Mätning på elektronisk last

[FormerMazda]

Nu har jag funderat och läst din text många gånger. Men jag fattar nog inte..

"Ett tips är att använda interna 1,1V-referensen (eller extern 1.250V) istället för 5V"
Först tolkade jag det som att använda en spänning till/från den bef. OP-AMPen i min konstlast. Men sen:
"Då slipper du kanske ha en OP för att förstärka shunten"
Och då fattar jag inte alls..

Kanske ska förtydliga mitt senaste schema;
Last -/+ är anslutningarna på konstlasten.
Översta motståndet på 0,2ohm är ett av de inbyggda motstånden i konstlasten.

Övriga 4 motstånden, zenerdioden och OP-AMPen är saker jag tänkt bygga och löda in i konstlasten.

Det fattas ju en del grejer mellan Last + och 0,2ohmsmotståndet i schemat såklart.

[bearing]

AD-omvandlaren kan ha 5V, intern 1,1V, eller extern referens. Jag såg att du tänker förstärka shunten 10 gånger med en OP. Byte till 1,1V ref från 5V ger ungefär samma resultat som att förstärka ca 5ggr. Då kanske OPn inte behövs. Beror på dina krav.

[FormerMazda]

Jahaaa, så arduinons ADC har normalt en 5V-ref som kan ändras med andra ord?
*googlar*
https://www.arduino.cc/en/Reference/AnalogReference

Titt på fasen!
Spännande! Det ska testas!

[bearing]

Annan fördel med lägre Vref är att spänningsdelarens övre motstånd kan ha högre värde, d.v.s drar mindre ström. Och zenern kommer inte påverka mätningen när den börja leda smått vid knappt 5V.

Det finns väl rimligtvis nackdelar också. Mer brus i resultatet? jag är inte så insatt i hur en ADC fungerar.

[Borre]

Så en spänningsdelning och rakt in i arduinon så kommer jag alltså få en upplösning på 4,8mV? Ja bättre än så behöver inte jag. Att man aldrig kan tänka i enkla banor nån gång..

4.8mV in till ADC ja, men om du delar ner 50V till 5V motsvarar det ju såklart 48mV uppmätt spänning.

[FormerMazda]

Det har du rätt i. Men även det känns faktiskt ok.
Egentligen vill jag bara se att det jag lastar håller nån spänning, och ungefär vad.
Mina byggen kräver sällan så höga noggrannhet, och skulle jag behöva så är det nog lättare att bara slita fram FLUKEn, mot att designa och bygga nåt med hög noggrannhet.

[MiaM]

Om jag räknar rätt så får du 0,275 volt över de åtta 0,22-ohm-motstånden vid 10A in. Med 1,1V referens så kastar du bort två bitars upplösning men å andra sidan så kan du skicka in signalen rakt av in på arduinon. Bygg en kopia av konstruktionen med R23, R25, R40, R41 fast med högre resistans för att vara säker på att du inte mäter fel p.g.a. skillnader i de fyra effekttransistorkretsarna. Förutom de fyra motstånden så är det såklart bra med en zenerdiod som skydd.

[FormerMazda]

Jag har labbat en del nu, men jag får nog börja gilla läget. Jag har inte kunskap och tålamod nog att bygga nåt som jag kan lita på.

Testade med intern referens först, som ska vara 1,1V enligt vad jag kan hitta. Men då var upplösning för låg och motsvarade inte alls vad jag borde få för ADC-värde mot vad jag mätte.
Kopplade en LM324 som förstärkare, med runt 3x förstärkning. Och körde sen med 5V referens. Då ska jag teoretiskt hamna på runt 8,5A innan jag ger för hög signal in.
Nu blir upplösningen bättre, men linjäriteten försvann på låga mätområden.

Så lösningen bör bli att ha nån typ av områdes-switch. Visst går detta att bygga med automatik och reläer, typ. Men hujeda mig..

Sen ska spänning på belastat objekt mätas också..

Så, jag tror jag ger upp. Visst är jag "nästan" där. Men de sista 20% kommer vara mycket jobbigare att få till.
Att koppla in en multimeter eller två är ju så mycket lättare.

Blir även det för jobbigt i framtiden, då får jag väl öppna plånboken och köpa en "riktig" last.

Men jag ser inte detta som ett totalt nederlag, jag har ändå lärt mig en del om OP-AMPar och lite annat. Bra o ha i säcken med kunskap.

[bearing]

Vilken upplösning/precision är du ute efter?
Vad var problemet med interna referensen?
För mig har interna referensen gett mig fina värden från ADC, även när jag "överklockat" ADC med 1MHz klocka. Betydligt stadigare referens än datorns USB-spänning. Strömmen har varit upp till 50A (jag använde då en hall-baserad givare för att mäta strömmen.)

Antar att du inte mätte på matnings-sidan, som bilden visar, utan såhär:

Kod: Markera allt

Matning - mätobjekt - lågohmigt motstånd - jord
                    - ADC

Modernare atmel-kretsar har interna referensen vald som standard vid uppstart.
Interna borde ju motsvara ca 5ggr förstärkning, så borde ju gett bättre resultat än 3x.

[bearing]

En annan sak. Hur är Arduino, dator, matning och konstlast kopplade?
Dator och matning får inte dela jord (viktigt), d.v.s batteri eller isolerad spänningskälla behövs. Jorden och signalen från de lågohmiga motstånden (som sedan ansluts vid Arduino) i konstlasten måste lödas fast direkt på motståndens ben/paddar, d.v.s jorden från inte komma från banankontakten på utsidan (viktigt).

[FormerMazda]

Tack för svaren!

Jomen, så är det kopplat, som i första "bilden".
Och jag lödde på mig på bägge sidor direkt på en av de stor motstånden.

Datorn är kopplad till arudionon via USB-USB/seriell-arduino.
Arduinon spänningsmatad från en nätagg, och det jag lastade var ett annat nätagg.
Så totalt 3 olika källor, men alla förvisso bundna till samma GND på arduinon i slutänden.

Mina tänkta områden är ju "0" till 10A, och upplöst på 0,01A.

Problemet med interna referensen var att med den "aktiverad" och när jag då mätte direkt över motståndet så fick jag väldigt låga ADC-värden när spänningen över motståndet ökade = låg upplösning i min värld.
Med default referens på 5V och med en OP-AMP så fick jag högre ADC-värde. Men som sagt så var det inte linjärt.

Arduinon är en kina-kopia av en PRO/mini. Dock matad med ett PC-nätaggs 5V.

[bearing]

Verifierade du att referensen verkligen ändrades? (genom att t.ex. mäta spänningsfallet över en diod till jord)
Mätningen borde göras i punkten där de fyra 10 ohm-motstånden sitter ihop, annars lär temperaturvariationer mellan transistorerna ställa till problem.
Hade operationsförstärkaren dubbel matning, eller 5V enkel? Dom där klassiska modellerna brukar bara fungera som tänkt med signalerna på ca 2V marginal från matningen.

För att få önskad upplösning behöver du använda ett flytande medelvärde i mjukvaran. Minimum vanlig medelvärdesbildning av 64 samplingar. Enklast är att helt enkelt summera 64 mätningar, och betrakta resultatet som 16-bitars istället för 10-bitars.

[FormerMazda]

Verifierade att den ändrades genom att helt enkelt köra med och utan funktionen för att välja 1V1-refrensen. Fick olika ADC-värden då.

Den mätpunkten har jag inte mätt på. Jag mätte över R26. Fel av mig? Jag fattade det som att det var där jag skulle mäta?

OP-AMPen matades med 5V enkel. Kopplad som icke-inverterande förstärkare.

[bearing]

Den mätpunkten har jag inte mätt på. Jag mätte över R26. Fel av mig? Jag fattade det som att det var där jag skulle mäta?

Din tabell över mätvärden på första sidan verkar skum. Jag gissar att transistorerna "turas om" att ta en större eller mindre del av lasten. Medelvärdet finns i punkten efter de fyra 10-ohmarna, d.v.s till höger om R19.

OP-AMPen matades med 5V enkel. Kopplad som icke-inverterande förstärkare.

Ser nu i databladet att det borde vara OK så länge utspänningen är under 3,5V. Förstärkningen blir inte olinjär vid lägre utspänningar. Det du sett är antagligen orsakat av offset.

Verifierade att den ändrades genom att helt enkelt köra med och utan funktionen för att välja 1V1-refrensen. Fick olika ADC-värden då.

Det sitter 8 st 0,22ohm i parallell, alltså 0,0275 ohm. Vid 10A borde spänningen bli 0,275V. I första inlägget hade du mätt 0,5V(skumt), och var därför jag föreslog 1,1V Vref utan förstärkning, eftersom det bara tappar 1 bit. Men om högsta spänning är 0.275 behövs ju förstärkning 4x även med 1,1V Vref. Kan nog vara en bra lösning, om du får bort offseten. Borde gå att kompensera i mjukvaran

[Borre]

I schemat står det D.N.P vid fyra av de motstånden, vilket står för do not populate. Så är det fyra eller åtta?

Mätningen ska ske till vänster eller höger om R19.