Dokładny pomiar napięcia przez ADC bez

Witam

Chciałbym w miarę dokładnie mierzyć napięcie przetwornikiem A/C wbudowanym w mikrokontroler. Nie robię miernika sześcio-cyfrowego ani niczego takiego, tylko wskaźnik napięcia do zasilacza... . Chcę osiągnąć najwięcej co się da przy stosowaniu rezystorów 1% lub 0,5% i wstępnej kalibracji. Zależy mi głównie na tym, żeby to nie pływało znacząco wraz ze zmianą napięcia zasilającego, wraz z upływem czasu itp. Powinno być też w miarę stabilne temperaturowo, choć wiem, że tu cudów nie osiągnę... . Z pewnych względów pasowałby mi mały STM32, który posiada przetwornik 12bit. Niestety, mniejsze układy tej rodziny nie posiadają oddzielnego wejścia VREF, napięciem odniesienia jest napięcie z pinu "Analog Vdd". Dodatkowo, pin ten musi mieć taki sam potencjał jak "Digital VCC". Podpowiedzcie mi proszę, jakiego stabilizatora użyć, żeby to napięcie miało w miarę stałą wartość, nie fiksowało za bardzo przy zmianie temperatury (w końcu stabilizator sam się grzeje!), przy upływie czasu i przy zmianach napięcia zasilającego... Jedyne, co udało mi się odnaleźć, to LP2951-02, ma dokładność 0,5%. To w sumie OK, ale muszę go i tak popsuć rezystorami, a dodatkowo ma mały prąd wyjściowy, co może mi przeszkadzać (w końcu muszę dać 1 stabilizator na Vcc i AVcc, więc już może też na resztę układu?). Może znacie jakieś lepsze układy? Zależy mi głównie na tej stabilności, bo jednorazowo to i tak to będę kalibrować ;)... Nie chciałbym jednak, żeby po załączeniu 3 LEDów nagle wskazanie zmieniły mi się o 200mV lub 10mA ;)... A może lepiej rozgryźć ten problem za pomocą jakiś sprytnych rozwiązań układowych?? Tylko wiecie, głupi MCP320x kosztuje coś ok.

10zł, więc żadne drogie rozwiązania nie wchodzą w rachubę ;)... A może po prostu zastosować inny procek, który ma możliwość podłączenia zewnętrznego napięcia odniesienia??

Z góry dziękuję za sugestie.

PS Tak jeszcze teraz pomyślałem, że mogę mierzyć za pomocą ADC jakieś zewnętrzne napięcie referencyjne i na tej podstawie obliczyć napięcie odniesienia przetwornika?

Reply to
Konop
Loading thread data ...

W dniu 07.09.2011 18:01, Konop pisze:

Zobaczyłbym LP2980 - ma wprawdzie dokładność też na poziomie 0.5%, ale jeżeli dobrze rozumiem to należy to traktować jako sumaryczny błąd (w tym offset). Dokładność w funkcji temperatury/napięcia/obciążenia jest lepsza.

50mA to tak mało?
Reply to
Michoo

Jaki jest zakres mierzonych napięć? Jak dokładny ma być pomiar? Jaki będzie poziom szumów i tętnień zasilacza? K.

Reply to
John Smith

Zakresy są takie Napięcie: 0-18V Prąd: 0-3A

Co do _rozdzielczości_ pomiaru, to powiem tak, napięcie 100mV lub mniej, a prąd: może być nawet 5mA, ale chciałbym mieć ok 1mA w przedziale np.

0..100mA. Jeśli chodzi o dokładność, to nie wiem, na ile mogę liczyć ;)... Ale coś, żeby ta rozdzielczość miała jakikolwiek sens ;)...

Poziomu szumu ani tętnień na razie nie znam...

Reply to
Konop

W dniu 2011-09-07 23:26, Konop pisze:

To jeszcze prąd chcesz mierzyć? W koszcie 10 zł tego nie da się chyba zrobić.

Wracając do źródeł napięcia odniesienia. Jak mawia pewien guru z AD, pomiar jest tak dokładny jak wzorzec napięcia odniesienia. To z nim porównujesz mierzone napięcie. Nie testowałem stabilizatora liniowego w charakterze źródła napięcia odniesienia, lecz wydaje mi się, iż stabilności celem uzyskania rozdzielczości pomiaru 0.5% to się raczej nie da uzyskać. Porównaj dokumentację stabilizatora i wzorca napięcia a zobaczysz jak wiele parametrów decydujących o rozdzielczości nie jest nawet testowanych.

Z uwagi na wysokość mierzonego napięcia, trzeba jeszcze wykonać obwody wejściowe dla ADC.

Nie znam parametrów analogowych STM32, ale większość uC ma bardzo słabe parametry części analogowej. Trzeba uważać. K.

Reply to
John Smith

Am 08.09.2011 00:12, schrieb John Smith:

Założone rozdzielczości 8 bitów dla napięcia i 7 dla prądu są niewygórowane. Jak zrobisz pomiar z dokładnością 9-10 bitów korzystając z 12 bitowego przetwornika to wystarczy w zupełności.

Wydaje ci się. Są stabilizatory dużo dokładniejsze od 0.5%. Taki LH0070 występuje w wersji 0.01%, a przy 0.02-0.05% masz już pełny wybór. Jednak nie za 10zł za całość.

Jedynym problemem jest jednoczesny pomiar prądu i napięcia z jednym napięciem odniesienia.

Używam MSP430xxxx, które mają 12 bitowe lub 16 bitowe ADC w środku. Na takim MSP430F2013 z przetwornikami 16 bitowymi uzyskałem dokładność 14 bitów bez specjalnych świntuszeń. Przetwornik jest tak szybki, że można zrobić 256 pomiarów i je uśrednić. STM32 jednak nie znam.

Co do braku Uref w STM32. Nie znam tego procesora, ale nie sądzę, że musisz mieć zwarte Ua i Ud. Wystarczy, że napięcie jest prawie równe. Ważne jest, by Ua było dobrze filtrowane. Jak zasilasz z tego samego stabilizatora, to dajesz po filtrze LC (ferryt szeregowo i kondensator ceramiczny 1mikro+10n przy wejściu) do Ua i Ud. Masz oba odsprzęgnięte i mniej szumów. No i uśrednianie pomiarów. Wystarczy, że będziesz miał 10 pomiarów na sekundę, albo i mniej. Robisz wewnętrznie oversampling x256 i szumy się redukują.

Waldek

Reply to
Waldemar Krzok

Też mi się tak wydawało ;)...

Nie no, za całość, to nie... Mi chodziło tylko o to, że może taniej wyjdzie kupić jakieś źródło odniesienia i zewnętrzny ADC niż kombinować ze stabilizacją wbudowanego... stąd te 10zł...

Czemu? Napięcie z rezystora pomiarowego wzmocnię jakimś wzmacniaczem o niskim napięciu niezrównoważenia i będzie OK :)...

Dzięki za uwagi... Trochę myślę, jaki to wszystko ma sens... Z jednej strony chcę mieć stabilizatory 0,00001 %, a z drugiej okaże się pewnie, że ciężko zdobyć w małych ilościach precyzyjne rezystory o konkretnych wartościach i zastosuję 1% ;)... Trochę bez sensu chyba... Super-dokładnego miernika nie będę też miał czym skalibrować. No i tak trochę sam nie wiem, którą drogę wybrać...

Reply to
Konop

W dniu 2011-09-08 11:14, Waldemar Krzok pisze:

Autor wątku chce mieć dokładność lepszą niż 0.5%, generalnie nie jest trudno uzyskać taką dokładność o ile coś się zdecydowanie nie spartaczy. Przed chwilą popełniłem podobny układ na ADC SAR z MSP430. Da się.

Zerknąłem, LH0070 to typowy wzorzec napięcia a nie stabilizator liniowy. Vref można wykorzystać jako zasilacz o małej wydajności, ale to marnowanie pieniędzy. Nie widziałem jeszcze aby w stabilizatorze liniowym określano poziom szumów 0.1-10Hz, bo nie jest to potrzebne, a w Vref jest to podstawowy parametr.

Akurat znam dobrze część analogową MSP430F2013. Sprawdziłeś projekt i wykonujesz sprawdzenia w czasie produkcji, jeśli takowa jest? ADC w tym uC nie jest najwyższych lotów.

Uśrednianie pomiarów, _o_czym_się_często_zapomina_, ma sens jedynie przy rozkładzie normalnym. Jeżeli w sygnale mierzonym występują zakłócenia o określonej korelacji to dodasz jedynie błąd gruby do wyniku, będąc przekonanym, że "jest lepiej".

K.

Reply to
John Smith

W dniu 2011-09-07 18:01, Konop pisze:

... Może zrobić taki chwyt, żeby dodać jakieś tanie a dobre źródło napięcia odniesienia, mierzyć go jednym z wejść procesora i na tej podstawie przeliczać poprawkę na pomiar pozostałych wejść? W przypadku wolnych zmian (a o takie pytasz) może to coś pomóc.

Pozdrawiam.

Reply to
Stasiek_T

Am 08.09.2011 17:52, schrieb John Smith:

Nie jest najwyższych lotów, fakt. Ale przy 256 oversampling miałem 14 bitów przy 5 egzemplarzach. Czyli raczej manufaktura, nie produkcja. Ale sprawdzane kilka razy przez miesiąc. Wystarczało w zupełności, bo potrzebowaliśmy 0.1%.

Pomiar napięcia stałego pasuje. Przy zasilaczach impulsowych trzeba uważać, by się nie nadziać na częstotliwość harmoniczną/subharmoniczną zasilacza, bo będzie to, co piszesz.

Waldek

Reply to
Waldemar Krzok

ElectronDepot website is not affiliated with any of the manufacturers or service providers discussed here. All logos and trade names are the property of their respective owners.