citlivosť A/D prevodníka

[dusan0611]

Zdravím, chcem použiť mikroprocesor atmega32u4 ako ampérmeter a potrebujem zistiť aký citlivý má tento procesor A/D prevodník(na koľko desatinných miest meria napätie), aby som vedel zvoliť správny odpor na ktorom bude merať napätie. V datasheete to neviem nájsť prosím pomôžte mi. Pod čím to mám nájsť? Ďakujem za odpovede.

[Sender]

Pokud bude A/D nastaven jako 10bit,tak při napájení 5V to bude 5/1023.Pokud 8bit,tak rozlišení ve voltech bude 5/255

[ok2jnj]

V datovém listu je citlivost uvedena jako poměr k referenčnímu napětí, které musíš přivést na pin Aref procesoru. Jak píše dusan0611, když přivedeš 5V, bude při rozlišení 10 bitů jeden dílek 5/1024 = 0,00488V. Když použiješ externí referenční zdroj, např. REF5025, tak budeš mít referenční napětí 2,5V, které přivedeš na Aref. No a citlivost je 2,5/1024 = 0,00244V. Dalším snižováním referenčního napětí sice teoreticky zvýšíš citivost, ale také šum - chyby. Proto je lepší použít operační zesilovač, kterým zesílíš napětí z odporu ampérmetru tak, aby se pohybovalo v rozmezí 0 - 2,5V, nebo 0 - 5V. Pro pokusy samozřejmě není potřeba REF5025, stačí jednodušší způsoby získání referenčního napětí.

[breta1]

dusan0611
Základní informace jsou:
-jak velký max. proud potřebuješ měřit
-půjde o AC/DC
-jakou přesnost požaduješ

[dusan0611]

chcem merať jednosmerný prúd od 0 po cca 2A a chcem to merať s presnosťou na stotiny. Podľa toho čo píše ok2jnjby mi malo stačiť keď privediem na Aref tých 5V a s citlovosťou 5/1024 tam môžem dať aj 10mOhm odpor. Mám pravdu ?

[jirka.jirka.]

Nevím jestli na setiny je odpor to pravé. Jestli ti to v tomto rozmezí nebude hodně chodit už jenom s teplotou.

Možná by ses mohl mrknout na nějakou hallovku ACS712. Nebyla by lepší?
https://www.tme.eu/cz/katalog/?art=ACS712ELCTR-05B

Je to jenom názor. Setiny už je docela dost přesné. Si myslím.

EDIT:
Jinak 10mOhm odpor => U=R*I = 0,01*maxproud (2A) = 0,02V
Při Vref = 5V => cca 0,005V/jeden ADC value (nebo rozlišení, nebo jak to nazvat mě teď nenapadá).
Potom 4 hodnoty ADC (to myslím hodnotu z ADC vyčtenou v MCU) a máš plný rozsah.

Pokud bys to takto chtěl dělat, 0,01R, tak to budeš muset ještě operákem zesílit.

[dusan0611]

no nejaká odchýlka tam byť môže nechcem to veľmi komplikovať, keďže o hallovke nič neviem a muslím že by to stačilo aj s tým odporom

-- Spojený príspevok 18 Okt 2017, 18:41 --

ale ked tak pozerám tá hallovka by bola asi jednoduchšia ako zoslovať to operákom nie ?

[jirka.jirka.]

Záleží na tom co chceš.

Prvně musíš vědět co měřit.
U tebe proud, rozsah: 0 až 2A

Dále čím to chceš měřit: ADC u MCU 10bit, externí reference, psal jsi že 5V.

Takže teď je jednoduchý úkol. Převést proud 0-2A na napětí 0-5V.

To jak to uděláš už je jedno. Rezistor a zesilovač. Hallova sonda, speciální OZ pro převod I na U. Klidně můžeš mít 2.5Ohm odpor. Ale výkon musíš dimenzovat na 10W. Ale taky brát v potaz, že typ převodu může mít vliv na přesnost. Takže další otázka. S jakou přesností chceš měřit? Setiny ampéru +- 0,001A? Toto všechno jsou proměnné, se kterýma se jako konstruktér musíš vypořadat.

[dusan0611]

pre mňa to zas také jednoduché nie je môj pôvodný plán bol merať procesorom merať napätie pred a za rezistorom a programom vypočítať prúd no tu som zistil že by to bolo veľmi nepresné. Neviem ako to mám inak urobiť pomôžte mi prosím. čo sa týka tej presnosti môže to byť aj +-0.01A.

[jirka.jirka.]

Tak jestli to chceš mít levné, tak vem odpor, převeď proud na napětí a operačním zesilovačem to zesil tak, ať se ti to na rozsahu 2A blíží co nejvíce k Vref (u tebe 5V).

Takže nějaký easy výpočet a řešení za 30Kč.
Odpor 0,1R/0,5W
Nějaký OZ u tebe asi RAIL-to-RAIL (pokud nechceš dělat zápornou napájecí větev). Myslím LM358. Nevím jak je na tom s teplotním driftem. Nebo si udělej zápornou větev ICL7660 a potom třeba NE5532. Toto by mohlo stačit.
No a nakonec si OZ nastav na zesílení 20x.

No a najednou máš převodník 0-2A na 0-4V. A toto už se ti u ADC bude zpracovávat rozhodně lépe.

Asi bych to celé řešil takto. Typuju, že ta přesnost na setiny A bude zcela zbytečná. I když kdo ví. Já se s tím zatím v praxi moc často nesetkal. Ale mohlo by to stačit.

Pokud to ovšem nechceš provozovat v teplotách -32°C až +55°C. To už ten odpor asi stačit nebude.

[dusan0611]

znie to dobre len neviem ako to mám zapojiť na ten rezistor

[ok2jnj]

měření proudu u laboratorního zdroje jsme před časem vyřešili s pomocí "shunt rezistoru", viz. článek https://svetelektro.com/clanky/laborato ... t-794.html. Ale to je na začátek asi příliš komplikované. Dusan0611, zkoušel jsi už něco zapojit, nebo zatím přemýšlíš jak na to? Vem nepájivé pole a zkoušej změřit napřed napětí, třeba z potenciometru, potom s operačním zesilovačem, nebo Hallovou sondou proud. Prostě pár nápadů, uvidíš sám, kam se dá dostat. Jak moc co bude lineární, jaká bude teplotní závislost... pak přijdou na řadu nějaké softwarové korekce. Je toho hodně na přemýšlení a většinu věcí musíš stejně vyzkoušet sám, abys navrhl řešení přesně podle tvých představ.

[jirka.jirka.]

Zrovna jsem dopil 4-tého lahváče, tak nevím jestli je to dobře. Ale šel bych na to asi takto: https://photos.app.goo.gl/pieJbg6qFM39ZnFm1

V jednoduchosti je síla.

[dusan0611]

skúsil som to v simulátori a funguje to veľmi pekne ďakujem

[jirka.jirka.]

Jenom přidám nějaké základní rady, které by se ti mohly hodit. A to nejen nyní.

• 1. Pořádně zablokuj operák a MCU kondezátorama
  2. Vref u MCU bych nastavil na 4.096V pomocí nějaké externí součástky (když použiješ VCC-5V, tak tam může být velký rozptyl) Nebo si těch 5V pořádně změř, ať víš, co ti ten MCU vlastně měří.
  3. Na vstup ADC přidej antialiasing filtr

Víc mě nyní nenapadá.

[Kado]

cim mensie napatie referencie, tym vacsie rozlisenie pri nizsich napatiach, referenciu moze dat aj nizsiu, existuju aj 3V3 pripadne nizsie

[breta1]

dusan0611
Tyto metody předpokládají, že snímací odpor i mikroprocesor mají společný GND, to nevíme, jestli máš splněno.

[Kado]

ak by si pouzil iny mcu, napr atmega328p, tak ten ma internu referenciu 1,1V a AD prevodnik 10bit, neviem aka je referencia "presna", ale to ti napovie datashiit

[lacog]

Existuje aj niečo také https://www.adafruit.com/product/904
INA219
0.1 ohm 1% 2W current sense resistor
Up to +26V target voltage
Up to ±3.2A current measurement, with ±0.8mA resolution
0.9" x 0.8" PCB
This board/chip uses I2C 7-bit addresses 0x40, 0x41, 0x44, 0x45, selectable with jumpers

[jirka.jirka.]

Existuje toho spousta. Ale chtěl použít ADC. Tak jsem mu vyšel vstříc. Kdysi v minulosti jsme měl v plánu vyzkoušet tento obvod: INA214.

Ale k tomu jsem se ještě stále nedostal. Možná by to vyřešilo spoustu problémů.