Pomiar napięcia z przedziału -20v +20v na Atmedze 328

[vtor]

Układ z Atmegą steruje pracą silnika szczotkowego DC (kierunek obrotu, prędkość obrotu, hamowanie silnika).  Chciał bym wykorzystując pin analogowy mikro kontrolera mierzyć napięcie jakie jest na zaciskach silnika w momencie gdy układ sterujący nie podaje żadnego napięcia, a silnik sam generuje napięcie kręcąc się siłom rozpędu. Odczyt napięcia 0V na zaciskach był by informacją że wirnik silnika jest w spoczynku i można bezpiecznie zmienić już kierunek obrotu silnika.

Atmega może mierzyć od 0v do 5v więc bez dzielnika napięcia się nie obędzie, Ale jak mierzyć ujemne napięcie. W/w sytuacji jest ważniejsze czy napięcie wynosi 0 czy nie , a nie czy napięcie wynosi -7 lub 11v.

Z tego co się doczytałem to wzmacniać operacyjny jest mało dokładny a o tzw "sumowaniu napięć" na rezystorach nie znalazłem jakiegoś łopatologicznego wyjaśnienia zagadnienia. Proszę o doradzenie metody do tej sytuacji i łopatologiczne wyjaśnienie jak to zrobić.

[RFM]

27 minut temu, vtor napisał:

Atmega może mierzyć od 0v do 5v więc bez dzielnika napięcia się nie obędzie, Ale jak mierzyć ujemne napięcie.

Sposobów jest wiele, jedne z nich znajdziesz tu: http://er-mik.prv.pl/projekty_avt/2015-07_EP_18_AVT-5507_Miernik_UIPTR.pdf

 

[rziomber]

http://blog.daum.net/jedi_jaja/3

Do tego projektu jest nawet aplikacja na Androida w Google Play.

[RFM]

3 godziny temu, rziomber napisał:

http://blog.daum.net/jedi_jaja/3

Używanie Vcc w roli napięcia odniesienia jest najczęściej gorszym rozwiązaniem niż użycie wewnętrznego Vref. Wydaje się, że wystarczy rezystor dzielnika zamiast do Vcc podłączyć do Vref. Nie zawsze będzie to możliwe, bo z Vref nie można pobrać dużego prądu. Trzeba o tym pamiętać przy doborze rezystorów dzielnika. 

[Polecacz 101]

Produkcja i montaż PCB - wybierz sprawdzone PCBWay!
   • Darmowe płytki dla studentów i projektów non-profit
   • Tylko 5$ za 10 prototypów PCB w 24 godziny
   • Usługa projektowania PCB na zlecenie
   • Montaż PCB od 30$ + bezpłatna dostawa i szablony
   • Darmowe narzędzie do podglądu plików Gerber
Zobacz również » Film z fabryki PCBWay

[Anonim]

Najlepiej będzie do tego wykorzystać wzmacniacz operacyjny bo łatwo można ustalić offset dopasować poziomy i ma się separacje od niebezpiecznych dla atmegi napięć. Tak więc wzmacniacz i kilka rezystorów. Poza tym są też inne sposoby sprawdzania czy silnik się kręci. Jeśli nadal potrzebujesz z tym pomocy daj znać to narysujemy jakiś obrazek.

[RFM]

2 minuty temu, atMegaTona napisał:

Najlepiej będzie do tego wykorzystać wzmacniacz operacyjny bo łatwo można ustalić offset dopasować poziomy i ma się separacje od niebezpiecznych dla atmegi napięć

Nie za bardzo. jak zasilisz oamp napięciem takim samym jak uC to może być problem z uzyskaniem wartości max (Vcc) i min (GND). rail-2-rail też nie jest panaceum na wszystko, bo mimo swej nazwy nie osiąga Vee i Vdd ale trochę mniej o 30..60mV. Sytuacje ratuje jeden rezystor do Vcc lub GND ale wtedy albo osiągniesz 0 ofsetu na GND albo na Vcc. Jak to mawiają "albo rybka albo akwarium". Można oamp zasilić z wyższego napięcia ale wtedy nie osiągniesz

6 minut temu, atMegaTona napisał:

ma się separacje od niebezpiecznych dla atmegi napięć.

Problem rozwiązuje rezystor szeregowo z wejściem AVR ale do tego oamp najczęściej n ie jest potrzebny.

[Anonim]

3 godziny temu, RFM napisał:

Nie za bardzo. jak zasilisz oamp napięciem takim samym jak uC to może być problem z uzyskaniem wartości max (Vcc) i min (GND). rail-2-rail też nie jest panaceum na wszystko, bo mimo swej nazwy nie osiąga Vee i Vdd ale trochę mniej o 30..60mV.

Przecież nie ma konieczności balansować na progu możliwości wzmacniacza a przeskalować można sobie dowolnie i ustalić 0 np. na poziomie 2V i po problemie, kwestia jedynie przeliczenia napięcia na poprawny wynik w programie. Tak więc będę się upierał, wzmacniacz r2r zasilany z VDD atmegi wystarczy, poza tym te nowe wzmacniacze mają bardzo szeroki zakres napięć wejściowych i tolerują nawet takie przekraczające napięcie zasilania o nawet  kilka razy więc problemu nie ma. Jednak skoro to 0 w tym przypadku jest najistotniejsze to i bez wzmacniacza dało by się to zrealizować za pomocą diod i rezystorów. Osobiście mierzyłbym tylko prąd na uzwojeniu i zastosował jakiś element zewnętrzny do monitorowania silnika. np. taki:

 

Jak to  na pozór proste rzeczy lubią się komplikować gdy się przypadek analizuje dokładnie  🙂

[RFM]

12 minut temu, atMegaTona napisał:

tolerują nawet takie przekraczające napięcie zasilania o nawet  kilka razy

Ale nie każdy, z reguły są drogie a po przekroczeniu zasilania prąd wejścia wzrasta.

16 minut temu, atMegaTona napisał:

to i bez wzmacniacza dało by się to zrealizować za pomocą diod i rezystorów.

Duży błąd! Diody mają stosunkowo dużą zależność spadku napięcia w funkcji temperatury. Nie przypadkowo kiedyś używało się diod w roli termometrów włączając w obwód sprzężenia zwrotnego.

 

 

[Anonim]

Matko jedyna! 😉 Nie róbmy z tego horroru strasznego. Autor chciał tylko wiedzieć kiedy silnik się zatrzyma i diody do tego wystarczą ale i tak uważam, że opamp to najlepszy sposób bo: wzmacniacze są dobre i tanie.

3 godziny temu, RFM napisał:

z reguły są drogie a po przekroczeniu zasilania prąd wejścia wzrasta

z reguły są tanie i mają wielką rezystancję wejścia. Nie będziemy tu przecież pchać bipolarnych specjalnego przeznaczenia tylko byle jaki pierwszy lepszy i z dużym prawdopodobieństwem będzie odpowiedni jeśli będzie r2r. 

Tak na marginesie, nie uważasz, że takimi wywodami mieszamy tylko autorowi w głowie?

 

[RFM]

13 minut temu, atMegaTona napisał:

nie uważasz, że takimi wywodami mieszamy tylko autorowi w głowie?

Pisze jak jest. W projekcie autora pewne zjawiska mogą być nie istotne ale nie muszą jak np radośnie zwiększy rezystancje na wejściach oampa bo gdzieś wyczyta, że wtedy mniej obciąża źródło i błąd pomiarowy jest mniejszy. Temat może przeczytać ktoś inny i będzie chciał przenieść rozwiązanie do swojego projektu miernika o dużej wartości rezystancji wejściowej i się może zdziwić. Trzeba więc ostrzegać o tym, że np rezystor 2k nie ma 2k, że gdy dobieramy rezystory, to popularne 5% po pogrzaniu podczas lutowania i późniejszym schłodzeniu zmienią nieznacznie rezystancję (ile osób dobierających rezystory jest tego świadowa?) oraz o innych zjawiskach, które mogą ale nie muszą mieć znaczenia.

[Anonim]

To nie jest rozwiązanie problemu i osobiście uważam, że powinno ono zawierać opamp ale żeby był w tym wątku chociaż jakiś punkt wyjścia dla rozważań to można na to spojrzeć w ten sposób, powinny tam być jeszcze mimo wszystko diody ale ogólnie sposób wygląda tak:

 

[marek1707]

18 godzin temu, atMegaTona napisał:

ale ogólnie sposób wygląda tak

Dobrze myślisz, ale:

1. Zakładasz, że źródło (silnik) jest jednym końcem podpięty do masy a przy sterowaniu mostkiem H i "wuluzowaniu" silnika to nie jest prawda.

2. Nawet jeśli jedną stronę mostka załączysz (np. tylko na czas pomiaru) tak, by silnik stał na masie, to jego drugi koniec może owszem powędrować do plusa zasilania (niechby i +24V), ale w drugą stronę to nie zadziała. Diody tranzystorów mostka zewrą minus ew. generowany przez silnik i zobaczysz tam co najwyżej -1V.

Tak więc czekamy na kolejne pomysły. Silnik jest źródłem pływającym, żadnym końcem nie podłączonym do masy i to z niego trzeba zdjąć bipolarne napięcie różnicowe a następnie odnieść je do masy tak, by przetwornik ATmegi mógł je zmierzyć. Do roboty Koledzy 🙂

BTW: Sporym uproszczeniem jest założenie (przypominam), że Autor nie chce precyzyjnie mierzyć napięcia (więc te dywagacje o diodach, współczynnikach temperaturowych i prądach wzmacniaczy są nie na temat) tylko sprawdzić, czy jest wystarczająco małe by wiedzieć,  że silnik (prawie) stoi i że można bezpiecznie zmienić kierunek obrotów. Nie wiemy co to za urządzenie, ale jeśli nie trzeba żyłować każdej milisekundy a warunki są w miarę stabilne (obroty, bezwładności, opory itp) to być może najprostszym rozwiązaniem jest dobrane doświadczalnie delay() 😉

Jeśli jako jeden ze stanów pracy napędu Autor przewiduje aktywne hamowanie silnika przez zwieranie, to w tej sytuacji pomiar napięcia jest trochę słaby. Być może pomiar prądu?