Měření napětí AD převodníkem při vyšších napětích

[PavelFF]

.......

Vyhovující? To těžko. Když budeš měřit jeden článek napřímo, tak budeš mít rozlišovačku 1. Pokud přes dělič budeš měřit šestičlánek, tak musíš dělit vstupní napětí cca 5 x a tím máš rozlišovačku rovněž cca 5 x nižší.

Když u toho šestičlánku vypálíš na TL431 cca 20V, tak rozlišovačka je stejná jako při přímým měření jednočlánku. Podle datašítu nemá TL431 žádný koleno, v podstatě rovná čára. A ta LM336 má v celým teplotním rozsahu -30 až +85℃ drift 3mV, což je mi vuřt, protože měření naprázdno a se zatěžovacím odporem je od sebe cca 1 sekundu.

Za předpokladu, že se ti podaří dodržet stabilitu na napětí 20V stejně jako na 2,5V, pak to bude fungovat. Jenže 431 na 20V nebude mít základní stabilitu, k čemuž mj. přispějí i odpory potřebného děliče a ke kterým nemáš důvěru kvůli nestabilitě. Takže sice budeš mít velkou rozlišovačku 1. ale posazenou na základ 20V, který ujíždí neznámo jak.

LM336 je mnohem lepší, ale musel bys jich nabouchat hodně do série, abys vytvořil 20V.

[Celeron]

Ale ono to asi bude jedno, mě zajímá jen rozdíl napětí článku naprázdno a při zatížení. Ty dvě měření budou cca sekundu od sebe, za tu dobu se přeci nemůže reference tepelně rozjet. To spíš naindukovaná padesátka. Jenže tu můžu eliminovat zprůměrováním měření a přesným načasováním dvou po sobě provedených měření.
Jinak u těch procík nabíječek měří jednotlivý články přes operáky podložený jeden nad druhým. Sice mě teď večer moc nemapadá, jak to přesne funguje že na výstupu je do 5V ale asi to chodí. Ty výstupy vpravo jdou buď přímo do analogových vstupů 10 bitových AD převodníků v procíku a nebo přes analog multiplex 4051 do vstupu 12 bit AD převodníku.

[Ruprecht]

přes operáky podložený jeden nad druhým

Že by to byly rozdílové zesilovače (a ještě s A=0,5, reference ADC pravděpodobně 2,5 nebo 2,56V)?

[Zaky]

Tady najdeš schéma B6
http://www.rclab.info/2018/03/how-to-re ... arger.html

[Celeron]

Kdyť je to výřez z odkazu, co jsi dal.

[Celeron]

Že by to byly rozdílové zesilovače (a ještě s A=0,5, reference ADC pravděpodobně 2,5 nebo 2,56V)?

Jo, máš pravdu. Mám tady nabíječku Raytronic C14, kterej je podobnej a tak si vyměřím jak to maká a kolik je reference.

[bum]

Pro podobné měření jsem si v devadesátých letech sestavil přípravek a napsal program k PC, měřil jsem šest článků NI-CD a NI-MH zapojených v sérii u kterých jsem si vyvedl z ACU-PACKU vodiče na servisní konektor tak abych mohl sledovat napětí jednotlivých článků. A pak jsem v té době nejjednodušším způsobem měřil každý článek pomocí relátek, kdy šest relátek bylo pro měření napětí na jednotlivých článcích poté další relátko spínalo okruh se zátěží na vybíjení článků a další relátko pak měřilo napětí na bočníku pro odečet napětí a výpočet proudu. Uvedené napětí z každého článku se přivádělo kontakty relátka na vstup A/D převodníku jeden kontakt relátka připojoval (-) článku na GND přípravku a tím i na GND A/D převodníku a druhý kontakt relátka pak kladné napětí článku (+) na vstup A/D převodníku který v tomto případě nepotřeboval žádný dělič vstupní napětí nepřesáhlo 5V. Napětí jsem měřil jak naprázdno bez zátěže tak i se zátěží a každý odečet článků po zadané době se ukládal do souboru, později jsem vyměnil původní A/D převodník za 12-bitový A/D převodník MCP3202 a upravil program pro OS WINDOWS. Stejně tak jako jsem měřil těch šest článků NI-CD, NI-MH tak jsem jej občas používal také k měření ACU-PACK složeného ze šesti článků LI-POL s vyvedeným servisním konektorem. 12-bitový A/D převodník umožňuje měření těchto článků díky svému rozlišení. Původní zapojení pro NI-CD, NI-MH by mělo být na mém webu v článku VYBIJENÍ 6 BATERIÍ jde o původní zapojení.

[Celeron]

Dík za tip. Máš tam některý zajímavý věcičky. Ty relátka přijdou na řadu až jako poslední možná varianta, doufám, že bude fungovat zapojení s operákama jako rozdílový zesilovače.
A když to připojím přes dva 12 bit čtyřnásobný AD převodníky AS1015, tak to bude i s obyčejným Pro Mini 328P celkem jednoduchá destička.

[PavelFF]

Rozdílový zesilovač,má-li být přesný, musejí být všechny odpory a jejich poměry extrémně přesné. Je to ještě náročnější na přesnost, protože první článek měříš proti zemi a poslední posunutý o 20V proti zemi.
Ale pokud tě zajímá jenom malý rozdíl napětí mezi dvěma stavy, tak to nemusí vadit.

[bum]

"Celeron díky" co píšeš jak to chceš vyrobit pomocí rozdílových zesilovačů držím palce v nastavování a úspěšném dokončení přípravku co vyrábíš. V současné době používám na různá takováto měření 16-bitové A/D převodníky
které ovládám s PICAXE (pro tento případ použití jednoduchý program) tento pouze ovládá použitý A/D převodník v přípravku a vyčítá z nich naměřené hodnoty, tyto pak zasílá do PC kde je zpracovávám programem protože stejně ukládám data do souborů. To zapojení s relátky používám v některých zapojeních i dnes místo klasických relátek používám jazýčková relátka, která vyhovují jejich kontakty pouze spínají napětí bez zátěže a jsou tichá. A jako zátěž pro testování článků NI-CD, NI-MH, Li-Ion, Li-Pol i jiných dnes již používám originální elektronickou zátěž a relé co spínalo okruh je nahrazeno tranzistory MOSFET podle proudového zatížení.

[Celeron]

V současné době používám na různá takováto měření 16-bitové A/D převodníky, které ovládám s PICAXE

Můžeš být prosím konkrétní kterej 16-ti bit používáš? Zrovna jsem našel, že místo 4 x 12 bitů AS1015, co jsem uvažoval původně, existuje 4 x 16 bitů AS1115 a cena je i s deskou necelý 2 stovky.
Takže bych mohl použít 2 kousky na měření požadovaných 8 analog signálů.
Jak se Ti daří u těch 16-bitů s potlačením síťovýho brumu? Kdysi jsem předělával pro ZPA v A51 FW pro Zepax01 a docela tam byl problém. Dokonce museli v konstrukci změnit 16 bit převodník na dvojtou integraci.

[Cust]

K rozdílovému zesilovači:
- jedině tak je to správně
- je nutné použít OZ s patřičným napájením a common mode a vhodným offsetem
- je prasárna dávat OZ zesílení 0,5 (OZ se dělají tak, aby byly stabilní se zesílením větším nebo rovno 1)
- pokud vadí chyba, jde bez problémů koupit rezistor s přesností 0.1 %
- výstupy se dají multiplexovat, pokud máš málo AD převodníků

[Cust]

Dokonce museli v konstrukci změnit 16 bit převodník na dvojtou integraci.

Aby byl 16 bit ADC k něčemu, je potřeba udržet SNR na 100 dB. Batlíře, kteří to umí, spočítáš na prstech jedné ruky.

EDIT: Pokud použiješ stejné hodnoty odporů a stejný obvod bez omezení šířky pásma, tak šum součástek ti nejnižší bit dva s přehledem zabije. Pokud použiješ OZ s tímhle offsetem, zbiješ ty bity zhruba 4. Tedy pro tvoji aplikaci nemá smysl jít s ADC nad 12 bitů. A nezapomeň, že je potřeba s napájecím napětím OZ být minimálně o 2 V výše než je nejvyšší měřené napětí.

[Celeron]

nezapomeň, že je potřeba s napájecím napětím OZ být minimálně o 2 V výše než je nejvyšší měřené napětí.

Pokud je potřeba pro ten šestičlánek o 2V víc napájení pro operáky, tak ve schematu nabíječky LM2904B a LM324 napěťově vyhoví, oba mají nad 30V.
Ale je dost zvláštní, že jsou oba napájený z +V no a ten je ve schematu nabíječky 11-18V. Takže tam podmínka co jsi psal neplatí? No můžu k tomu akorát říct, že v Raytronic C14 s podobným zapojením je na obou operákách stejný napětí, jako je napětí externího zdroje 12V pro nabíječku, takže schema je správně.
Takže mi prosím vysvětli, proč to chodí na šestičlánku s polovičním napětím než píšeš.

[Cust]

O ty 2 V musí být vyšší než na +- vstupech (common mode voltage), tedy s tím děličem bude 11 V stačit (nejvyšší napětí na vstupech bude do 8.5 V). Ale ten dělič je problematický - obvodu klesá fázová bezpečnost a je náchylný k rozkmitání. I když jsem se díval teď do datasheetu a zrovna tenhle OZ to ustojí asi bez problémů do zhruba tak zesílení 0.2. Ale super průběh fáze, který má tenhle šváb, není obvyklý.