Jump to content
    

RMS или среднее?

Есть, например, светодиодная матрица. Питание к ней подводится через токовый шунт. Сигнал с этого шунта усиливается, подается на АЦП МК и дискретизируется. Т.е. чисто технически есть возможность измерять мгновенный ток через матрицу.

Светодиоды стареют, выходят из строя полностью или частично. В любом случае, им со временем плохо. С помощью измерения тока можно сделать вывод о неком проценте "здоровья" матрицы. Опять же, в расположении только данные с токового шунта.

Так вот. Если светодиоды питаются постоянным, не пульсирующим током, то АЦП может работать на, условно, любой частоте дискретизации. И, на мой взгляд, в данном случае нужно считать банальное среднее арифметическое значение тока. Выбывшие из строя светодиоды просто будут выкинуты из этой суммы и будет сразу видно, что средний ток меньше, чем в новой матрице. Здесь даже количественно можно будет оценить кол-во сгоревших светодиодов. Небольшой шум можно парировать и давить цифровым бегущим средним, например.

А как меняются правила игры, если светодиоды питаются не постоянным током, а ШИМ? Частота ШИМ постоянна, но не известна точная величина этой частоты при очередной процедуре диагностики. Известно только, что частота оцифровки АЦП как минимум в 10 раз выше максимально возможной частоты ШИМ. Так вот, в этом случае, как я понимаю, оперировать банальным средним током уже нельзя и нужно измерять RMS. И здесь я немного плаваю.

Во-первых, даст ли мне что-то значение RMS, как это было в примере со средним арифметическим? Разумеется, при условии, что за период оценки скорость подыхания диодов равна 0, иначе всякие измерения не дадут никакой четкой информации, особенно, если какая-то часть диодов "моргает" (как в светофорах некоторых можно заметить).

Во-вторых, насколько законно измерять RMS и называть его таковым, если частоты АЦП, питающего ШИМ и его Кзап не меняются, а еще и не меняется мгновенное значение тока (т.е. на одинаковой фазе ШИМ АЦП будет защелкивать ~ одно и то же значение); это дает возможность не вычислять частоты, а тупо задать размер окна оцифровки >= максимально возможного периода ШИМ-цикла. И становится не важно, делится ли период ШИМ на целое число отсчетов АЦП для корректного расчета RMS. Верно ли это?

И третье. Если измерение RMS действительно обосновано, то хотелось бы внести ясность, на каком этапе сглаживать шум токового шунта. Бегущее среднее арифметическое сырых отсчетов уже трогать нельзя, получается. Корректно ли подавать на вход фильтра (хоть того же скользящего среднего) не сами отсчеты АЦП, а их квадраты? Т.е. на каждом дискрете АЦП подсовываем фильтру квадрат текущего отсчета, а он тут же возвращает усредненное квадратичное. А вот функция получения RMS-значения уже берет это усредненное, делит на кол-во отсчетов в окне, извлекает корень и получите-распишитесь.

Гипотетически, измерение банального среднего на ШИМ-сигнале не скажет о состоянии матриц ничего. Нужен ликбез.

Share this post


Link to post
Share on other sites

On 4/19/2023 at 9:47 PM, Arlleex said:

Есть

В русской терминологии RMS это действующее напряжение. А это такое значение напряжения, которое численно равно постоянному напряжение, при котором на том же самом резисторе выделится такая же мощность.

У вас форма известна. Это прямоугольники. Причем однополярный. Т.е., по сути, у вас не переменное напряжение.

Для прямоугольника действующее будет площадь за период. Амплитуда умноженная на отношение длительности к периоду.

Пропустите ваш прямоугольник через ФНЧ и получите действующее напряжение.

Да и при питании светодиодов с помощью ШИМ, все равно светодиоды должны питаться через дроссель, чтобы снизить пульсации тока и, как следствие, пульсации силы света.

Поэтому, на токовом шунте, даже при питании от ШИМ, должно быть постоянное напряжение. Соответственно, все ваши по поводу RMS отпадают.

Что-то я несколько сумбурно написал кажется.

Но, как-то так )

Share this post


Link to post
Share on other sites

8 часов назад, Arlleex сказал:

Т.е. чисто технически есть возможность измерять мгновенный ток через матрицу.

При всём уважении - прошу пояснить ЦЕЛЬ Вашего мероприятия..., и хочу избавить Вас огромной ненужной суеты и детей уберечь от порочной практики...:).

Ну, измерили Вы некий ток неких светодиодов..., и пусть даже абсолютно правильно... А дальше что? Как в анекдоте -Приборы?

-220...

- что 220 ?

-а что "приборы"?

Если светодиоды питает драйвер - то измерили ток драйвера... Драйверу пофиг, что он питает... - его задача - нужный ток организовать...

Если светодиоды ШИМом питать, то ШИМ тоже не знает ,что такое светодиоды....

8 часов назад, Arlleex сказал:

Выбывшие из строя светодиоды просто будут выкинуты из этой суммы и будет сразу видно, что средний ток меньше, чем в новой матрице.

Как это? Средний ток сам драйвер организует - ему плевать на светодиоды. А "выбывшие из строя светодиоды" - это вообще - катастрофа - один шаг до полного погасания... (ну ладно если КЗ..., а если следующий - обрыв?)

Здесь - другой анекдот -

-надо подумать...

-...что тут думать... Съё...ся надо...

---------------

Хотите состояние светодиодов оценить - надо не только ток измерять, а силу света при том же токе... Но здесь другая проблема - нужен эталон. А если его нет? Эффективность светодиодов сильно разная от рождения.... Где критерии принятия решения... 

-------------

Обидеть - не хочу..., хочу понять - чем заняты? :).

Share this post


Link to post
Share on other sites

10 часов назад, dimka76 сказал:

А это такое значение напряжения, которое численно равно постоянному напряжение, при котором на том же самом резисторе выделится такая же мощность.

Это мне известно.

Цитата

Пропустите ваш прямоугольник через ФНЧ и получите действующее напряжение.

Нет ФНЧ никаких и уже не будет, т.к. на ШИМ-е диагностировать ничего не планировалось)) Только программный. Но в этом и суть вопроса.

Цитата

Да и при питании светодиодов с помощью ШИМ, все равно светодиоды должны питаться через дроссель, чтобы снизить пульсации тока и, как следствие, пульсации силы света.

Мне известно, что никаких дросселей там и в помине нет.
 

3 часа назад, tonyk_av сказал:

AD736

В железе изменений не планируется больше.
 

2 часа назад, варп сказал:

При всём уважении - прошу пояснить ЦЕЛЬ Вашего мероприятия...

Цель - определить качественно состояние светодиодного полотна. Сколько диодов "отъехавших", а сколько еще светят.

Цитата

Если светодиоды питает драйвер - то измерили ток драйвера... Драйверу пофиг, что он питает... - его задача - нужный ток организовать...

Во-первых, драйверы разные бывают, и при обрыве цепи (какого-то диода) никакого тока он в канал диода выдавать не будет.
А во-вторых, мне точно известно, что никаких драйверов там нет в помине - тупо регистры сдвига и резисторы на разрядах по классике.

Цитата

Обидеть - не хочу..., хочу понять - чем заняты? :).

Спасаю проекты:biggrin:

Share this post


Link to post
Share on other sites

38 минут назад, Arlleex сказал:

Нет ФНЧ никаких и уже не будет, т.к. на ШИМ-е диагностировать ничего не планировалось)) Только программный. Но в этом и суть вопроса.

Мне известно, что никаких дросселей там и в помине нет.

Измеряйте ток в момент когда ключ шим открыт, лучше всего перед закрытием.

А за отсутствие дросселей в большой панели надо руки отрывать потому что это не панель получается а станция РЭБ.

Share this post


Link to post
Share on other sites

5 минут назад, _3m сказал:

Измеряйте ток в момент когда ключ шим открыт, лучше всего перед закрытием.

Сигналов ШИМ у меня нет. Только АЦП, который измеряет ток потребления всей матрицы. А внутри контроллер матрицы уже ШИМует.

Цитата

А за отсутствие дросселей в большой панели надо руки отрывать потому что это не панель получается а станция РЭБ.

Может, оно изначально так и задумывалось, я не знаю:good2:

Share this post


Link to post
Share on other sites

Только что, Arlleex сказал:

Сигналов ШИМ у меня нет. Только АЦП, который измеряет ток потребления всей матрицы. А внутри контроллер матрицы уже ШИМует.

Тогда измеряйте пиковый

Share this post


Link to post
Share on other sites

Можно пиковый, можно просто усреднять ток выше некоторого ненулевого значения

Share this post


Link to post
Share on other sites

11 часов назад, Arlleex сказал:

Есть, например, светодиодная матрица. Питание к ней подводится через токовый шунт.

Уточните, что из себя представляет источник питания? Если это стабилизатор тока, то, как правильно отметил ВАРП, измеренный ток не несет информации о состоянии матрицы. Решал я такую задачу, контролировал серию светодиодных огней, питаемых стабилизатором тока. Измерял напряжение на огне, вот оно зависит от целостности светодиодов. Что касается ШИМ. Информация о состоянии матрицы содержится в амплитуде измеряемой величины и не зависит от параметров самого ШИМ. Нужно сделать выборку с длительностью заведомо большей максимально возможного периода ШИМ и выбросить околонулевые значения. 

Share this post


Link to post
Share on other sites

2 часа назад, Arlleex сказал:

А во-вторых, мне точно известно, что никаких драйверов там нет в помине - тупо регистры сдвига и резисторы на разрядах по классике.

По-уму, надо бы структурную  схему нарисовать (прямо в первом посте)... - иначе - Вам ещё долго будут голову морочить..., либо предпочтут не участвовать в беседе, потому что - определение "некая матрица по классике" - слишком мутное определение....

Share this post


Link to post
Share on other sites

6 минут назад, LII сказал:

Уточните, что из себя представляет источник питания?

DC/DC-конвертор напряжения от AEDON.

Цитата

Информация о состоянии матрицы содержится в амплитуде измеряемой величины и не зависит от параметров самого ШИМ. Нужно сделать выборку с длительностью заведомо большей максимально возможного периода ШИМ и выбросить околонулевые значения. 

Во, другое дело)) Я задумывался и над таким вариантом, но "что-то скребло на душе":biggrin:
 

6 минут назад, варп сказал:

...потому что - определение "некая матрица по классике" - слишком мутное определение....

Классика - это использование регистров сдвига 595:wink: До более продвинутых схем с источниками тока или нормальными драйверами не все дорастают.

Запитывается это все, разумеется, от источника напряжения.

Share this post


Link to post
Share on other sites

22 часа назад, Arlleex сказал:

Светодиоды стареют, выходят из строя полностью или частично. В любом случае, им со временем плохо. С помощью измерения тока можно сделать вывод о неком проценте "здоровья" матрицы. Опять же, в расположении только данные с токового шунта.

Смущает вот что - да, измеряя некий ток, можно -таки чего-там проконтролировать... Но..., знание "тока" (условно говоря) даже КАЖДОГО светодиода матрицы не дают точного ответа сколько-же светодиодов матрицы не светятся вообще...(ток светодиода может и быть, а света от него -нет...). В то время как, любой человек, мельком взглянув на полностью включенную и полностью выключенную матрицу сразу скажет сколько светодиодов (и какие) в ней неисправны. И система контроля может оказаться сложнее самого устройства, а сама система контроля однозначно снизит надёжность устройства в целом... При таком раскладе проще резервную матрицу светодиодов держать...

Эх, Arlleex, Вашу бы энергию, да в нужное русло.... :).

----------------

....кстати - БОЛЬШИЕ информационные табло  собирают из кучи однотипных сменных маленьких табло, которые оперативно заменяют прямо на месте использования. Вот идеальное решение - увидел дефект - за минуту заменил неисправный модуль на исправный...

Edited by варп

Share this post


Link to post
Share on other sites

14 часов назад, варп сказал:

...знание "тока" (условно говоря) даже КАЖДОГО светодиода матрицы не дают точного ответа сколько-же светодиодов матрицы не светятся вообще... (ток светодиода может и быть, а света от него -нет...)

Вот это, конечно, печально. Потому что при первоначальном запуске можно было измерить ток рабочей панели, а через N лет оценить деградацию и процент подохших диодов.

На самом деле сверхточность не требуется. Условно, знать бы, что 10% диодов не светят))

Share this post


Link to post
Share on other sites

Без измерения падений напряжений оценить состояние групп светодиодов не представляется возможным. Измерить напряжения в общем не трудно используя дешевые аналоговые мультиплексоры, или даже некоторые МС для контроля АКБ подойдут.

Идею поставить один фотодиод, думаю и развивать не стоит. )

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

×
×
  • Create New...