Motion 0 28 января, 2008 Опубликовано 28 января, 2008 · Жалоба Нашёл интерестную статью по датчикам тока Shunt.pdf Например INA169 мне вроде как подходит. INA169.pdf Но стоит она немало ($5). Оправдано ли это? Если можно тоже самое реализовать на обычном ОУ. Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
smk 0 28 января, 2008 Опубликовано 28 января, 2008 · Жалоба Я предлагаю до 3.5В не дотягивать (это не всегда гарантируется), а ограничится 3.0В Совершенно верно. Опорное для АЦП сделать поменьше и все будет ОК. В случае с AVR опорное можно сделать 2,56 В. Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
=AK= 18 28 января, 2008 Опубликовано 28 января, 2008 · Жалоба Эта схема?: Эсли да, тогда мне непонятно куда что подключается. Поясните, пожайлуста. Если хотите неинвертированный сигнал, то V2 подключается к "горячему" выводу шунта, V1 - к "холодному", а нижний вывод Rg подключается не к земле, а к половине питания. Если хотите инвертированный сигнал, то V1 подключается к "горячему" выводу шунта, V2 - к "холодному", а нижний вывод Rg все равно подключается не к земле, а к половине питания. Вместо того чтобы вводить еще один источник величиной в половину питания, проще всего использовать такую схему R1 = R4 R2 = R3 = 2*R6 И намного ли лучше эта схема? Намного. Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
Baser 5 28 января, 2008 Опубликовано 28 января, 2008 · Жалоба На втором полупериоде сетевого напряжения на неинвертирующем входе ОУ будет отрицательное напряжение. Допускается ли такое? Если нет - можно ли как-то защитить схему? Например вот так: После выхода ОУ стоит RC-цепочка (ФНЧ) и стабилитрон (на 5,1В) для защиты линия порта от перенапряжения. Отрицательное напряжение (ниже нижнего напряжения питания) как правило НЕ допускается. Входы нужно защищать до ОУ, а не после, потому что и ОУ и МК питается от одного напряжения. Шунт диодом шунтировать не нужно. После шунта R=10k -> диоды шоттки на +5V и GND -> R=1k -> вход ОУ. После ОУ -> R=1k -> C=1nF -> вход АЦП. Эта схема?: Эсли да, тогда мне непонятно куда что подключается. Поясните, пожайлуста. И намного ли лучше эта схема? Дифференциальное включение нужно, когда шунт не имеет общей точки с землей АЦП. Это включение позволяет преобразовать разность двух напряжений в напряжение относительно земли. Можно также сместить землю шунта на половину питания АЦП и измерять как положительную, так и отрицательную полуволны входного напряжения. Только нуль при этом будет в центре диапазона АЦП. О шунте: насколько я понимаю, шунт - это резистор, позволяющий измерять ток в цепи. Выбириается он таким образом, чтобы потери на нём были ничтожны. Знаю, что есть специлизированные мощные низкоомные резисторы. Посоветуйте несколько. Например, если я возьму шунт на 0,1Ом, а ток в цепи будет меняться от 0 до 5А, то напряжение на шунте будет меняться от 0 до 500мВ. При этом сопротивление нагрузки будет 220В/5А=44Ом, что в 440 раз больше, чем сопротивление шунта. То есть лишь незначительная часть сетевого напряжения упадёт на шунте, что допустимо. Вычисление мощности - 5А*0,5В = 2,5 Вт. То есть мне подойдёт шунт 0,1Ом минимум на 2,5Вт. Правильны ли мои расчёты? Расчеты правильные, только мощность в 2.5 Вт на шунте великовата. То, что вы говорили раньше подходит лучше: 20 мОм, 100 мВ, 0.5 Вт. Можно еще меньше, только нужно тогда лучше фильтровать от помех, посколько цепи силовые. Коэф. усиления ОУ ~30 Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
Motion 0 30 января, 2008 Опубликовано 30 января, 2008 (изменено) · Жалоба Что у меня получилось: Схема: В качестве шунта выбрал WSL1206, сопротивлением 0,02Ом , мощностью 0,5Вт. При максимальном токе 5А, падение на шунте будет 0,02Ом*5А=0,1В Чтобы на выходе ОУ получить 3В, необходимо усилить сигнал в 30 раз (3В/0,1В=30). То есть коефициент усиления К=30. Возьмём сопротивление R2=50кОм. Получим К=1+R2/R1 => R1=R2/K-1 => R1=50кОм/30-1=50000Ом/29=1724Ом. Берём ближайший по ряду - 1,8кОм (типоразмера 1206, мощностью 0,250Вт). В качестве ОУ беру LM358. Запитывать его буду +5В взятых с AC/DC преобразователя BP5041A5 Верны ли мои расчёты и правильно ли подобраны электронные компоненты? Единственное, что мне не понятно - как защитить вход ОУ от отрицательного напряжения. Схему, пожайлуста. Насколько я понял, я взял обычное неинвертирующее включение ОУ (самое простое решение). Так как шунт одной ножкой на земле, то я могу использовать свою схему. Если бы у меня шунт стоял не относительно земли, то нужно было бы использовать диферинциальное включение, верно? Либо использовать специализированые микросхемы. Изменено 30 января, 2008 пользователем Владимир_КПИ Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
Baser 5 30 января, 2008 Опубликовано 30 января, 2008 · Жалоба В качестве шунта выбрал WSL1206, сопротивлением 0,02Ом , мощностью 0,5Вт. При максимальном токе 5А, падение на шунте будет 0,02Ом*5А=0,1В Номинальную мощность шунта желательно выбирать с запасом. Рекомендую применить шунт на 1 Вт Единственное, что мне не понятно - как защитить вход ОУ от отрицательного напряжения. Схему, пожайлуста. Я вам выше подробно словами описал. Если бы у меня шунт стоял не относительно земли, то нужно было бы использовать диферинциальное включение, верно? Либо использовать специализированые микросхемы. Да так, хотя дифф.схема обеспечивает лучшую фильтрацию помех. Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
Motion 0 31 января, 2008 Опубликовано 31 января, 2008 · Жалоба Вы говорили, что если питание будет +5В, то на выходе максимум получу 3,5В. А где в описании это указано? Если на входе у меня будет очень маленькое значение, например, 0,001 мВ - будет ли у меня на выходе этой же сигнал усиленный в к раз? Слышал, что есть ОУ, у которых, например, при питании +5В зона чувствительности по входу находиться в диапазоне +0,5В....4,5В. И что такое напряжение смещения? Попытался изобразить схему из ваших слов, получилось вот это: Правильно ли? Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
Baser 5 31 января, 2008 Опубликовано 31 января, 2008 · Жалоба Вы говорили, что если питание будет +5В, то на выходе максимум получу 3,5В. А где в описании это указано? В DataSheet на LM358 :) У National Semi хорошие описания с большой секцией примеров применения. Интересующий вас параметр: Input Common-Mode Voltage Range: 0... (V+)−1.5V При питании V+ = 5V, Vicm = 5-1.5 = 3.5V max Если на входе у меня будет очень маленькое значение, например, 0,001 мВ - будет ли у меня на выходе этой же сигнал усиленный в к раз? Слышал, что есть ОУ, у которых, например, при питании +5В зона чувствительности по входу находиться в диапазоне +0,5В....4,5В. Как раз этот параметр и определяет диапазон рабочих входных напряжений. Он начинается от нуля. Почитайте DataSheet: "Allows direct sensing near GND and VOUT also goes to GND" И что такое напряжение смещения? А вот напряжение смещения вам всю идеальную малину и испортит. Это напряжение ошибки, определяемое схемотехникой ОУ, которое присутствует "внутри входа ОУ" и добавляется к входному напряжению. Input Offset Voltage = +- 2...5 mV Если его не компенсировать, то при входном напряжении, напр. 0.10V на выходе может быть (при Ku=30) 2.85V ... 3.15V (в зависимости от попавшегося экземпляра ОУ) Так что вам нужно будет калиброваться уже при помощи МК. Или делать аналоговую коррекцию смещения. Или применять ОУ с малым смещением. На выбор. Попытался изобразить схему из ваших слов, получилось вот это: Правильно ли? Еще один диод на +5V забыли. Для защиты входа от напряжения больше питания. Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
Motion 0 31 января, 2008 Опубликовано 31 января, 2008 · Жалоба У меня получилась такая схема: Что понятно: R1 -шунт R4,R5 задают коефициент усиления R6,С1 - ФНЧ VD3 - стабилитрон, защищающий линию МК от перенапряжения НЕ ПОНЯТНО: Назначение элементов R2,R3,VD1,VD2 (и правильно ли подключены диоды?) И объясните, на самом простейшем языке, как отсекается отрицательное напряжение с входа ОУ. А можно для защиты от перенапряжения использовать не диод Шотки, а стабилитрон? Схема в MS Visio Shunt1.rar Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
=AK= 18 31 января, 2008 Опубликовано 31 января, 2008 · Жалоба У меня получилась такая схема: Анод D2 д.б. подключен к катоду D1, катод D2 - к +5 питания А теперь сравните с нарисованной мною схемой дифф. усилителя, который не боится отрицательных напряжений безо всяких защит: - в диф усилителе на одну деталь меньше - не нужны диоды, а ведь диоды Шоттки в десятки-сотни раз дороже резисторов - не нужен rail-to-rail ОУ, сгодится дешевый обычный. - дифф.усилитель позволяет мерять ток как в положительном, так и в отрицательном полупериодах - дифф. усилитель меряет ток точнее, поскольку на точность не влияет падение напряжения на земляных проводниках. Ведь только студенты и ламеры думают, что сопротивление земли равно нулю. Поэтому стОит им подключить шунт к земле, то потенциал нижнего конца шунта сразу же станет равным нулю, даже если они разведут землю тончайшими проводниками. VD3 - стабилитрон, защищающий линию МК от перенапряжения Неоткуда там взяться перенапряжению. ОУ с питанием +5В не может выдать на выходе больше +5В. Стабилитрон не нужен. Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
Motion 0 31 января, 2008 Опубликовано 31 января, 2008 · Жалоба Схема: Какие номиналы элементов посоветуете? И какой ОУ подойдёт для этой схемы? Подойдёт ли шунт на 0,02 Ом? Как работает сзема? Что будет на выходе? При протекании тока в одном направлении на выходе будет напряжение от 2,5...5В, в обратном - 0...2,5В? Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
Motion 0 1 февраля, 2008 Опубликовано 1 февраля, 2008 · Жалоба А если поступить проще: Использовать встроеные в АЦП МК дифферинциальные входы с коефициентом усиления 10. Взять внутренний источник опорного напряжения 2,56В. Делим на 10 - получаем 0,256В. То есть при максимальном токе 5А получаем 256мВ. Рассчитаем сопротивление шунта - 0,256/5А=0,05Ом И тогда не нужно ОУ. Как такой вариант, подойдёт для решения моей задачи? Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
Baser 5 1 февраля, 2008 Опубликовано 1 февраля, 2008 · Жалоба И объясните, на самом простейшем языке, как отсекается отрицательное напряжение с входа ОУ. А можно для защиты от перенапряжения использовать не диод Шотки, а стабилитрон? Подайте мыслено на вход отрицательное напряжение и подумайте, как при этом будет включен диод. Стабилитрон в данном случае применять нельзя, т.к. он кремниевый и обратное падение напряжения на нем может доходить до -1V. А ОУ типа LM358 не любит на входе отрицательных напряжений меньше -0.3V Как работает сзема? Что будет на выходе? При протекании тока в одном направлении на выходе будет напряжение от 2,5...5В, в обратном - 0...2,5В? Да. А вообще, для понимания принципа работы типовых схем сначала почитайте учебники. Поняв формулы расчета, попробуйте промоделировать на любом программном симуляторе. Тогда и не будут возникать сотни вопросов сразу. А теперь сравните с нарисованной мною схемой дифф. усилителя, который не боится отрицательных напряжений безо всяких защит ... С уважаемым =AK= спорить бессмысленно, поскольку его опыт аналоговой схемотехники несравним с моим :a14: Да и просто он прав, получается что в вашем случае действительно лучше применить дифф.усилитель и не заморачиваясь с напряжением смещения все откалибровать на МК. Единственно, что хочу заметить, входы ОУ все равно защищать придется. Да и фраза - не нужен rail-to-rail ОУ, сгодится дешевый обычный.непонятна: что может быть дешевле LM358 :) Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
=AK= 18 2 февраля, 2008 Опубликовано 2 февраля, 2008 · Жалоба Единственно, что хочу заметить, входы ОУ все равно защищать придется. Я думаю, не нужно. Во-первых, размах тока в шунте, необходимый для того, чтобы ОУ вышел за предельно-допустимый режим, должен быть такой величины, что сгорит симистор, так что исправно работающий ОУ никому больше не будет нужен. Предположим, шунт выбран 0.02 Ома. Тогда для получения падения в -2.8 В ток через него должен быть -140 А. Напряжение -2.8 В складывается из 2.5 В смещения на + входе ОУ и -0.3 В предельно-допустимого на входе относительно - питания. Для положительной полуволны ток должен быть еще больше, поскольку для семейства LM358 предельно допустимое равно 32 В при любом напряжении питания. (PS: про "2.5 В смещения на + входе ОУ" я соврал, даже при единичном усилении там будет не 2.5В, а всего 1.25В, но идея, я думаю, ясна) Во-вторых, это диплом, надо стараться не вводить новые сущности. Да и фраза непонятна: что может быть дешевле LM358 :) :beer: Ну, может, это я для красного словца и для общности рассуждений так сказал. А если формально - так вот, LM2904 , не 14 центов, а всего 11 ;) Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
Motion 0 2 февраля, 2008 Опубликовано 2 февраля, 2008 (изменено) · Жалоба Итак, схема такая: В качестве ОУ возьму LM358. Теперь нужно разобраться с обвязкой. Насколько я понимаю, соотношение R6/R4 даёт нам коефициент усиления. Тогда согласно посту №18, возьму R1=R4=10кОм. В качестве опорного напряжения АЦП буду использовать внутрений источник опорного напряжения(2,56В). Если в качестве шунта возьму резистор номиналом 0,02Ом, тогда при токе 4,54А (мощность 1кВт) - это действующее значение - домножаем на 1.4 - получаем 6,3А (амплитудное), на шунте упадёт 0,02Ом*6,3А=126мВ. Тогда расчитаем необходимый коефициент усиления. К=2,56В/0,126В=20. Возьмём немного меньше на всякий случай - 18. Тогда на шунте максимум упадёт 2,26В Исходя из расчётов R6/R4=18 => R6 = R4*18=10000Ом*18=180кОм Снова исходя из формулы поста №18 получем: R2=R3=2*R6 => R2=R3=360кОм Смоделировал в EWB. Вот что получилось: Из осцилограмм первого осцилографа видно, что при действующем токе 4,6А (по моим расчётам 4,5А) на нагрузке падает 310В, а на шунте 132мВ (по моим расётам 126мВ). То есть на шунте напряжение меняется от от -132мВ до 132мВ. Далее напряжение с шунта необходимо усилить. В каком диапазоне на выходе оно должно меняться? От 0 до 5В или от 0 до 2,56В? Какое опорное напряжение АЦП брать? По графику с выхода ОУ видно, что я что-то неправильно расчитал или сделал. Получилась какая-то "лабуда". По идее при положительной полуволне напряжение должно меняться от 2,5 до 5В, при отрицательной от 0 до 2,5В, верно? Да, ещё такой вопрос - как защитить вход АЦП МК от отрицательного напряжения снимаемого с датчика напряжения (делителя). Схема: Спасёт ли диод? Или он будет держать на себе -0,7В, что тоже не приемлемо? Изменено 2 февраля, 2008 пользователем Владимир_КПИ Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться