Нормирование сигнала перед АЦП. Как правильно?, помогите новичку Опции

[Bogila Anton]

Есть мощьный светодиод, управляю его яркостью методом ШИМ через мегу8 и полевик. Надо мерять ток который жрет светодиод. Надо замерить падение напряжение на шунте. С АЦП разобрался работает, когда крутишь переменник - тоесть менять чистое напряжение на АЦП то вычесляет верно, когда пытаюсь мерять напряжение на концах шунта во время работы ШИМ, то считает не верно, думаю это связано с пульсациями из-за ШИМ.
Вопрос: как нормировать сигнал перед АЦП, какие фильтры применять, если б привели конкретные параметры, схемы, я в этом не силен вот и спрашиваю.
Параметры схемы: Макс напряжение 12В, светодиод жрет 1А макс., шунт 0,333Ом на + перед светодиодом. ШИМ планирую от 200Гц до 1кГц.
Вобщем подскажите шото, пожалуйста.

[Stanislav_S]

какая точность измерения вам нужна?

[Bogila Anton]

какая точность измерения вам нужна?

ну наверное как минимум десятые, но это грубо будет врядле ток нормально вычислить можно будет значет сотые. Подскажите хоть в каком направлении двигаться, какие и где фильтры нужны, может перед светодиодом надо эти импульсы сглажевать а уже потом и перед АЦП тоже фильтры ставить? Шо делать

[muravei]

ШИМ планирую от 200Гц до 1кГц.

Чем выше ШИМ(в разумных пределах) , тем проще его фильтровать.
В простейшем случае : резистор 1-10кОм с шунта на АЦП и конд 0.1 -1 мк. Надо подобрать так, чтобы пулсации сглаживало , а изменнения отслеживать не мешало.

[Tanya]

Вопрос: как нормировать сигнал перед АЦП, какие фильтры применять, если б привели конкретные параметры, схемы, я в этом не силен вот и спрашиваю.
Параметры схемы: Макс напряжение 12В, светодиод жрет 1А макс., шунт 0,333Ом на + перед светодиодом. ШИМ планирую от 200Гц до 1кГц.
Вобщем подскажите шото, пожалуйста.

Усилитель надо бы - ведь напряжение на шунте тольоко 1/3 вольта.
Если (а надо бы, а то сгореть ведь может...) Вы поставите дроссель еще... и шунт поближе к земле, то будет лучше. А может взять драйвер для шаговых двигателей + дроссель? Или сразу драйвер для светодиодов. Они бывают... в продаже.

[Bogila Anton]

резистор 1-10кОм с шунта на АЦП и конд 0.1 -1 мк.

Это выходит фильтр нижних частот, а на какую частоту его нужно расчитывать, если например шим 200Гц и например 1кГц? И само АЦП лучше на какой частоте делать?

[Halfback]

а на какую частоту его нужно расчитывать, если например шим 200Гц и например 1кГц?

при расчете ФНЧ оперируйте понятием постоянная времени и частота среза фильтра. Как тут правильно отметили если фильтр будет с большой постоянной времени то вы не сможете оперативно отслеживать за изменениме на входе АЦП. Это касается регуляторов. Если процесс медленно-изменяющийся то 10кОм и 1мкФ как раз подойдут. Кстати еще разумно применять цифровую фильтрацию. Но это уже отдельная тема для обсуждений...

[Stanislav_S]

Для того что бы что то советовать, приведите схему вашего девайса, поскольку не ясно где у вас стоит шунт и зачем вам нужно измерять ток, для защиты или это обратная связь для импульсного преобразователя. Очень может быть, что вам и компаратора хватит, короче нужна схема.

[_Pasha]

R=1..10k, C=1мкФ для чего ? для защиты наоборот надо 1к, 100н

Про ШИМ никто не сказал правильно - послушайте:
берем треугольный ШИМ ( в смысле phase correct) и запускаем преобразование в середине периода, т.е. по прерыванию от PWM-Top. В этом смысле я бы советовал использовать мегу 48 или 88 - там триггеры вовремя запустят все, что надо. Получится, что Вы меряете четко на середине интервала. Это уже свободно от коммутационных помех.

[Bogila Anton]

Вот схема. Пока что ШИМ делаю программно, прямоугольные импульсы на выходе, (апп. еще не научился пользовать, може кто покажет пример на С под мегу8 с 8mHz на ШИМ 1kHz то будет мне щастье).
Ток мне нужно мерять так как это основной показатель питания светодиодов.

ps вообще это вело-фара, котоая будет питаться от 2-3-ох LI-Po аккумов надо следить чтоб не переразрядить их, будет несколько режимов яркости, вычесляя ток и корректируя ШИМ можно будет поддерживать постоянную яркость светодиодов. Вобщем хочется все это сделать мне на одном контроллере, не знаю если кто-то уже знает что это заведомо плохая идея может измерения будут неточными - говорите, тогда буду применять понижающие импульсные стабилизаторы.

Аппаратная фильтрация это например сделать 100 выборок и вычеслить среднее значение?

Сообщение отредактировал Bogila Anton - Apr 21 2009, 17:21

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Halfback]

Bogila Anton
как я понял - велик едет, аккумуляторы за счет электро-преобразователя заряжаются и с этого же аккумулятора питаются светодиоды, и надо следить чтобы аккумулятор не перезарядился? так?

в любом случае лично мне кажется что мерить сглаженный ШИМ с измерительного резистора цепи светодиода для оценки на сколько разряжена батарея - не совсем удачная идея как минимум. Кстати можно обойтись и без интегрирующей цепочки - делать выборку АПЦ только во время открытия полевика.

еще добавлю - схема не корректна вот в каком плане: измерительный резистор = 0,33 Ома. Этож надо 1А прогнать чтобы хотя бы было 0,33В. Понимаете к чему я клоню? Тут либо ставте сопротивление побольше либо усилитель для расширения динамического диапазона сигнала. Вообще такие схемы и им подобные применяются когда нагрузка имеет индуктивный характер - там идет сглаживание тока и его мерят на истоке полевого транзистора в момент открывания. Хотя читайте пункт выше, может это Вам и не понадобиться. Надо менять общую идеологию.

Вот пример как я бы сделал: для оценки на сколько разряжен аккумулятор надо его отцепить от цепи зарядки (поставить верхний ключ илиР-канальный полевик) и на короткое время (нефиксируемое глазом) подключить на полную к нагрузке (ШИМ=100% но без фанатизма - надо предусмотреть чтобы светодиоду плохо не стало). Измерить АЦП напряжение с аккумулятора, а лучше сделать выборку. По измеренному значению и зная тип аккумулятора делать оценку - заряжен полностью/разряжен/требуется дозарядка. Причем подобную диагностику делайте раз в минуту например.

Сообщение отредактировал Halfback - Apr 21 2009, 18:12

[314]

Замечание не по теме:
А какое падение напряжения на светодиодах? Если это стандартные белые, то наверное 3-5В? При подаче на них 12В могут не пережить и одного импульса.
При 5В питания контроллера один квант АЦП равен 4,883мВ, если на шунте будет падать 0.33В при 1А, можно иметь 330/4.883=67 отсчетов или точность до 1А/67=15мА. Если такая точность устраивает, то ставите шунт в исток транзистора, от него на АЦП диод 1n5819, катодом к ножке контроллера, параллельно диоду 43К резистор, от входа АЦП на землю конденсатор 0.1 мкф. Последовательно со светодиодом дроссель, при частоте ШИМ 10кГц где-то 50-100 мкГн и чтобы при 1А не насыщался, от стока транзистора на +12В , катодом к +питания ставите 1n5822. В таком виде должно работать.

Аппаратная фильтрация это например сделать 100 выборок и вычеслить среднее значение?

Усреднение выборок это как раз программная фильтрация.

[kamil_yaminov]

Делал источник питания. На АЦП наводилось при открывании транзисторов, что сильно мешало. Причем всякие фильтры никак делу не помогали. Поэтому сделал так, что измерение АЦПпроводится спустя 0.5 мксек после коммутации ключей. Все симптомы как рукой сняло.

[777777]

Вот схема.

Складывается впечатление, что 90% "разработчиков" не знают что такое светодиод и не понимают что означает выражение "диоды питаются током". Типичная вольтамперная характеристика диода выглядит примерно так:

Ну-ка, определи по ней, какой ток пойдет если к нему приложить напряжение 12 В?
А в такой схеме (разумеется, если ее исправить чтобы она стала работоспособной) вообще непонятно - зачем тебе измерять ток? Ведь он и так заранее известен и изменяться не может!

[Tanya]

Складывается впечатление, что 90% "разработчиков" не знают что такое светодиод и не понимают что означает выражение "диоды питаются током".

За счет этого и живут производители светодиодов. Может, их агенты уже проникли в Вузы?