Есть у нас аппарат с СТМ32, работает от литиевого аккумулятора 1300 мАч.
Клиенты жалуются что емкости не хватает.
Я потестировал. У нас там ЛЕД в импульсе потребляют большой ток.
Еще не померял, в теории при падении напряжения 1.5 В на светодиоде до 1.5 ампера
может получится. Их 3 штуки.
Так вот. Когда 3 ЛЕДа подключены, система вырубается потребив порядка 900 мАч
после 5 часов. Напряжение на батарее остается 3.8 В.

Без подключенных ЛЕД я выжимаю больше 1300 мАч и сажаю батарею до 3.5В.
Вижу что при подключенных ЛЕД напряжение на батарее проседает на 0.04 В даже
цифровым мултиметром.

Что хочу:
Поставить последовательно 10 мОм резистор (желательно со стороны земли, думаю) и
с помощью ADC мерять ток. Так как импульсы миллисекундные, надо хотя бы 10 сэмплов
в миллисекунду то бишь 10 кСпс ADC.
Другая проблема, что низкое напряжение, до 10 - 30 mV максимум будет наверное,
надо какойто усилитель.

Да, эта схема нужна будет еще в нескольких похожих задачах.

Сейачс я пользую MAX9611. Меряет ток и напряжение. Удобная микросхема.
Но меееддллеееееееенннннннаааааяяяяяя.... Типа 500 или 100 преобразований в секунду.
Для данной задачи мало.
Среднее только меряет.

Если это не бюджетный стробоскоп или типа того, то любой нормальный БП светодиода даст и КПД, и постоянный свет, и постоянный потребляемый ток, и отсутствие нужды в каком-либо дополнительном контроле чего-либо.

Не понял. Ничего не понял.
Какой то постоянный ток, КПД..

Мне нужен ADC (differential думаю.. 10 килосэмплов как минимум.
Минимум 16 бит. При референс 4.096В разрешение будет около 60 микровольт.
На 10 миллиОм это получается... получается 6 миллиампер, вполне сгодится для измерения
больших импульсов тока.

Пошел смотреть 16-24 битные

Все хорошо, но только есть небольшая деталь...
У импульсных источников и напряжение и ток имеют пульсации и еще иголки от переключений. И их надо интегрировать, а иначе никакие 16 бит не получатся... Или ставить сигма-дельта, но тогда 10 килосэмплов скорее всего не будет

Уже интересней. А где прочитать про сигма-дельта?
У нас устройство батарейное, но после литиевой батарейки стоит LM3671 импульсник..
На входе импульсника 2 конденсатора по 4.7 микрофарады, на выходе один 10 мкф.
ЛЕДы подключены к выходу импульсника.
Чтото мне кажется 4.7 мирофарады недостаточно.
Строго говоря там еще мосфет стоит между батарейкой и импульсником.
74 миллиОма в открытом состоянии.
И внутреннее сопротивление батарейки..

Ок, ушел читать про сигма дельта

Хмм.. Интересно. У Атмеги 32Л есть режим с дифференциальным ADC
и программируемым усилителем до 200х.
Правда похоже что это псевдодифференциальный.
25 циклов при 200 килогерц.
То бишь 8 килосэмплов. Подошло бы наверное

И что, ATMEGA32 способна обеспечить <Минимум 16 бит> - Ваш п.3 ???

ЛЕД = LED?
непонятно что Вам нужно: измерять средний ток или смотреть форму импульса
и зачем вообще измерять ток - чтобы потом что-то считать в самом устройстве или просто посмотреть?просто посмотреть можно и осциллографом

сигнал с шунта Вы собираетесь подавать прямо в АЦП? даже если шунт подключен к земле, лучше применить дифусилитель
P.S. 16 бит и более на 10kSPS не так и просто получить

Время установления до тысячной процента при усилении 1000 для ad8429, например, - 7 мкс.

Я так и не понял зачем нужны 16 бит. 40мВ в 5В спокойно ОУ преобразуются, ну хороший ОУ нужен ( прецезионный AD8551 например напряжение смещения 1uV, 10$), а уж 10бит 15ksps в любом МК есть.

зачем 16 разрядов? чтобы от опоры 4В измерять сигнал с максимальной амплитудой 30мВ, 1% от шкалы? то есть 7 разрядов из 16 выкинуть просто чтобы сигнал не усиливать?

в msp430f20х3 (1$) есть и сигма-дельта АЦП, и усилитель.

Светодиод — это деталь, питаемая током, а не напряжением, как это сейчас делаете Вы. Поставьте нормальный преобразователь, изначально предназначенный для этого дела, т.е. всегда выдающий светодиоду ровно столько ампер, сколько Вы сами захотели, а не неизвестное дикое, которое Вы пытетесь обуздать неким измерением и последующим "шимованием".

интересно, что тогда будет дороже все устройство или схема измерения тока через "ЛЕД"?
только сейчас вчитался и понял откуда взялись 16 разрядов... автор, как уже сказали, ставьте усилитель, для вашей задачи ад8429 слишком

он тормозной, на 10кГц Ку всего 40дБ, уже меньше чем 5/0,040 и ещё обратите внимание на спектр шума, этот ОУ хорош на постоянном токе

похоже, что так оно и есть и все эти "измерения" ни к чему

A там и не надо будет. Много разрядов надо чтобы с референс 1.024В или 4.096
получить хоть какуюто инфо на 10 миллиОм, всего 10 миллиВольт при 1 Ампере


Снимать характеристику. Изменение напряжения при разных токах, в том числе импульсных.
Точнее как правило импульсных.
Не только для этой задачи


О! Да, можно ОУ, наверное и нужно.
Поэтому и пришел спросить.
А есть еще микроконтроллеры со встроенным ОУ?




Цена не особо волнует, устройство не массовое. Лучше делать с запасом, мало ли где пригодится.

Спасибо, братцы (и сестры!), пошел копать рекомендованные ОУ.


Смотрю на AD8429.
Говорит, 50 мкВ оффсет. То бишь я уже буду иметь ошибку на 50 мкВ?
Чем же он хорош?
Вот например AD8628, всего 1 мкВ оффсет и 30 пикоАмпер входной ток.
Ну да, 1В на мкс и 2.5 МГц полоса, но это же хорошо?
Иголки мерять не будет?

Ы?

Ну а в ATMEGA референсом окажется внутренние 2,56 V. Поправьте меня,ежели ошибаюсь - чисто по памяти. В чём разница ?

Причём личный (возможно неверный) опыт говорит о том, что для гарантированного получения 10 бит при измерении внутренним АЦП микроконтроллера всё-таки лучше использовать внешний специализированный референс

Смотреть нужно температурный коэффициент.

давайте разберёмся.
максимальное напряжение на шунте 40мВ приводим к 4В, нужен усилитель на 100, теперь при 1А получим 10мОм*1А*100=1В, разрядов нужно меньше
а лучше, напишите диапазон токов, требуемую точность, так будет легче что-то советовать
рекомендую букварь для программеров Что нужно знать цифровому разработчику об аналоговой электронике
правда есть опечатки и неточности перевода

В Атмеге есть programmable gain amplifier с коэффициентом 10 и 200.
То бишь 10 мВ превращаются в 2 Вольта. Или 100 милливольт.



Понял. Спасибо


О! Спасибо за книгу. Закажу оригинал.

Задача сейчас такая: охарактеризовать ЛиОн батарейку 1300 мАч.
Мне надо знать что от нее ожидать. В ней причина или в схематике.
Начальство купило партию, клиенты жалуются что не хватает батарейки.
Исследую.
Я думаю, до 2х Ампер ток надо мерять желательно на 10 миллиОм резисторе,
реальных 10 разрядов хватит. 12 лучше, 16 пожалуй ни к чему.

Значит, берем ОУ AD8628. Напряжение 5В или +- 2.5В
Ток может течь в обоих направлениях (зарядка батареи),
значит мне надо двуполярное питание, правильно?
По моим прикидкам дифференциальный ОУ с однополярным питанием должен показывать
только когда ток в одну сторону течет, в другую 0.
Для двуполярного питания надо ADC запитать от 2 полярного питания.
Есть ли простой приемлемый способ проковертировать положительное в отрицательное напряжение?
Подойдет для ADC (например AD7323) какой нибудь NMA0515?
http://www.digikey.ca/product-detail/en/NM...53-5-ND/1927014

Или я не туда копаю?

Вот в этой теме
http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=120563
автор нашел АЦП-шки, измеряющие двуполярный сигнал, и при этом имеющие однополярное питание (если я правильно понял английский даташит на них).
Причем АЦП-шки 18-битные, возможно словят ваш сигнал без всякого усилителя.
Я сам не пользовался конкретно ими, так что советовать не могу, но покопать стоит, имхо.

С Вами согласна.

http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D1%80%...%BB%D0%B5%D0%B9 советую всё-таки ознакомиться В частности инвертирующий сумматор.

Ух ты! Класс.. Сходил на диджикей, глянул цену.. $46.
Поищем похожие..


А куда надо?
Понял, что надо ОУ. А что еще не так?
Где лучше ток мерять, кстати, high side current или к граунду?



Ну я и книжку вчера приобрел.

http://www.andyholtin.com/links/Practical_...r_Inventors.pdf
Но в упор не вижу чтобы напряжение на выходе отличалось от 0, если на инвертирующем входе напряжение больше чем на неинвертирующем.

Очень крутые требования по разрядности и скорости. Из них получается

Сначала RC цепь с частотой среза 40кГц, выход не относительно земли а симметричный - дифференциальный

далее усилительный каскад на дифференциальный ОУ с коэффициентом усиления 50. ОУ ВЧ с полосой около 40МГЦ

Далее дифференциальный выход ОУ подключается к дифф входу АЦП 10разрядов. Марку затрудняюсь. Частота дискретизации - 80МГц

Далее ПЛИС, которая уже в цифровом виде будет понижать частоту дискретизации с предварит цифровой фильтрацией до искомых твоих кГц

Тогда ты получишь оцифровку формы сигнала с заданными требованиями

Но врядли тебе это нужно. Если скажем просто провал то нужно поставить пиковый детектор, или компараторы а потом уже медленное АЦП

"Прицем" - ну нифига се я шепелявый)))) такую опечатку пропустить!...

Поправлено.

Так а заградительный фильтр. У него же все перенесется и подавление этих составляюищих должно быть 1/2^n

Бесполезно. Недобитые в детстве стёкла дают знать. Мало того, что вместо какого-нибудь обыкновенного молотка, вроде MCP1643, для забивания гвоздей взят фотоаппарат LM3671, так ещё и раскручивает его пращой на ремешке — штатный парадный вход управления EN забит досками, и по несчастному аккумулятору с чёрного хода наотмашь каждый раз долбит коротышом об входной конденсатор аж специально купленный для этой цели ключ. А теперь ещё и собирает золотой одноразовый скоростной сканирующий микроскоп, чтобы все эти процессы в деталях залицезреть.

Зачем RC цепь и почему ОУ 50 МГц? Откуда 80 МГц?
Ничего неясно..
Типа сигма/дельта, модулятор?
А по простому, ОУ с коэффициентом 100 и ADC 15 килосэмплов 12 бит почему нельзя?


Нашел AD8138. Из 2х полярного differential делает однополярное.
Неплохая штуковина. Ушел изучать.

Ну прибавляете Vref/2 по вышеприведённой схеме, получаете от 0 до Vref на выходе, где Vref/2 будет означать 0 на входе. Вот вам и измерение отрицательных напряжений.

Куда прибавляю?
A.. Начинает доходить, кажется.. R4 не к граунду а на 2.5 В при 5 В питании?



Да, получается.
Надо только сначала ставить "преобразователь" дифференциального сигнала к single ended.
Как на схеме, только R4 к 2.5В.
Коэффициент усиления должен быть 1. Иначе значения искажаются при разном "common mode voltage".
А потом усилить, так как сигнал слабый и на ADC.
Спасибо, Dalt

Только не от питания эти 2.5В брать конечно.
Для АЦП обязательно требуется Vref - опорное напряжение. Это образцовое напряжение, задающее масштаб шкалы АЦП. Точность его поддержания должна соответствовать разрядности АЦП, то есть быть очень высокой. Берется от специального высокостабильного источника. Многие микросхемы АЦП имеют встроенный источник Vref, и имеется ножка для подключения помехозащитного конденсатора. Вот отсюда и надо брать половину.
А от питания - это будет очень грубо, все шумы и дрейфы питания наложатся на измеряемый сигнал.

http://forum.cxem.net/index.php?app=core&a...ttach_id=180888 вот схема удобная ещё.

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

В протеусе набросал тут на ad8551as 1кгц - вроде держит, но тут и lm358 будет держать наверное На 10кгц конечно форма плывёт уже.

Жесть. На что только люди силы не тратят...


Всё - не так. Зачем строить звездолёт, чтобы мерить импульсный ток светодиода, если его:
а) можно рассчитать в две минуты, зная номиналы в схеме,
б) убедиться в расчётах можно, включив аналогичный светодиод на столе так же, но на нужное время и измерив ток мультиметром.

P.S. 16 бит не маловато будет для оценки тока, разряжающего батарейку?

[/quote name='A. Fig Lee' date='May 9 2014, 17:14' post='1255071']
Зачем RC цепь и почему ОУ 50 МГц? Откуда 80 МГц?
Ничего неясно..

[/quote]


Ну например по ОУ

В идеале Коу дб бесконечно, но реально

Усиление ОУ не идеально и круто падает с частотой. Это приводит к погрешностям усилительного каскада

Реальное усиление каскада равно Kуреал = Kоу /(1 + Коу/Куидеал)

Погрешность 1 - Куреал/Куидеал не дб более 1/2^n - если четко соблюдать поставленныен требования

Отсюда следует что усиление на верхней частоте П дб (2^n)Куидеал значит полоса единичного усиления ОУ П*Кидеал*(2^n) 10k*50*2^10 = 50МГц

А RC цепь это заградительный фильтр - обязательная вещь перед любым АЦП. Все что выше Fd/2 перенесется в область НЧ и дб подавлено на 1/2^n

Частота среза взята 40кГц - чтобы ее АЧХ не сильно сказывалась на 10кГц. отсюда при n = 10

Fd/2 = 40МГц

Хотя наверное можно сделать фильтр более высокого порядка. Тогда можно уменьшить Fd.

При увеличении порядка надо использовать Чебышева усложняется ФЧХ, что исказит форму оцифрованного сигнала

Но это если всерьез выполнять поставленные требования к разрядности. Думаю Вам это не надо

Меджикивис, Dalt - спасибо.

2. Я гдето говорил, что мне надо померять импульсный ток светодиода?
Не помню. Пересмотрел, не нашел.
Хотел как лучше, объяснил текущую ситуацию, а получилось как всегда.

Фактически мне нужно разобратся в ситуации почему батарейка не держит 8 часов.
Я нашел, что не держит при использовании светодиодов.
Иначе она вырабатывает свою емкость.
Вопросы начальства я уже знаю, которые будут заданы:
1) Что можно сделать и кто виноват?
2) "Нормальная" ли это батарейка или нам надо другую? Или причина в схеме?

И так далее. Поэтому мне надо знать, что ожидать от батарейки, значит, снять характеристику ее
с импульсными токами нагрузки. Может у нее сопротивление внутреннее, может экземпляры,
может еще что..
И найти решение что делать со схемой, где провалы напряжения.

А что мне может дать "измерение тока через светодиод"?

Ну, я бы попробовал действовать так:
Без всякого АЦП измерил бы характеристики тока питания просто осциллографом. Т.е. форму, скважность и амплитуду импульсов потребления.
Зная это, можно высчитать потребленные ампер-часы.

Если количество потребленных до разряда ампер-часов оказалось заметно меньше емкости батареи, то:
Проверяем ее емкость при разряде постоянным током.
Я заметил, что если Li-ion разряжать без отдыха непрерывно, то емкость получается вдвое меньше паспортной. А если с перерывами минут на 20 - то номинальная. В перерывах как бы "накапливается" внутри какой-то заряд, перераспределяется там он как-то.
Если емкость реально оказалась меньше - значит батарея "кетайская", подлежит замене на настоящую.
Если на постоянном разрядном токе емкость оказалась равна номинальной - значит батарея плохо переносит импульсы, подумать, как их сгладить.

Если же подсчитанное потребленное схемой количество ампер-часов близко к номинальной емкости батареи, то вариантов не так много:
- либо менять светодиоды на потребляющие меньший ток,
- либо ставить батарею большей емкости.
- либо переработать схему на предмет улучшения КПД, то есть заменить линейные стабилизаторы импульсными, особенно питающие светодиоды; исключить потери на токоограничивающих резисторах в "сильноточных" цепях. Но навряд ли этот путь даст кардинальную прибавку, разве что схема уж очень плоха и неэкономична.

Просто измерить не получится. То бишь ток измерить получится, но это не даст то, что мне надо.
Надо ждать часы под нагрузкой, пока устройство выключится.
Клиент вернул 20 батареек, говорит полтора часа некоторые работают.
Все надо перепроверить.
Поэтому я тут сваял за пару дней схемку на PIC18F14K50 и MAX9611,
она меряет разряд. Пишет каждые 10 минут в EEPROM.
На ночь батарейку поставил, к утру она померяна.

При простой разрядке, без светодиодов, 65 мА, емкость показывает 1400 мАч.
При светодиодах 800. Остается значительное количество заряда, 3.8В на батарее.
Светодиоды менять нельзя. разве что на более мощные. Батарею скорее всего тоже, по крайней мере типоразмер.
Во всяком случае, мне надо доказательство, если это батарея.

Я знаю, что происходит, просаживается напряжение гдето в цепи питания до СТМ32, поэтому все обесточивается.
Но надо чтото ответить, что можно ожидать от батареек. Какие у них способности.
Партию 600 штук купили.

Измерьте внутреннее сопротивление у десятка-другого батареек. Станут понятны их способности.

P.S. Что-то мне подсказывает, что придется менять не батарейки с диодами, а схему питания последних.

Приведите схему зарядки, защиты и подключения батареи к системе (DCDC, LDO, ключи и пр.)

Да, сопротивление померяю.
Осталось 3 батарейки померять.
Одну нашел на 500 мАч только разрядилась.

Полностью схему не могу привести.
А питание и зарядку - рисовать много.
Примерно так:

USB-- LM3658--Баттарейка.
2.2 мкФ вокруг LM3658

Батарейка и USB через диоды соединяются с LM3671 (через ключ PMV65XP).
На входе LM3671 два конденсатора 4.7 uF.
На выходе LM3671 злополучные ЛЕД и еще LDO LP5900, который подключен к СТМ32

Кривая разряда? Не знаю, что полезного она может дать. Сорь.

Использовать повышающий стабилизатор, который высасывал бы ее до донышка.

На более эффективные, имеющие больше яркость. Следовательно позволяющие питать меньшим током. Если, конечно, найдутся такие...

Ну что сказать... Вопиющая безответственность, как и везде сейчас((((
Нельзя запускать серию, пока всесторонне не испытан экспериментальный образец.

Мы конечно пытаемся здесь выручить в меру возможности, но возможности достаточны далеко не всегда(((((

Браво, не прекращаете отжигать в прямом и переносном смысле — три инфракрасных светодиода параллельно питаются источником напряжения 1,5 В током, который само собой при такой дикости равен "может получиться", и ещё эти же 1,5 В непостижимо для чего просто насквозь пропускает через себя линейный стабилизатор (потому что у LP5900 только фиксированные значения, и 1,5 В минимально возможное из них).

Да шут с ними, со светодиодами, а вот что делает от периодически проваливаемых 1,5 В STM32 — вот это загадка мирового уровня. Летаргический сон?

А что, схема только в голове и собрана вами по наитию?

И что значит "ПРИМЕРНО ТАК"?

Если нету программы типа Capture, то выделите нужный фрагмент схемы на весь экран и принтскрином скопируйте в картинку и дальше ее сюда. Уверен, что форумчане найдут ошибки.

Охотно верю. Я и сам могу сказать где могут быть ошибки. Или недостаточная емкость конденсаторов, или сопротивление открытого ключа слишком велико.
Но постить схему не буду. Всю я запостить не могу - non disclosure agreement.
А частями мне надо сидеть вытирать части неотносящиеся к делу.
Моя задача предъявить факты и данные начальству а они с ними будут делать предъяву тем, кто это спроектировал и изготовил.
Закончу тестировать 2 последние батарейки, протестирую разряд 250 мА постоянным током (мой True RMS показывает average 20-22 mV на 0.107 Ома,
то бишь около 200 мА средний при использовании устройства),
если емкость нормальная, можно делать предъяву изготовителям.
Если нет, то надо смотреть как так получилось, батарейки ли виноваты, их характеристики и т.д.

Но спасибо за помощь.

И при таком "схемном решении" виновата батарейка

Во всяком случае у топикстартера подозрение на неё,некачественную - ведь именно расследование поведения батарейки и есть суть ветки

Ну-ну...

Нет, есть веские основания полагать, что настоящая суть традиционно засекречена. Из таких оснований, помимо данной темы, например, эта тёмная история, или эта зелёная.

Вон оно что ...
Спасибо за ссылки !

Все понятно.
Поставил батарейку на 300 мА постоянный разряд.
За 2 часа 600 мАч тютю, напряжение упало до 3.5 В.
Отключил нагрузку, меряю батарейку: 3.82 В.
Таки батарейки! Внутреннее сопротивление 1.1 Ом.
по моему многовато будет..

И 16-битного высокоскоростного чуда техники не понадобилось...