Skocz do zawartości

Układ scalony amperomierza


krzysiek050

Pomocna odpowiedź

Hej,

Chciałbym zrobić parę badać z charakterystyką prądową. Mam multimetr, ale on ma dość wolne odświeżanie i niektóre rzeczy mogą się w ogóle nie wyświetlić, a większość i tak przegapię.

Wymyśliłem sobie, że mógłbym podpiąć testowy obwód do jakiegoś układu scalonego który będzie mierzył prąd i konwertował je na odpowiednie napięcie, lub jeszcze lepiej, od razu do postaci cyfrowej.

Pytanie właściwie. Czy istnieje taki układ, czy mam zbyt bujną wyobraźnię 🙂?

Link do komentarza
Share on other sites

Pytasz o przetworniki analogowo-cyfrowe. Tak, jest coś takiego, cała masa. W największym uproszczeniu z jednej strony podajesz napięcie a z drugiej dostajesz liczby binarne. Podłączasz to do PCB lub jakiegoś mniejszego procesorka, zapisujesz do pamięci i/lub wyświetlasz. Prąd na napięcie konwertujesz rezystorem lub przetwornikiem I/U na wzmacniaczu operacyjnym. Co chcesz mierzyć, jakie pasmo, jaki zakres prądów i jak często (ile próbek na sekundę)?

Podejrzewam, że w Twoim przypadku najprościej będzie użyć jakiegoś Arduino chyba, że wymyśliłeś jakieś bardzo szybkie zjawisko. Możesz też zacząć od zwykłego oscyloskopu.

Link do komentarza
Share on other sites

Zarejestruj się lub zaloguj, aby ukryć tę reklamę.
Zarejestruj się lub zaloguj, aby ukryć tę reklamę.

jlcpcb.jpg

jlcpcb.jpg

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

Umiesz odpowiedzieć na postawione wyżej pytania?

Co to będzie za prąd? Gdzie będzie płynął? Odłożenie napięcia na rezystorze jest trywialne, ale czasem spadek który musisz zmierzyć występuje np. na dużym potencjale wspólnym (np. linia plusa zasilania) i wtedy pomiar może być trudny, bo masz do zdjęcia różnicę np. 50mV na napięciu np. +400V. Może być też kłopot w przypadku bardzo małych prądów lub wymagania o niewprowadzanie dodatkowego spadku. Ale z tym też ludzie sobie poradzili.

Link do komentarza
Share on other sites

marek1707, to nie jest tak, że ja buduję coś profesjonalnego. Raczkuję w elektronice i nie jestem w stanie pojąć wielu rzeczy, dlatego chciałem takie coś wstawić w moje proste układy. Jako że się uczę, stosuję małe napięcia z baterii czy zasilacza 12V więc zakres będzie zbyt szeroki. Myślę że realne jest próbkować 100 razy na sekundę, ale jak nie to trudno. Nie jestem dobrym teoretykiem i muszę parę rzeczy zmontować, parę spalić i zobaczyć jakieś naoczne wyniki żeby się nauczyć.

Link do komentarza
Share on other sites

OK, rozumiem, że nie jesteś w stanie podać odpowiedzi na wiele pytań, ale zakładając temat miałeś przecież coś na myśli. Chciałeś mierzyć jakiś prąd - i ja tylko o to pytam. Przecież nie jest tak, że cokolwiek zbudujesz będzie pasowało do wszystkiego. Gdybyś miał do zbadania opornik lub statyczną ch-kę np. diody, to nie musiałbyś sięgać po coś innego niż multimetr, prawda? A skoro przyszedł Ci do głowy pomysł zdjęcia przebiegu prądu w czasie to znaczy, że zjawisko jest w czasie zmienne. Jednak nawet w domowych, amatorskich warunkach mamy ogromną rozpiętość takich zjawisk i żeby poradzić Ci coś konkretnego muszę wiedzieć co to będzie. Jeżeli np. chciałbyś zmierzyć jak zmienia się prąd w termistorze zasilanym napięciem stałym to stała czasowa takiego procesu jest rzędu sekund i wystarczy, że będziesz zbierał np. 10 próbek/sekundę. A jeśli chcesz badać prąd w uzwojeniach silnika DC sterowanego PWM lub krokowego napędzanego z choppera to już wchodzisz raczej w dziesiątki tysięcy próbek/s. A można przecież zbudować układzik do robienia tego jeszcze kilka rzędów wielkości szybciej. Tak więc: szybkość (czyli pasmo sygnału) - to jedno.

Po drugie opornik pomiarowy (ten słynny bocznik) na którym będziesz odkładał napięcie proporcjonalne do przepływającego prądu może być włączony na wiele sposobów do układu badanego. Jeśli chcesz zdjąć prąd przepływający przez jeden "swobodny" element, który chcesz zmierzyć autonomicznie bez żadnych układów dodatkowych, to po prostu włączasz bocznik szeregowo z tym elementem, całość podłączasz do jakiegoś źródła napięcia a napięcie pomiarowe z bocznika doprowadzasz do swojego "samplera". Często jednak prąd płynie już w jakimś skomplikowanym układzie (np. mostek H + silnik) i żeby zmierzyć jego przepływ trzeba rozpiąć jakąś ścieżkę i wstawić tam opornik. Przykładowy silnik włączony w przekątną 4-tranzystorowego mostka H żadnym swoim zaciskiem nie jest podłączony do masy więc Twój prąd będzie produkował napięcie na oporniku pomiarowym, które żadnym swoim "końcem" nie jest odniesione do masy. Ponieważ sampler (np. oscyloskop) ma zwykle jakąś masę i dobrze, by była ona tożsama z masą układu, to nagle okazuje się, że masz nie jedno napięcie tylko dwa osobne. Najpierw musisz odjąć jedno od drugiego i dopiero ta różnica jest proporcjonalna do prądu silnika. Tak więc oprócz przetwornika A/C musisz dysponować układem odejmującym itd.. Im dostęp do punktu pomiaru prądu jest bardziej zagmatwany tym trudniejszy może być układ pomiarowy - to po drugie. I o to też pytałem. Co chcesz mierzyć? Jakie zjawisko? Gdybyś wykrztusił dwa słowa można by czasem od razu powiedzieć: to łatwe, zrób tak i tak, lub wręcz przeciwnie: to bardzo trudne, nie masz szans bez profesjonalnego sprzętu. Rozumiesz? Im mniej napiszesz tym bardziej mętne lub nietrafione odpowiedzi będziesz dostawał.

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

EDIT: Biorąc pierwsze z brzegu Arduino dostajesz "w standardzie" 10-bitowy przetwornik o szybkości maks. kilkunastu tysięcy próbek/s. Jeśli trochę odpuścisz z rozdzielczością, możesz złapać nawet i z 50 tys. próbek/s. To całkiem niezły wynik biorąc pod uwagę cenę takiego rozwiązania. Czasem trzeba dobudować jakiś prosty wzmacniacz i napisać kawałek kodu np po to, by próbkowanie zaczynało się dokładnie wtedy gdy startuje Twoje zjawisko.

Widziałem rozwiązania w których za sampler robi zwykłe wejście audio w komputerze. Jeśli nie interesuje Cię składowa stała sygnału, możesz o tym pomyśleć. Tam masz efektywnie pewnie z 14 bitów rozdzielczości i próbkowania od 8 do 48 tys. próbek/s w dwóch kanałach. Zwykle trzeba jednak zrobić jakiś prosty układ dopasowujący sygnał badany do delikatnego wejścia karty dźwiękowej.

Link do komentarza
Share on other sites

Chciałbym zmierzyć prąd płynący przez silnik przy starcie i zobaczyć jak wygląda ten wykres. Nie potrzebuję do tego skomplikowanego układu bo mogę silnik podipiąć bezpośrednio pod 4 baterie AA. Nie chcę nim sterować, ale sprawdzić co się tak naprawdę dzieje przy starcie. Jeżeli podepnę ten bocznik szeregowo wraz z silnikiem, to będę mógł sprawdzić jaki jest na nim spadek napięcia. Tą różnicę chcę zmierzyć właśnie przez arduino i wysłać do komputera żeby narysować wykres.

Link do komentarza
Share on other sites

Tak czułem, że chodzi o silnik. Najprostsza konfiguracja (betria, druciki, silnik i opornik) może się nie sprawdzić z kilku powodów, więc mam kilka pomysłów:

1. Odpalanie zwykłego wyłącznika albo wręcz zwieranie drutów jest zjawiskiem niepowtarzalnym, pełnym odbić i wielokrotnych rozłączeń. Ponieważ interesuje Cię prąd w czasie narastania, to ważne będą pierwsze chwile i nie możesz tam sobie pozwolić na odbicia zestyków czy niepewny kontakt kabelków. Jako przełącznika powinieneś użyć tranzystora załączanego z Arduino. To ma jeszcze tę zaletę, że próbkowanie prądu będzie startowało zawsze w tym samym momencie, synchronicznie z załączeniem napięcia na silnik.

2. Przetwornik działa od 0V do swojego Vref. Jeżeli ustawisz pobieranie go z wewnętrznego źródła odniesienia 1.1V, to masz pełną skalę na 1.1V. Nawet zakładając połowę zakresu jako margines na przeciążenia itp, to musisz zapewnić podanie 0.5V przy pełnym prądzie silnika. Jeżeli jesteś w stanie pogodzić się z takim spadkiem napięcia na oporniku, to nie potrzebujesz żadnego wzmacniacza. Pamiętaj jednak, że będzie to odejmowało się od napięcia zasilania. Jego źródło powinno być przy takich pomiarach w miarę stałe i silne. Baterie AA nie są demonami mocy i mogą przysiadać, co zniekształci przebieg prądu. Proponuję uzupełnienie ich o kondensator elektrolityczny 1000-2200uF/16V.

3. A teraz to wszystko razem: żeby Arduino mogło zmierzyć prąd odłożony na oporniku to jeden jego koniec musi stać na masie komputerka. Na drugim będzie oczywiście mierzone napięcie U=I*R. Zaraz dalej powinien być silnik, potem odpowiednio sterowany tranzystor i plus zasilania. Zestaw ten trzeba uzupełnić o filtr dolnoprzepustowy RC bo zakłócenia pochodzące od komutatora zaciemnią obraz prądu i mogą nawet zniszczyć wejście procesora. Narysuj jak to zrozumiałeś.

W sumie to nie wiem czy warto robić takie układy. W tym artykule masz trochę o starcie silnika DC wraz z przykładowym wykresem prądu. Powinieneś dostać coś podobnego z dokładnością do skali poziomej (inna szybkość startu) i pionowej (inna wielkość silnika). Acha, oni też załączają silnik jakimś sygnałem cyfrowym:

https://e2e.ti.com/blogs_/b/motordrivecontrol/archive/2014/03/20/get-your-motor-running-brushed-dc-motor-driver-selection

Link do komentarza
Share on other sites

Dołącz do dyskusji, napisz odpowiedź!

Jeśli masz już konto to zaloguj się teraz, aby opublikować wiadomość jako Ty. Możesz też napisać teraz i zarejestrować się później.
Uwaga: wgrywanie zdjęć i załączników dostępne jest po zalogowaniu!

Gość
Dołącz do dyskusji! Kliknij i zacznij pisać...

×   Wklejony jako tekst z formatowaniem.   Przywróć formatowanie

  Dozwolonych jest tylko 75 emoji.

×   Twój link będzie automatycznie osadzony.   Wyświetlać jako link

×   Twoja poprzednia zawartość została przywrócona.   Wyczyść edytor

×   Nie możesz wkleić zdjęć bezpośrednio. Prześlij lub wstaw obrazy z adresu URL.

×
×
  • Utwórz nowe...

Ważne informacje

Ta strona używa ciasteczek (cookies), dzięki którym może działać lepiej. Więcej na ten temat znajdziesz w Polityce Prywatności.