя. Выходное напряжение блока от 0 до 20 вольт с шагом 0.3 вольта - меня устраивает. Захотелось мне сделать встроенный амперметр (на базе которого потом можно добавить и защиту от КЗ и зарядное устройство и т.д.). Включил в землю нагрузки резистор 0.1 ом, с этой земли нагрузки подал сигнал на усилитель (LM358) с Ку = ~45. Считал примерно так - макс. ток 1А - напряжение на резисторе 0.1 в -> 4.5 в для АЦП. С этого усилителя сигнал идет на АЦП контроллера. Плюс режим калибровки, где пользователь вводит ток и напряжение нагрузки по эталонным приборам, а проессор вычисляет точное значение шунта (он дискретный, имеет разброс и омметры мультеметров его не берут - слишком мал.) и коэффициент усиления усилителя. Вроде более-менее классическая схема. Оба входа АЦП подключены через джамперы, чтобы не пожечь АЦП/МК при настройке. Включил, начал настраивать - обеспечил ток 1А (по эталонному амперметру), напряжение шунта порядка 0.1 в - нормально, закон ома работает  . Далее начались какие-то непонятные для меня вещи - на выходе усилителя амперметра увидел 2-2.5 в. ПОЧЕМУ??? Я конечно могу поднять Rос до 90-100 кил, но хотелось бы понять, почему эта байда получается? Отлаживать далее смысла нет ... Да, еще. Вычитал, что для малых напряжений лучше применять дифф. усилитель, но с ним еще хуже, надо строго калиброванные резисторы, у меня их нет. Не буду ж я скупать гору резюков, а потом тыкать их омметром в надежде найти 4 строго одинаковых ... Применять спец микросхемы не хочу и не буду, их и раньше хрен достанешь, а сейчас и подавно ... Спасибо.
Сообщение отредактировал hd44780 - Mar 12 2009, 10:36
--------------------
Чтобы возить такого пассажира, необходим лимузин другого класса. (с) Мария Эдуарда
|
|
|
|
|
 |
Ответов
(1 - 99)
|
Mar 12 2009, 11:42
|

Профессионал
    
Группа: Свой
Сообщений: 1 202
Регистрация: 26-08-05
Из: Донецк, ДНР
Пользователь №: 7 980

|
Цитата(Павлик @ Mar 12 2009, 14:21)  Я сделал возможно не лучше , но чтобы не искать спец ОУ поставил источник -5в специально для 4558 , обвязку сварганил , все работает на ура . Какой фирмы это 4558? Путаюсь я в этих цифровых обозначениях. Не поймешь, то ли логика, то ли еще что-то .... 79L05 - стабилизатор отрицательного напряжения что-ли? Зачем оно, не пойму? Отрицательных сигналов вроде нету.
Сообщение отредактировал hd44780 - Mar 12 2009, 11:45
--------------------
Чтобы возить такого пассажира, необходим лимузин другого класса. (с) Мария Эдуарда
|
|
|
|
|
Mar 12 2009, 13:03
|

Профессионал
    
Группа: Свой
Сообщений: 1 202
Регистрация: 26-08-05
Из: Донецк, ДНР
Пользователь №: 7 980

|
Цитата(sera_os @ Mar 12 2009, 15:47)  Автор, схему давай!!! Так быстрее поможем. Кстати, 358 по входу "видит" напряжение меньше чем минусовое питание на 0,3В, такшта можно и без R-R обойтись, если правильно развести и схему рабочую взять. Схему завтра положу. Что такое R-R? Проект, который я брал за основу - http://www.cxem.net.ru/pitanie/5-172.php или http://vrtp.ru/index.php?act=categories&am...mp;article=1851Это одно и то же. Он на PIC-е, с интегральным АЦП. Да и с каким-то энкодером вместо кнопок. "Минусовое напряжение" в схеме - земля.
Сообщение отредактировал hd44780 - Mar 12 2009, 13:11
--------------------
Чтобы возить такого пассажира, необходим лимузин другого класса. (с) Мария Эдуарда
|
|
|
|
|
Mar 12 2009, 13:25
|

Профессионал
    
Группа: Свой
Сообщений: 1 457
Регистрация: 2-05-06
Из: UA
Пользователь №: 16 689

|
Цитата(hd44780 @ Mar 12 2009, 15:03)  Что такое R-R? rail-to-rail, ОУ имеющий диапазон рабочего входного и/или выходного напряжения близко к напряжениям питания. Цитата "Минусовое напряжение" в схеме - земля. Можно догадаться, но это сути не меняет.
--------------------
|
|
|
|
|
Mar 12 2009, 17:55
|

Профессионал
    
Группа: Свой
Сообщений: 1 457
Регистрация: 2-05-06
Из: UA
Пользователь №: 16 689

|
Удалил цитату, ответ не нужен, разобрался Цитата обычно шунт выносят за землю+инвертирующий усилитель на ОУ Инвертирующий?  И после него еще один инвертирующий?! Если питание однополярное, то только неинвертирующий усилитель! hd44780 на сысках приведенных вами вполне рабочие схемы, и что касается тока - тоже. Может вы просто ОУ спалили? Как себя ведет каскад на нем?
--------------------
|
|
|
|
|
Mar 12 2009, 18:28
|

Профессионал
    
Группа: Участник
Сообщений: 1 548
Регистрация: 20-12-07
Из: г.Новосибирск
Пользователь №: 33 486

|
Вот так делать не надо. Нужно шунт выносить за землю, чтобы падение на шунте не было частью выходного напряжения. Цитата(sera_os @ Mar 12 2009, 23:55)  Удалил цитату, ответ не нужен, разобрался Инвертирующий?  И после него еще один инвертирующий?! Если питание однополярное, то только неинвертирующий усилитель! Отрицательное напр. на шунте усиливаем инвертирующим усилителем , получится - положительное !!!
Эскизы прикрепленных изображений
--------------------
И на камнях растут деревья!
|
|
|
|
|
Mar 13 2009, 07:13
|

Профессионал
    
Группа: Свой
Сообщений: 1 202
Регистрация: 26-08-05
Из: Донецк, ДНР
Пользователь №: 7 980

|
ОУ исправен, менял местами с тем, который управляет выходным напряжением, там работает. Усилительный каскад работает, единственная странность - низкий коэффициент усилениия.
Двуполярное питание сделаю, проверю. domowoj, с какой стороны у тебя земля схемы, а с какой - земля для нагрузки? Питание ОУ, насколько я понимаю д.б. двуполярным?
--------------------
Чтобы возить такого пассажира, необходим лимузин другого класса. (с) Мария Эдуарда
|
|
|
|
|
Mar 13 2009, 09:23
|
Группа: Участник
Сообщений: 11
Регистрация: 3-01-07
Пользователь №: 24 074

|
У вас я так понял опорное 5В? если да то уменьшите опорное до 2.5в и измените коэффициент усиления ОУ. Если мах ток 1А то увеличьте шунт и не нужен будет ОУ.
У меня немного другая проблема, тоже с ОУ для амперметра, а именно в нелинейности. Если коэффициент усиления ОУ( lm358 ) скажем 10 и на входе 0,01в то нв выходе 0,1в тут все нормально, дальше подаю 0,02 а на вых не 0,2в а 0,17 и тд. Поставил AD8552 нелинейность как было так и осталось только цифры немного изменились. Кроме разводки, есть ли другие варианты в чем проблема?
|
|
|
|
|
Mar 13 2009, 10:02
|

Профессионал
    
Группа: Участник
Сообщений: 1 548
Регистрация: 20-12-07
Из: г.Новосибирск
Пользователь №: 33 486

|
Цитата(hd44780 @ Mar 13 2009, 13:13)  domowoj, с какой стороны у тебя земля схемы, а с какой - земля для нагрузки? Питание ОУ, насколько я понимаю д.б. двуполярным? Справа земля твоего источника питания, слева - земля выпрямителя. Как раз по входу ОУ двуполярное питание не обязательно. В любом случае минус питания нужен, при измерения малых токов, даже r-t-r ОУ имеют вых. напряжение отличное от 0(0,2...0,3В).
--------------------
И на камнях растут деревья!
|
|
|
|
|
Mar 13 2009, 13:55
|

Профессионал
    
Группа: Свой
Сообщений: 1 202
Регистрация: 26-08-05
Из: Донецк, ДНР
Пользователь №: 7 980

|
Цитата(domowoj @ Mar 13 2009, 15:04)  Зачем? Запитайте управление относительно "минуса(земли )" выпрямителя.
Где схема то?? Схему вложил. Там нарисован только узел амперметра, т.к. вс остальное работает, там вопросов нет. Про землю вроде понятно.
Эскизы прикрепленных изображений
--------------------
Чтобы возить такого пассажира, необходим лимузин другого класса. (с) Мария Эдуарда
|
|
|
|
|
Mar 13 2009, 14:26
|

Профессионал
    
Группа: Участник
Сообщений: 1 548
Регистрация: 20-12-07
Из: г.Новосибирск
Пользователь №: 33 486

|
А зачем DA1.2 и DA2.2, только лишнее смещение нуля? А цепь измерения тока сделай как я посоветовал. Отрицательный источник питания можно сделать вольт 5 и даже меньше(и не обязательно стабилизированное), но так, чтобы в сумме с положительным было не более мах для операционника. Регулирующий элемент замени лучше составным
Эскизы прикрепленных изображений
--------------------
И на камнях растут деревья!
|
|
|
|
|
Mar 13 2009, 15:19
|

Профессионал
    
Группа: Свой
Сообщений: 1 202
Регистрация: 26-08-05
Из: Донецк, ДНР
Пользователь №: 7 980

|
domowoj, спасибо, попробую. Я правильно понял идею с выносом шунта за землю? Двуполярное питание я не изобразил, с ним вроде все ясно. Если что, потом спрошу еще.
Сообщение отредактировал hd44780 - Mar 13 2009, 15:21
Эскизы прикрепленных изображений
--------------------
Чтобы возить такого пассажира, необходим лимузин другого класса. (с) Мария Эдуарда
|
|
|
|
|
Mar 16 2009, 09:22
|

Профессионал
    
Группа: Свой
Сообщений: 1 202
Регистрация: 26-08-05
Из: Донецк, ДНР
Пользователь №: 7 980

|
Цитата(domowoj @ Mar 13 2009, 19:14)  Еще одно. Вместо ЦАПа с помощью ШИМ лучше поставить, допустим, 572ПА1А, хотя бы 8ми разрядный, будет точнее и ИМХО, проще в управлении, меге16 выводов хватит. Скачал я pdf-ник на 572ПА1, там схема подключения весьма образная. Реальная схема чем-нибудь отличается? в качестве ОУ LM358 пойдет?
Прикрепленные файлы
572pa1.pdf ( 69.99 килобайт )
Кол-во скачиваний: 140
--------------------
Чтобы возить такого пассажира, необходим лимузин другого класса. (с) Мария Эдуарда
|
|
|
|
|
Mar 16 2009, 17:12
|

Профессионал
    
Группа: Участник
Сообщений: 1 548
Регистрация: 20-12-07
Из: г.Новосибирск
Пользователь №: 33 486

|
572ПА1 нормально работает от 5 до 15 вольт, но лучше - 15. ОУ включен по схеме преобразователя ток - напряжение, поставь в разрыв ОС(вывод16-выход ОУ) резистор 10...47кОм и будешь регулировать коэф. преобразования. ОУ же можно запитать +29В минус 3В. Можно применить высоковольтный ОУ. Есть вариант развязать ОУ ЦАПа и регулирующий транзистор транзисторным оптроном Например так. Вот здесь http://lord-n.narod.ru/walla.html"Искусство схемотехники" стр.392 рис 6.50 еще вариант.
Эскизы прикрепленных изображений
--------------------
И на камнях растут деревья!
|
|
|
|
|
Mar 22 2009, 08:45
|

Профессионал
    
Группа: Свой
Сообщений: 1 202
Регистрация: 26-08-05
Из: Донецк, ДНР
Пользователь №: 7 980

|
Цитата(smk @ Mar 21 2009, 22:02)  RC-фильтр одна цепочка? Пульсации какие были? Напряжение измеряли АЦП и корректировали? У меня 2 последовательно включенных одинаковых фильтра. На выходе всей конструкции еще электролит на 1000 мкф стоит. Можно еще какие-нибудь 100 pF туда поставить, но пока их там нет. Пульсации не смотрел - нечем. Осциллографа нету. Выходное напряжение в схеме измеряется АЦП-ом контроллера через делитель + программная коррекция по эталонному вольтметру. После калибровки вроде одинаково показывает. Отличий особых пока не замечал. Отдельного АЦП-а у меня нету, разве что наваять самому на базе того же ПА1А. Компаратор 554СА3 у меня есть (хотя и интегрированный есть). Но будет ли это точнее и лучше? Плюс еще и аналоговый мультиплексор какой-то. На 572ПА1А пульсаций вообще быть не должно по идее. Я его уже купил, но еще не занимался - хочу сперва амперметр до ума довести, а потом уже ЦАП-ами играться.
Сообщение отредактировал hd44780 - Mar 22 2009, 08:52
--------------------
Чтобы возить такого пассажира, необходим лимузин другого класса. (с) Мария Эдуарда
|
|
|
|
|
Apr 11 2009, 09:25
|

Профессионал
    
Группа: Свой
Сообщений: 1 202
Регистрация: 26-08-05
Из: Донецк, ДНР
Пользователь №: 7 980

|
Наконец руки дошли доделать и проверить.... Вроде работает  . Пока попробовал на 8-мм кулере от компьютерного БП - нормально. Усилитель амперметра наконец-то начал расчетные значения давать. Позже еще на большом токе (1А) проверю.
Сообщение отредактировал hd44780 - Apr 11 2009, 09:26
--------------------
Чтобы возить такого пассажира, необходим лимузин другого класса. (с) Мария Эдуарда
|
|
|
|
|
Apr 11 2009, 15:52
|

Местный
  
Группа: Свой
Сообщений: 253
Регистрация: 28-12-07
Из: Украина г. Первомайск
Пользователь №: 33 716

|
Получилось вот так. По скольку резистора людского 0,1 Ом не было на 5 - 10 ватт , налепил то что было , советские 0,47 Ома 2 вата 5 шт в паралель . Работает класно , сравнивал линнейность с мультиметром Mastech MY-68 (оригинальным) , все ок. Вольтметр рисовать смысла не вижу  .
Сообщение отредактировал Павлик - Apr 11 2009, 15:55
Эскизы прикрепленных изображений
|
|
|
|
|
Apr 12 2009, 06:21
|

Профессионал
    
Группа: Участник
Сообщений: 1 548
Регистрация: 20-12-07
Из: г.Новосибирск
Пользователь №: 33 486

|
Цитата(Serj78 @ Apr 12 2009, 12:59)  Мне неясно, зачем Павлику понадобилось усиливать напряжение с шунта всего лишь вдвое(максимум)? может на схеме ошибка? Мало того Павлик еще и делит усиленный сигнал с шунта делителем 1 Ом/10кОм ,зачем??? Да еще и учиться не хочет. Гордыня, самый тяжкий грех. Да Бог вам судья.
--------------------
И на камнях растут деревья!
|
|
|
|
|
Apr 12 2009, 17:15
|

Профессионал
    
Группа: Участник
Сообщений: 1 548
Регистрация: 20-12-07
Из: г.Новосибирск
Пользователь №: 33 486

|
Цитата(hd44780 @ Apr 13 2009, 00:09)  Почему 10в на выходе? Прекрасно и 22 и 23в получается. Больше 1А мне и не нужно. В чем небрежность? 5 Вольт после ШИМа умножить на Ку=2 сколько будет? tyro а в чем ошибка-то???
--------------------
И на камнях растут деревья!
|
|
|
|
|
Apr 14 2009, 15:08
|

Профессионал
    
Группа: Участник
Сообщений: 1 548
Регистрация: 20-12-07
Из: г.Новосибирск
Пользователь №: 33 486

|
Составной npn транзистор можно конечно, но не нужно забывать, что Uбэ составного =1,4В. И напряжение насыщения больше, чем у просто транзистора. Можно сделать так. Обратная связь заведено правильно! Сопротивление R4 можно поварьировать. Q1 - составной. Достоинство схемы - вых. напряж. меньше питающего на величину напр. насыщения транзистора, - вых. операционника находится в середине питающих.
Сообщение отредактировал domowoj - Apr 14 2009, 15:16
Эскизы прикрепленных изображений
--------------------
И на камнях растут деревья!
|
|
|
|
|
Apr 14 2009, 16:28
|

Профессионал
    
Группа: Участник
Сообщений: 1 548
Регистрация: 20-12-07
Из: г.Новосибирск
Пользователь №: 33 486

|
Цитата(Microwatt @ Apr 14 2009, 23:13)  Транзистор обязательно составной и обязательно импортный шоб побольше коэффициент усиления - с одной стороны. Шоб большой коэффициент усиления не мешал, ввводим резистор снижения петлевого усиления - с другой стороны. Интересные шляпки носила буржуазия, однако... Усиление это хорошо или плохо? Хороший вопрос. Коэф передачи по току транзистора нужен больше, чтобы получать Амперные вых. токи при маломощном управлении (можно и МОП применить). Другое. Чем выше петлевое усиление, тем выше коэф. стабилизации по напряжению и току всего стабилизатора, НО мы ввели в петлю доп. усиление и фазовый сдвиг за счет транзистора. Значит надо либо корректировать фазочаст хар-ку, либо уменьшить общий Ку(или и то и другое). Чем хорош, ранее предложенный вариант с оптроном, это то что Ку оптрона <1.
--------------------
И на камнях растут деревья!
|
|
|
|
|
Apr 14 2009, 16:57
|
    
Группа: Свой
Сообщений: 1 928
Регистрация: 11-07-06
Пользователь №: 18 731

|
Меня всё подмывало спросить, зачем вообще так извращаться? Может проще взять LM317 (или LM1085 - надеюсь, автор не отнесет их к труднодоставаемым и дорогим комплектующим) и управлять выходным напряжением, отбирая некоторый ток по его цепи ОС (хоть ШИМом, хоть ЦАПом). Всё легко считается, насквозь линейно, и каждый элемент занимается своим делом, не помышляя о генерёжке. Ограничение по току, если нужно, тоже приделывается малой кровью.
|
|
|
|
|
Apr 15 2009, 07:18
|

Профессионал
    
Группа: Свой
Сообщений: 1 202
Регистрация: 26-08-05
Из: Донецк, ДНР
Пользователь №: 7 980

|
Цитата(xemul @ Apr 14 2009, 19:57)  Меня всё подмывало спросить, зачем вообще так извращаться? Может проще взять LM317 (или LM1085 - надеюсь, автор не отнесет их к труднодоставаемым и дорогим комплектующим) и управлять выходным напряжением, отбирая некоторый ток по его цепи ОС (хоть ШИМом, хоть ЦАПом). Всё легко считается, насквозь линейно, и каждый элемент занимается своим делом, не помышляя о генерёжке. Ограничение по току, если нужно, тоже приделывается малой кровью. LM317 у меня есть, более того - обеспечивает 5-ю вольтами AVR и LCD. Мысль про управляемый делитель на выходе LM317 была, я видел схему в его даташите, но ваять кучу резисторов, чем-то управлять ими ... Конкретной схемы для "отбора некоторого тока по его цепи ОС" я не нашел, увы. Самому сочинять такое у меня опыта не хватает, увы ... Проще транзистор поставить по классической схеме, пусть даже составной. Обмотки вторичные переключать пока не буду - напряжения и тока мне и так пока достаточно. Когда понадобится больше - буду думать дальше. Самое мощное, с чем мне приходилось работать - обычный IDE винчестер. LM7812/LM7805 его плохо тянули - с трудом стартовал. Пришлось использовать старый AT-шный БП  . Но это редко очень. В подавляющем большиинстве случаем мне такая мощь ни к чему.
Сообщение отредактировал hd44780 - Apr 15 2009, 07:30
--------------------
Чтобы возить такого пассажира, необходим лимузин другого класса. (с) Мария Эдуарда
|
|
|
|
|
Apr 15 2009, 08:47
|

Любитель
    
Группа: Свой
Сообщений: 1 864
Регистрация: 20-08-06
Из: Тольятти
Пользователь №: 19 695

|
Тоже собирал лабораторный БП для собственных нужд, с хар-ками 0-20В и 0-3А. Начинал ещё с пиков, закончил на AVR. Только у меня схема посложнее, с цифровым реостатом и т.д, а в основном похожая. Регулирующий транзистор действительно греется не хило при большом токе и малом напряжении, пришлось установить небольшой вентилятор Идеалом был бы такой-же БП, но с импульсным регулятором, чтобы исключить большое выделение мощности. Но, к сожалению, пока не смог найти схему подобного девайса...
|
|
|
|
|
Apr 15 2009, 12:52
|
    
Группа: Свой
Сообщений: 1 928
Регистрация: 11-07-06
Пользователь №: 18 731

|
Цитата(hd44780 @ Apr 15 2009, 16:06)  Я про стабилитрон не понял ... Он питает его от LM7805, какие 9 вольт? Или конструкция на КТ815, с которого идет +7в ненадежная? Минимальное напряжение на входе 7805: 5 В + 2.5 В = 7.5 В (выход + падение на стабилизаторе) В схеме нарисован стабилитрон на 6.8 В. Минус 0.6 В на переходе БЭ транзистора. Итого 6.2 В на входе 7805, чего ей недостаточно для работы в режиме стабилизации (все пульсации со входа будут прямиком лезть на выход). Эта конструкция, по-видимому, была придумана, чтобы располовинить рассеиваемую мощность между КТ815 и 7805 (потребление по +5 достаточно приличное из-за светодиодных индикаторов). имхо, проще было бы резистор перед 7805 поставить - какая разница, на чем мощу сеять.
|
|
|
|
|
Apr 15 2009, 15:51
|

Профессионал
    
Группа: Участник
Сообщений: 1 548
Регистрация: 20-12-07
Из: г.Новосибирск
Пользователь №: 33 486

|
Может мост сделать хитрый. Процессором управлять тиристорами и этим поддерживать на рег. транзисторе приемлемое напряжение.
Эскизы прикрепленных изображений
--------------------
И на камнях растут деревья!
|
|
|
|
|
  |
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0
|
|
|