Помощь - Поиск - Пользователи - Календарь
Полная версия этой страницы: Цифровой амперметр для блока питания
Форум разработчиков электроники ELECTRONIX.ru > Микроконтроллеры (MCs) > AVR
Страницы: 1, 2, 3
hd44780
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 smile.gif.
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.
Qwertty
Поменяйте тип ОУ. Несмотря на декларацию в даташите LM358 "Input common-mode voltage range includes ground" она не работает при таких условиях. Берите что нибудь от AD - AD820 например из ширпотреба.
MSprut
От скольки вольт питается LM358? Если от +5В, то больше 3,5В вы на выходе не получите при любом раскладе. Нужен rail-to-rail ОУ. А не совпадение расчетного выхода с полученным предполагаю из-за разброса параметров обвески.
hd44780
Цитата(MSprut @ Mar 12 2009, 13:52) *
От скольки вольт питается LM358? Если от +5В, то больше 3,5В вы на выходе не получите при любом раскладе. Нужен rail-to-rail ОУ. А не совпадение расчетного выхода с полученным предполагаю из-за разброса параметров обвески.


Я это знаю. Обе LM358 питаются от выпрямителя. Там около 25 вольт.
pavel-pervomaysk
Я сделал возможно не лучше , но чтобы не искать спец ОУ поставил источник -5в специально для 4558 , обвязку сварганил , все работает на ура .
xemul
Цитата(hd44780 @ Mar 12 2009, 13:30) *
Применять спец микросхемы не хочу и не буду, их и раньше хрен достанешь, а сейчас и подавно ...

Посмотрите все-таки на AD8211 - достаточно дешево и вполне доставабельно.
sera_os
Цитата(Qwertty @ Mar 12 2009, 12:47) *
 Берите что нибудь от AD - AD820 например из ширпотреба.

Ничего себе ширпотреб за 1,9$  07.gif (у производителя). В такую категорию, лучше вписывается LMV358 за 0,31$.
pavel-pervomaysk
Понят6но что всегда хочется все сделать красиво и просто , еще и подешевле . Но раз уж БП лабораторный , то диод , емкость и 79L05 или стаб , по цене самый раз то есть меньше $0.31 unsure.gif
hd44780
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.
pavel-pervomaysk
да это стабилизатор , в таком случаее ваш ОУ к примеру у меня NJM4558 (BA4558) питается от двуполярки 2 х 5 вольт что разрешает поставить практически любой операционник LM358 и любые им подобные.
hd44780
Цитата(Павлик @ Mar 12 2009, 14:52) *
да это стабилизатор , в таком случаее ваш ОУ к примеру у меня NJM4558 (BA4558) питается от двуполярки 2 х 5 вольт что разрешает поставить практически любой операционник LM358 и любые им подобные.


А, понял. А можно несимметричное питание давать? На трансе есть вторая обмотка, там всего 6-7 вольт переменных - стаб может глохнуть.
sera_os
Цитата(hd44780 @ Mar 12 2009, 12:30) *
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?


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.  
hd44780
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=1851
Это одно и то же.
Он на PIC-е, с интегральным АЦП. Да и с каким-то энкодером вместо кнопок.

"Минусовое напряжение" в схеме - земля.
sera_os
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.
pavel-pervomaysk
У меня вот так сделанно , только обвязку нужно подбирать уже в схеме .
domowoj
hd44780
Падение напр. на шунте будет вносить погр. в выходное напряжение,
обычно шунт выносят за землю+инвертирующий усилитель на ОУ
.
hd44780
Цитата(domowoj @ Mar 12 2009, 19:17) *
hd44780
Падение напр. на шунте будет вносить погр. в выходное напряжение,
обычно шунт выносят за землю+инвертирующий усилитель на ОУ
.


На слух не понял, дайте кусочек схемы, please.

Павлик, спасибо за схему, попробую передрать что-то.
sera_os
Удалил цитату, ответ не нужен, разобрался laughing.gif
Цитата
обычно шунт выносят за землю+инвертирующий усилитель на ОУ



Инвертирующий? 07.gif И после него еще один инвертирующий?! biggrin.gif

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?
domowoj
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 laughing.gif



Инвертирующий? 07.gif И после него еще один инвертирующий?! biggrin.gif

Если питание однополярное, то только неинвертирующий усилитель! 

Отрицательное напр. на шунте усиливаем инвертирующим усилителем ,
получится - положительное !!!
hd44780
Я не понял, как это - вынести шунт за землю?
domowoj
Добры люди обычно делают так
hd44780
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?
AndreiVV
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?
domowoj
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).
hd44780
Опорное 5 в, соединено с питанием цифровой части. Уменьшать не хочу - упадет чувствительность.

domowoj, кажется понял. Но тогда надо будет отнимать ток потребления схемы БП. Ведь, как я понял, вся схема БП, даже без нагрузки, работает через Rш?
domowoj
Зачем?
Запитайте управление относительно "минуса(земли )" выпрямителя.

Где схема то??
hd44780
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.
domowoj
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
hd44780
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.
domowoj
Да, измерение тока - да.
Обратную связь по напряжению нужно организовать тоже относительно
земли нагрузки.
hd44780
Спасибо большое, все вроде ясно.

Позже отпишусь, что получилось.
sera_os
Цитата(hd44780 @ Mar 13 2009, 17:19) *
Я правильно понял идею с выносом шунта за землю?


И чем интересно, цепь измерения тока, изображенная на первой схеме, от второй отличается? 07.gif Все тот же неинвертирующий каскад на ОУ!
domowoj
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.
sera_os
Кстати, для защиты входа ОУ от бросков тока (например при заряде входных емкостей девайса) желательно поставить между неинвертирующим входом ОУ и шунтом - резистор килоом 10.
hd44780
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?
pavel-pervomaysk
Почему же не пойдет , в старых схемах Цифровых регуляторов громкости операционники 140й серии стояли и работали , так что LM358 должна работать не хуже.
hd44780
Цитата(Павлик @ Mar 16 2009, 14:23) *
Почему же не пойдет , в старых схемах Цифровых регуляторов громкости операционники 140й серии стояли и работали , так что LM358 должна работать не хуже.


Спасибо, просто я раньше с этими ЦАП-ами не работал.
pavel-pervomaysk
Позавчера был на радиорынке и тоже прикупил 1шт для эксперементов КР572ПА1 , сегодня попробую поигратся .
И вот кой чего нагуглил http://lavr30.narod.ru/htmsch/sound/1/level4x25.htm
domowoj
Цитата(hd44780 @ Mar 16 2009, 15:22) *
Скачал я pdf-ник на 572ПА1, там схема подключения весьма образная.
Реальная схема чем-нибудь отличается? в качестве ОУ LM358 пойдет?

Только учтите, что для получения полож. напряжения на вых. ОУ
Uref должно быть отрицательным.
hd44780
А какое ей (572ПА1) надо Uпит давать?
В своей схеме я питал ОУ от 25 вольт, чтобы получить с него 20-22 вольта для упр. транзюка. А здесь как быть? В доке написано 15 вольт вроде. Или все равно после него ОУ ставить?
domowoj
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.
hd44780
Спасибо большое за советы.
hd44780
Так, интересно.
Зачем для регулировки составной транзистор?
Все равно по току обмотку транса не переплюнешь.
Serj78
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.



Вот и нифига не проще. Так rс фильтр пассивный + оу для согласования с выходным каскадом. Деталей меньше и нога всего одна используется.
Делал похожую конструкцию, только управлял импульсным стабилизатором напряжения и тока на tl494.
smk
Цитата
Так rс фильтр пассивный + оу для согласования с выходным каскадом.

RC-фильтр одна цепочка? Пульсации какие были? Напряжение измеряли АЦП и корректировали?
hd44780
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.
smk
Цитата
хочу сперва амперметр до ума довести

Ну тогда сразу порекомендую опору на TL431 сделать. Датчик тока наверно 0,1 Ом чтоб паразитное сопротивление монтажа сильно прицел не сбивало. Усилитель сигнала датчика с хорошим КОСС. И все получится. ОУ предпочтительно с полевиками на входе (TL064 и т.п.).
hd44780
Наконец руки дошли доделать и проверить....
Вроде работает rolleyes.gif .
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.
pavel-pervomaysk
Я вот недавно свой БП тоже переделал , работает нормально , вечером схемку отлаженную выложу со всеми номаналами. rolleyes.gif
hd44780
Жду с нетерпением.
Когда отлажусь и свою выложу.
Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста, пройдите по ссылке.
Invision Power Board © 2001-2025 Invision Power Services, Inc.