Замер напряжения в узком диапазоне.

Илья73
Offline
Зарегистрирован: 06.09.2013

Не могу найти простого решения, вернее вообще не знаю J

Есть напряжение 50 в. Мне нужно из этих 50 в мерить всего 5 в. В диапазоне 45 -50в.

Т.е на вход АЦП нужно подать диапазон  0 - 5в изменяющегося напряжения, а остальное не брать в расчет.  Весь диапазон в 50 в мерить не хочу, падает точность.

Как простым способом можно решить эту проблему.

dimax
dimax аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.12.2013

Илья73, самое простое - включить измеряемое напряжение последовательно-встречно с источником образцового напряжения  45 вольт. А разницу напряжений (0..5 вольт) измерять ардуиной обычным способом. Защиту входа АЦП ардуино от скачков более 5 вольт -само собой)

Илья73
Offline
Зарегистрирован: 06.09.2013

Да, все понял, спасибо! Наверно стабилитрон подойдет в качестве образцового напряжения, нужно будет собрать на макетке попробовать.

kayot
kayot аватар
Offline
Зарегистрирован: 11.04.2014

поставьте делитель напряжения на 10 и стабилитрон на 5в на ногу ардуины чтоб небыло конфуза

и код напишите чтоб мерил только десятые и сотые показания

типа вот так

TC=BatVoltage/10;
      lcd.print(TC/100); // print voltage value
      lcd.print("."); 
      lcd.print (TC-(TC/100)*100); // print voltage value
      lcd.print("V");
dimax
dimax аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.12.2013

Илья73, можно и стабилитрон, если у вас  есть готовый источник соответствующего напряжения .  Или сделать  стабилизированый преобразователь 5(12) в 45 вольт.

Илья73
Offline
Зарегистрирован: 06.09.2013

Есть батарея из 12 банок лития. Т.е максимальное у неё 50,4 в. будет работать до 42 в. Этот диапазон и буду измерять.

Вот так примерно.

 

trembo
trembo аватар
Offline
Зарегистрирован: 08.04.2011

Земли батареи и Меги нельзя соединять. А отчего тогда Мегу питать? Отдельный изолированный блок питания?

5/1023=  0.0048876  Почти 5 милливольт  при делителе 1:10 булет 50 милливольт.

168 ступеней (1024 полные 50 Вольт  и 855 42 Вольта) Для орентировки достаточно.

Тогда схема упрощается: минусы Меги и батареи вместе.  R3 91k, R2 9k1  (1:10)   Вся шкала 50 Вольт

Стабилитрон убрать, может шунтировать нижний резистор и будет врать делитель.

На вход АЦП ( ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО !!!!)  килоом 10.... 50 для зашиты и кондёрчик 0.1 мкФ параллельно R2 или на вход АЦП

P. S. Всё это  подходит только для оценки разряда-заряда но не для управления зарядом.

Для заряда такой батареи - только Balance Charger( всё равно без него никак....)!

Илья73
Offline
Зарегистрирован: 06.09.2013

Да, действительно, земли вместе нельзя. А стабилитрон мегу с дисплеем не потянет, нужно транзистор добавить на первый стабилитрон. Но тогда нужно запасик добавить для питания меги.

Да дело в том что там график разряда не линейный, у лития основная энергия лежит в 3.9 -3.7в. А вот тут уже 50 милливольт не есть хорошо. График у меня есть.

Хочу вроде индикатора топливного бака сделать, с выводом на дисплей типо батарейки уменьшающийся и остатка заряда в процентах.

dimax
dimax аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.12.2013

Илья73, Может на операционнике? Взять опер и  низковольтный  прецизионный ИОН, например  вольта на 4. Входящие 40-50 вольт поделить делителем на 10, получится вход 4..5 вольт, за минусом опорного будет дельта 0..1 вольт, в самый раз для reference=internal. Ещё хороший вариант прикрутить внешний АЦП бит на 12..16, тогда можно измерять обычным способом, благо разрешения уже точно хватит :)

Илья73
Offline
Зарегистрирован: 06.09.2013

Блин, сложно для меня, в электронике только первые шаги делаю. Нужно погуглить, подтянуть знания по этому вопросу.

gena
Offline
Зарегистрирован: 04.11.2012

   Что бы земля у ардуины и блока аккумуляторов была общая, поставьте стабилитрон D1 вверху (вместо R1), а R1 соответственно внизу. Измеряйте на R1. При напряжении менее 41 В будете иметь на R1 ноль Вольт. Для питания ардуины целесообразно применить импульсный понижающий преобразователь.

ales2k
Offline
Зарегистрирован: 25.02.2013

А зачем вообще чтото городить?

Резисторный делитель напряжения из 50 сделает 5 Вольт. Ардуина померяет 1024 отсчета (analogRead).

Итого точность будет 0,05 Вольта. На диапазон в последние 10 вольт ляжет 200 отсчетов. Помоему для измерения напряжения на батарее более чем достаточно.

"Земли батареи и Меги нельзя соединять." - В рамках этой задачи не ясно почему.

P/S/ Для питания использовал бы простенький StepDown

Илья73
Offline
Зарегистрирован: 06.09.2013

Действительно, стабилитрон в верх! Почему сам не додумался.

Хотя сейчас вот подумал, если не выводить точное напряжение на дисплей, а только остаток в процентах,

сделать map 200 единиц в 100% То как раз точности  200 единиц хватит с запасом!

val = map(val, 820, 1023, 0, 100);

Оба варианта достойны.

 Спасибо!!!

Хотя map не правильно будет, там по таблице нужно будет выводить значения.

Илья73
Offline
Зарегистрирован: 06.09.2013

Сейчас собрал на макетке так.

Проверил вроде работает нормально.

Буду наверно так и делать. По таблице видно что 30% - 40% зазор в два милливольта.

Потому без вычитателя будет не очень точно.

 10% -   3,68
 20% -   3.75
 30% -   3.79
 40% -   3.81
 50% -   3.84
 60% -   3.88
 70% -   3.94
 80% -   4
 90% -   4.09
100% -   4.2

dimax
dimax аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.12.2013

Илья73, без дополнительных схемотехнических решений у стабилитронов очень большой ткн, и если использовать не дома, а на улице, то напряжение стабилизации может гулять так, что существенно выйдет за тот предел точности измерений, за который вы боретесь) И ещё  20 ком -не много ли? Не дотянет до минимального тока -погрешность ещё сильней вырастет.

ales2k
Offline
Зарегистрирован: 25.02.2013

dimax просвети про минимальный ток ацп - я в доке читал, вроде помню, 1 микроампер, может ошибаюсь?

 

ales2k
Offline
Зарегистрирован: 25.02.2013

Посмотрел записи - про 1 микроампер я сам прикидывал на пальцах...

 

The ADC is optimized for analog signals with an output impedance of approximately 10 k or less. If such a source
is used, the sampling time will be negligible. If a source with higher impedance is used, the sampling time will
depend on how long time the source needs to charge the S/H capacitor, with can vary widely. The user is recommended to only use low impedance sources with slowly varying signals, since this minimizes the required charge
transfer to the S/H capacitor.
PA/88A/PA/168A/PA/328/P [DATASHEET] 249

Сделать вывод - какой ток считать минимальным я из этого описания не могу...

Илья73
Offline
Зарегистрирован: 06.09.2013

20 к +  делитель с двумя резюками общее 20 к, в итоге в параллель получается 10 к. Да и к тому же множим на 12 банок уже зазор получается 0.02 *12 и делитель на 2, получается 0,12 в. (просто под рукой нашел стабилитрон на 33в потом добавлю к нему еще 6,8в) Вроде уже в 1 процент укладывается. Ну а насчет температурной стабильности даже и не знаю..., может действительно вместо стабилитрона поискать стабилизатор точный...

А с другой стороны может забить и поставить   скачек с 40% сразу на 30%, хотя не очень хочется.

Делаю для себя, и в равной значимости для меня как и само устройство так и процесс проектирования с получением знаний :)

Andrey_Y_Ostanovsky
Offline
Зарегистрирован: 03.12.2012

Илья73 пишет:

Есть батарея из 12 банок лития. Т.е максимальное у неё 50,4 в. будет работать до 42 в. Этот диапазон и буду измерять.

Так нельзя мерять. У лития есть достаточно узкие граничные параметры для одной ячейки. Превышение их черевато разрушением, или возгоранием батареи. В Вашем случае надо мерять напряжение на каждой ячейке, а потом просто суммировать измеренное...

Илья73
Offline
Зарегистрирован: 06.09.2013

Да я знаю про литий. Заряд у меня умной зарядкой идет, разряд под контролем каждой банки.

Реч идет о об остатке, запланировал куда поехать (велосипед электро) посмотрел на табло и прикинул сколько осталось, хватит или не хватит на дорогу... Можно конечно и на вольтметр глянуть, но иногда сразу и не сообразишь перещитывая напряжение в остаток в процентах. Еще хочу по ваттметру подсчитать средний расход на км, и выводить на экран примерный остаток в км.

trembo
trembo аватар
Offline
Зарегистрирован: 08.04.2011

Илья73 пишет:

..., может действительно вместо стабилитрона поискать стабилизатор точный...

TL431

renoshnik
Offline
Зарегистрирован: 11.04.2013
dimax
dimax аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.12.2013

ales2k пишет:

dimax просвети про минимальный ток ацп - я в доке читал, вроде помню, 1 микроампер, может ошибаюсь?

Я может неудачно выразился, ток подразумевался конечно через стабилитрон. При очень малом токе стабилитрон перестаёт выполнять свою функцию.

dimax
dimax аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.12.2013

Илья73, оставлять голый стабилитрон конечно нельзя, я не могу судить как конкретно будет гулять напряжение (нужно изучать даташит на конкретный стабилитрон) но подозреваю что гулять будет так сильно, что  вся точность уйдёт коту под хвост. Самая простая борьба с ткн -включение послдовательно-встречно со стабилитроном обычных диодов, гугль если что подскажет ) Но я бы на вашем месте  делал на опере и прецизионном ион. Ибо всё делается ради повышенной точности измерения, и терять точность на примитивной схеме нет смысла.

Илья73
Offline
Зарегистрирован: 06.09.2013

trembo пишет:

TL431

В  силу своей малограмотности, а можно схемку пример как его подключить ? Я знаю что там напряжение открывания  2.5в , как в моем случае это поможет ?

Илья73
Offline
Зарегистрирован: 06.09.2013

dimax, на операционнике имеется ввиду вычитающая схема?

Илья73
Offline
Зарегистрирован: 06.09.2013

Красиво конечно, только  землю дуины куда?

Илья73
Offline
Зарегистрирован: 06.09.2013

Про tl431 погуглил, все понял как. Правда там напряжение до 36в, но и этого должно хватить.

gena
Offline
Зарегистрирован: 04.11.2012

  TL431+два резистора ставить нужно дважды - два одинаковых каскада.  Я мысленно нарисовал себе схему для контроля напряжения на банках ("поэтажно"), но пока не предлагаю - сыровата.

dimax
dimax аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.12.2013

Илья73 пишет:

dimax, на операционнике имеется ввиду вычитающая схема?

Ну да, или масштабирующая -в зависимости от того, какое опорное будет.  А можно и вообще без опера обойтись, перепрограмировать  2 входа АЦП как дифференциальные,  на один вход посадить ион, на другой вход 50 вольт через делитель на 10, получится то-же самое :)

Andrey_Y_Ostanovsky
Offline
Зарегистрирован: 03.12.2012

Если нужен просто показометр - то такое делается на 4-х входовом компараторе LM339 и делителях напряжения:

http://www.ebay.com/itm/Lithium-ion-battery-voltage-capacity-percent-lev...

Или можно просто на одной ячейке мерять:

http://www.ebay.com/itm/Lithium-ion-battery-5V-2-1A-USB-all-in-one-boost...

Илья73
Offline
Зарегистрирован: 06.09.2013

Кстати прикольная штука, но я из Севастополя. У нас сейчас сложности с почтой и оплатой, поэтому даже не могу предположить когда все заработает :)

trembo
trembo аватар
Offline
Зарегистрирован: 08.04.2011

Есть сразу на 8 банок со звуком

http://www.ebay.com/itm/1-8S-LED-Lipo-Voltage-Indicator-Checker-Tester-L...

 "запищало" через 817 оптроны , выпрямить и вот он сигнал разрядки

 

Илья73
Offline
Зарегистрирован: 06.09.2013

trembo пишет:

Есть сразу на 8 банок со звуком

http://www.ebay.com/itm/1-8S-LED-Lipo-Voltage-Indicator-Checker-Tester-Low-Voltage-Buzzer-Alarm-v-h9-/331151599910?pt=Radio_Control_Parts_Accessories&hash=item4d1a2c6926

 "запищало" через 817 оптроны , выпрямить и вот он сигнал разрядки

 

У меня такие стоят по нижнему порогу следят за разрядом.

Мы отклонились от темы.

Задача по таблице выводить остаток всей батареи в %. Ну и пересчет остатка в километры, но это я догадываюсь как сделать.

По одной банке не хочу измерять в силу того что даже на сбалансированной батарее все равно имеется небольшой разбег  который в процессе разряда где то может призадержаться, а где то выскочить в минус пусть даже в небольших пределах потому как со временем менятся внутренне сопротивление банок неравномерно, а тут получаются усредненные показатели. (тут можно долго спорить в пользу того или иного решения) Но задача брать общее напряжение.

Завтра куплю TL ки попробую на макетке. Нравится такой способ.

Andrey_Y_Ostanovsky
Offline
Зарегистрирован: 03.12.2012

Илья73 пишет:

Мы отклонились от темы.

Задача по таблице выводить остаток всей батареи в %. Ну и пересчет остатка в километры, но это я догадываюсь как сделать.

Мне кажется, что при разряде банки не сильно "разбегаются" по параметрам, так что для "оценить" - как раз можно по одной банке, а вот балансировать - это надо отдельную схему собирать...