Подскажите пожалуйста, как правильно отцифровать напругу на батарее при помощи АЦП AVR?

Дело в том, что напряжение на батарее около 12 вольт, соответственно на вход АЦП подать его в таком виде незя. Приходится (как я понимаю) делить его делителем, таким образом теряя точность!
Что если "отрезать" от напряжения батареи вольт эдак 10, и работь с немасштабированным значением напруги на акумчике, оцифровывая только оставшиеся пару вольт и их изменения?
(естественно потом добавляя к результатам измерения эти 10 вольт)

Вот, как это сделать? Правильно ли вообще так решать вопрос?

Буратино. С чего вы взяли что точность теряется? И как обрезать собираетесь? Ножницами ? Или отпилить 10/12 аккумулятора? )))) Делитель ставьте )

FormatCft, мне кажется это очевидным. Ну предположим нужно измерять не 12 вольт а 127. Тогда делитель тАААк поделит, что каждый разряд процесса ацепирования будет информировать нас о напряжении с точностью плюс минус 10 вольт (например)

Что касается ножниц, то я уверен ,что это легко делается, тока вот как?

Ну во первых ацп в авр-ах на сколько знаю 10 бит. Т.е. 12В делится на 1024. Итого точность получается 0.01171875В. Или 11мВ. 


Можно, конечно, по хитрому выкрутиться если точности не хватает. Т.е. ставить целую серию делителей к-ые хитро мультиплексируются к одному и тому же каналу ацп.
Т.е. ряд делителей с разными параметрами, к-ые одним концом сидят на аккуме, а средней точкой подходят к мультиплексору. В мк программно будете диапазон выбирать.

Да ладно, если все делают с делителем, то че я буду "круги пускать" ?
Спасибо за помощь.

Оно, может я опять не в тему, но есть же вольтметры с "растянутой шкалой"... Они же - делители из стабилитрона и балластного сопротивления, напряжение на котором и есть само изменение...

Типичный программерский подход.
Вы почитайте что такое стабилитрон. Сориентируйтесь хотя бы в порядке величин. Тогда рассуждения о погрешности делителя на резисторах сразу отпадут.
А растянутые шкалы делают, но не на стабилитронах, а на ОУ.

Тю, я тут давеча у Хоровица читал, что операционный усилитель усиливает разность напряжения между входами. Так настроить тогда его на единичное усиление в неинвертирующем включении, на один вход подать опорное напряжение 10 вольт, на второй -напряжение аккумулятора, а с выхода снимать тока вехушечку
Незя так?

Да ладно Вам. Что за ненависть-то такая? TL431 вместо стабилитрона вполне подойдет. Ток делителя должен удовлетворять требованиям по минимальному рабочему току выбранного варианта TL'ки.

Говорят, что - нельзя...(((



А как же их делали когда небыло ОУ???

Вот так будет проще всего -
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Результат -
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Соответственно, диапазон входных напряжений - 10-14.5 вольт, выходных - 0.5-5.

Только пользовать надо не TL431, а TLV431, увеличив номиналы в 10 раз, кроме R1, который надо пересчитать под другое опорное напряжение. Тогда ток делителя будет меньше на порядок.

Я тоже так делать собираюсь, но:
Я бы вставил в схему конденсатор , например , зашунтировав им нагрузку. Иначе, я уже пытался как-то это обсудить, может получиться генератор. Во всяком случае, у меня несколько ТЛок при макетировании сдохло.
Дело в том, что ТЛ -это не стабилитрон, а, скорее, усилитель и такое включение напоминает положит. обр. связь.



А этот совет -"вредный" ТЛВ на 6 в

Вот только конденсаторов тут и не хватает. Нету реактивностей - нету возбуда



Где Вы тут ПОС увидели?



Смотря чей. On Semi - 16В.

Ну , вот, сами посмотрите http://electronix.ru/forum/index.php?act=a...st&id=29022
Если нагрузка будет в аноде , тр-р будет включен повторителем, а у входа нарисован "крестик".


Пасиба, присмотрюсь.

RST7, дело тут не в ненависти, а в профессиональном уровне. Никто не подвергает сомнению факт существования программистов очень высокого класса, заслуживающих уважения. Но не надо этот класс автоматически переносить на аналоговую схемотехнику. Как только от единичек и ноликов переходим к омам и миллиамперам - начинаются проблемы.
Решение с TL431 можно назвать "нетипичный программерский подход". Это лучше, чем стабилитрон, но это подмена исходных рассуждений о стабилитроне и резисторе. TL431 вовсе не стабилитрон по своей внутренней начинке.
А моя реплика относится к первоначальным (в старте темы), детским страхам о погрешности делителя. Что это, как неумение типичного программера ее быстро оценить или, хотя бы, рассчитать в столбик? Знать резисторный делитель, это как уметь отличить бит от байта.

Это без разницы. Главное - куда включен делитель обратной связи относительно этой нагрузки. ПОС в приведенной мною схеме нет и быть не может.



Да ладно, типичный/нетипичный - у каждого портного свой взгляд на искусство. По даташиту у АЦП тамошнего совокупные ошибки порядка 2 МЗР. И резисторы человек поставит наверняка из ближайшего ларька, а не 0.1%

На мой взгляд , куда надо.
Верхний вывод R1 по перем. току -на земле, образует делитель ПОС с R4.

Скажите, а если R2 перенести в катод, тоже будет ПОС? Перенести в разрыв, там где маркер BATT стоит, я имею в виду?

Нет, будет ООС, транзистор инвертирует.

Вот схемка , о чем толкую.

O_o. Какая разница при последовательном включении, что раньше - резистор нагрузки или TL? Нарисуйте рядом вторую схему и поймете.

Действительно, никакая! Выходной тр-р включен ОК или ОЭ .

Нет. В обоих случаях транзистор включен по схеме с ОЭ. Рисуйте картинки, если так не ясно.

Неубедительно. но спорить мне влом :"низехонько, так низехонько," с ОЭ так с ОЭ.
Я нагрузочный резистор шунтирую конденсатором.

М-да, чем проще вопрос тем обширнее обсуждение. А все-таки, чем резистивный делитель не устраивает? Берешь два одинаковых 0,1%-ных резистора и меряешь.

Подход как раз верный. Если это подход программиста - следует пожать ему руку. На чём бы ни делалась "растянутая шкала" - принцип тот же: вычитание из измеряемой величины константы. Само собой, точность опоры должна быть высокой, иначе теряется смысл затеи.

Например меня - всем. Это топикстартеру захотелось лишние полтора бита разрешения.



Я бы Вам рекомендовал докопаться до истины. Кстати, именно этот конденсатор может привести к неустойчивости. Покурите внимательно даташит на TL'ку, там есть расчет областей устойчивости.

Именно в даташите нет ни одного примера с подобным включением и есть схема УНЧ на ТЛ.


Я бы этого тоже хотел. Но , помоему , этот вопрос особого интереса у общественности не вызывает.

"земля" понятие условное, точка отсчёта некая. Просто на листике нарисована и у лежащей на столе макетки со спаянной схемой, подключенной батареей и даже тестером может быть никуда не подключена - почему такой трепет перед ней?
Вас почему-то смущает, что от эмиттера до этой земли резистор стоит?
Мысленный експеримент - вот в так нарисованной схеме просто переместите символ земли от минусового вывода источника питания назад на эмиттер (т.е. резистор стоит в разрыве минусового провода источника питания последовательно с ним, как бы внутреннее сопротивление источника увеличилось).
Что, до этого переноса схема была с ОК, после него стала с ОЭ?
А если резистор (который всчитался во внутреннее сопротивление источника) разорвать на две части, одну оставить в минусе, вторую в плюс поставить - какое включение транзистора станет?
О-0,5К-0,5Э ?

... не, маловат, нужен такой -

На самом деле, все в определении схем включения -

ОК - сигнал подается между базой и коллектором, нагрузка - между коллектором и эмиттером.
ОЭ - сигнал подается между базой и эмиттером, нагрузка - между коллектором и эмиттером.

От того, где будет резистор нагрузки, не меняется место подачи сигнала. В этом-то все и дело.

С помощью предлагаемых схем смещения потеряется гораздо больше - они смещают с точностью в лучшем случае 0.1 В

Схема будет называться "фазоращепителем".




Естественно! Внутреннее сопротивление источника стало нагрузкой . А что у вас никогда схемы не генерили из-за него?
И чтобы уменьшить его влияние ставят кондеры по питанию.


Именно так и есть ! Коллектор тр-ра на "земле" , источник это всегда "земля" , по переменному току.

Вообще-то да. Надо поточнее что-то брать, чем TL431.



Да забудьте Вы про слово "земля"

А зачем поточнее? С какой разумной точностью нужно измерять напряжение на аккумуляторе при его заряде-разряде? Или, если программеру подсунуть АЦП на 12 разрядов, то он только младший бит и видит? И никак по-другому?
В автомобиле аккумулятор заряжается напряжением с ошибкой явно более 10%. И ничего, вроде катаются автомобили...

В задаче измерения напряжения на АКБ - нафиг не надо. Вообще. В более общем случае - растягивание шкалы АЦП как измерительного прибора - нужно.

Необязательно - это ведь аддитивная погрешность. Если у автора после АЦП стоит какой-нить МК, можно учесть ее с помощью калибровки.

Фиг. Там в температурном диапазоне точность плохая. Порядка 50ppm на градус. Итого, в стоградусном диапазоне - полпроцента.

Ну , хорошо ... суша!
Изменения сигнала на нагрузочном резисторе будут синфазны с со входом , помеченным крестиком, а значит только от делителя будет зависить - загенерит, или нет.
Это если без "земли".

Если "железнячок" в программировании знает только бит и байт, то ему наверное не следует рассуждать что видит или не видит и как думает программер. Вполне допускаю, что на Вашем авто ошибка может быть и больше 10%, но они применяются не только на авто.
Необходимая точность измерения вытекает из поставленной задачи, и здесь топик стартеру, видимо, виднее. В качестве примера - признаком окончания заряда стартерной свинцовой аккумуляторной батареи при заряде постоянным током является неизменность (и даже уменьшение) напряжения на ней. Для 12 вольтовой батареи падение (уменьшение) напряжения составляло (если склероз не подводит) порядка 10 милливольт (в среднем). Этот способ контроля хорош тем, что не зависит от плотности электролита, фактической емкости и медленно меняющейся окружающей температуры.

Не думаю, что автору нужно измерять напряжение на клеммах АКБ в "стоградусном диапазоне". Это ж типа -40 ... +60? И кроме того, если брать тексасовские TL, у них погрешность кучкуется вблизи типового значения, которое на порядок меньше максимального.

Ну у меня такого порядка ориентир всегда.



Ну это автору виднее. Мы тут вообще на гуще гадаем и попутные темы обсуждаем, а автор давно уже потерялся...

Rst7, вы были правы.
Мне , наконец, объяснили.
ПОС будет , но маленькая, маленькая , гораздо меньше ООС, через низкое сопротивление опорного источника.

- Решения должны быть простыми, и здесь делитель вне конкуренции.
- Хорошей точности делителя можно добиться включив в каждое (или хотя бы в одно) плечо делителя два параллельных резистора, основной и корректирующий. Последний подбирается индивидуально в зависимости от разброса основного. Тем самым можно добиться точности в 5-10 раз выше чем точность резисторов (при 1%-х резисторах до 0.1% в схеме). Немного трудоемко но на небольшой партии допустимо.
- Для массового изделия (но экономии "на спичках" то бишь высокоточных резисторах) можно ввести поправочный коэффициент как настроечный параметр в софт контроллера для компенсации индивидуальной погрешности делителя. В этом случае потребуется предварительная калибровка устройства.
- Добиться полной разрядности АЦП ("восстановить" значность младших разрядов АЦП) легко введя осреднение по представительной выборке (т.к. процесс практически статический, а шум распределен по Гауссу).

З.Ы. городить огород с "ножницами" практически всегда не выгодно (для типовых задач), т.к. точность их должна быть соизмерима с разрешением АЦП, и цена такого решения может превысить разумный предел.

ИМХО: если задача усложняется всякими хотелками, то всегда проще (и дешевле в конечном итоге) выбрать соответствующий инструмент, а не пытаться топором прооперировать пациента.

Запомните - никогда нельзя подбирать резисторы. Они имеют сопротивление R только в момент измерения. В другой момент - любое другое сопротивление в пределах их заявленной точности. Это так, грубо Более точно - есть старение, температурный коэффициент, зависимость R от U, от влажности, от нагрева при пайке и прочее, прочее, прочее. А потом уже поговорим про статические процесы с гауссовским распределением шумов.

Это как? Вы хотите сказать, что можете измерить некую величину с точностью 0,1% прибором с погрешностью 1%?

Встречный вопрос: а откуда появились приборы с погрешностью 0,1%, если их поверять ещё было нечем?

Ошибаетесь - они поверялись эталонами мер. А сейчас по первичным эталонам поверяются вторичные эталоны, а уже по ним - приборы.

Если построить модель погрешностей конкретного экземпляра прибора, то вполне возможно корректировать результат измерения до точности, превышающей исходный класс точности прибора. Лет 10 тому неоднократно попадались предложения "улучшателей" метрологических характеристик - голая статистика и никакого мошенства.

Допустим, мы знаем характеристику АЦП - 8 разрядов, характеристика линейная. И что - мы можем какими-то ухищрения получить на нем 10 разрядов?

Можно. Не просто, но можно. Десять незнаю, а девять точно можно.

Ой ли?
Речь не идет о подборе резисторов, а о масштабировании делителя напряжения номиналами из стандартных рядов согласно R=R1*R2/(R1+R2).
Ествественно это не совсем эквивалентно установки высокоточных и стабильных с малым ТКС и низким шумом, но это работает.
Все на что ссылаетесь дальше - букварь - но все зависит от задачи и очень часто (в 99% из 100) не нужно стрелять из пушки по воробьям.





Я этого не утвержал. ))
Если посморите даташит на любой АЦП то найдете несколько гисторам распределений шума младшего разряда (от разных факторов). Обычно (но не всегда) можно считать, что эффективное разрешение меньше физического на 1-2 разряда, т.е. 2 последние шумят и шум распределен по определенному закону. (более подробно посмотрите на сайте AD)
Конечно на это все наложатся еще шумы сигнала входных цепей и т.п. Так вот точность можно улучшить применив статистическую обработку - расплата скорость реакции прибора, т.к. измеряемый сигнал приходится наблюдать достаточное время для того чтобы накопить статистику. Но здесь все "законно", в принципе ни один серьезный измерительный прибор не работает без подобной обработки.
По поводу младших разрядов просто где то был пост, вот и пришлось к слову...