OP AMP sta i kako

[Macola]

Ovo je genijalno resenje sa klamperima za zastitu ADC ovakvo resenje nisam nigde video do sada svaka cast.
Moglo bi ovo da se iskoristi za merenje napona.

Ja sam pri merenju napona probao kao zastitu da stavim zener diodu 5.1v ali to nije pilo vodu jer je unosila velike greske pri vecem naponu pa sam je izbacio ali strogo vodio racuna kada se napon priblizi gornjoj granici.

U Borinom ispravljacu je sent 0.2ohm nisam mislio njega da koristim vec neki nezavistan i ne insistiram ja bas na 0.1ohm naravno da je tu bolje niza otpornost zbog disipacije.

Gresku u izlaznom naponu sam mislio da korigujem tako sto bih povratnu vezu radio posle sent otpornika tako da bih ispravljac nadohnadjivao te gubitke. 

Pozdrav

P.S.

Pogledaću i gde i kako se zakačiti na Borin ispravljač a da mu ne narušimo osobine, samo kad budem stigao.

Rešenje za precizni klamp nije moje, već je tradicionalno rešenje za tu pojavu. Postoji već od ranih op-amps.

Da, upravo i nameravam da ti nacrtam i front end sličnog tipa baš za merenje napona, što sam i pomenuo u jednom od prethodnih postova.

Moglo bi se sasvim fino za 4 klampa (struja i napon) upotrebiti ultrajevtini LM324 koji sasvim zadovoljava za te potrebe, a kao precizni amps i buffers 4 kom. OP07.

Jeste malo gužve ali nećeš zažaliti muku jer ti to ostaje kao dobra naprava za neke sutrašnje ADC sa mnogo boljom rezolucijom.

Malo sam sada u nekoj gužvi ali čim nađem vremena nacrtaću jedno zgodno napajanje za taj sklop tako da bude nezavisna mašinerija pa ga kači na šta hoćeš.

Predlažem merne opsege od 0-50V i 0-10A, za sad sa jednim polaritetom a kad ti se apetiti povećaju onda i za AC, gde možeš sa dsPIC i njihovim vrlo brzim ADC računati i srednje vrednosti dosta složenih talasnih oblika i slično tome.

Nadam se da ne žuriš previše, a već sa priloženom simulacionim modelom možeš da oprobaš klampove (čisto radi vežbe i saznanja) sa jevtinim op-amps.
Kod LM324 i LM358 je ponekad potrebno staviti možda 50-150pF paralelno sa one dve diodice za klamp. Primetio sam da zavisi od toga ko je proizvođač i ako se radi o istoj oznaci op-amp.

Pozdrav

[Macola]

Milane,

Evo, uzeo sam sebi za slobodu da čačnem malo po Borinom ispravljaču i dodam jedan otpornik (R10) radi bolje sigurnosti bazne deonice BC640 kod naglog i totalnog kratkog spoja. Taj R10 čuva bazu od C1. (na mojoj šemi važe te oznake)
Nadam se da mi Bora neće zameriti.

Na Borin ispravljač je sasvim lako prikačiti onakav akvizicioni uređaj kakav predlažem.

Ovako:


  Bora_shunt.pdf (Size: 8,94 KB / Downloads: 34)


Pozdrav.

P.S.

Još samo da sačekaš napajanjce i front end za napon.

[Milan94]

Macola,

Slozicu se sa vama uvezi merne opsege 0-50V i 0-10A trenutno nemam nijedan Pic sa 12 bit AD ali cu uskoro da narucim preko Cometa PIC16F1783 tako da sa njim mogu i napon da izvucem 10mV po koraku 0-40V.

Kada uhvatim malo vreme probacu ovo sa klamperima veoma sam radoznao kako to radi. Ako sam dobro razumeo preciznost U1 zavisi od uptrebljenih otpornika. Gledao sam svuda se najcesce mogu naci otpornici sa tolerancijom 1%.Neznam de bih naso tako precizne otpornike 0.1%.

Za napajanje predpostavljam da ce biti neki smps jer je potrebno i negativno napajanje.

Sto se strpljenja tice imam ja toga na pretek tako da ne zurim sa ovim kad uhvatite slobodno vreme vi ce te to nacrtati.

Pozdrav

[npejcic]

@Milan94
PIC16F1783 odlično "kontrolerče". Ima u sebi i dva operaciona pojačavača. Nebih preporučio da koristiš integrisani Vref, ali sve ostalo je odlično. Takođe interesantno je da kod ovog PIC-a ADC je "Fully differential 12-bit converter".

Igrao sam se malo sa njim i uspeo da realizujem termoregulator sa diodom (2mV/°C) sa rezolucijom od 0.1°C. Prilično sam zadovoljan karakteristikama integrisanih OP-ampova. Jedan OP-amp sam koristio da baferujem izlaz iz DAC-a (koga ovaj PIC takođe ima) dok je drugi bio vezan kao pojačavač signala sa diode.

Topla prepruka.

EDIT: Što se tiče otpornika na 0.1%, moraćeš da ih naručuješ iz Farnell-a. Nisu baš jeftini, ali kad se mora, ništa nije skupo

[Macola]

Da. Kao što kaže Nebojša: ukoliko želiš bolju mernu klasu onda juri što bolje otpornike.

Na kraju krajeva, predlažem da sve to izvedeš true hole jer onda kasnije lako možeš zameniti otpornike sa boljom klasom a neko vreme raditi sa lako dostupnim 1%.
True hole otpornici će bez oštećenja kvaliteta lakše podneti više lemljenja. SMD su već nežni kada treba više puta da ih nešto menjaš a i pcb je osetljivija u tom slučaju.

To nije naprava koja treba da se bori sa stotinama MHz i true hole komponente i pcb za njih potpuno zadovoljavaju.

Pozz

[Milan94]

Kao sto rekoste za pocetak cu to sklopiti sa otpornike 1% tolerancije i kontrolera kojeg imam PIC16F1827 a kasnije kada bude bilo potrebe za nesto preciznije onda ce ici preciznije komponente.

Nebojsa,

Imam pitanje da li ste probali da iz 10bit AD izvucete vecu rezoluciju iscitavanjem vise puta AD.
Ja probao da iscitam 16 puta AD i rezultat podelim sa 4 Ali onda mi zadnja cifra stalno trckara tako da je neupotrebljivo.

Pozdrav

[mikikg]

Moze da se izvuce veca rezolucija ali moras mnoooogoo puta da iscitas vrednost i da radis ujednacavanje, recimo 256x ili cak 2048x
Sa "obicnim" PIC-evima to jede bas puno resursa i ispada prilicno sporo.
Ja sam to radio sa dsPIC i STM32F3/F4 i to je vec imalo nekog smisla.

[Milan94]

Miki,
Tolika iscitavanja je besmisleno raditi sa ovim 8bit kontrolerima kao sto rekoste to ima da pojede dosta taktova tako da to nece moci zato morace bolji kontroler da se uzme za te primene.

Pozz

[mikikg]

Nije jednostavno izvuci svu raspolozivu rezoluciju. Tu je vrlo bitan ceo pre-amp za ADC i jos je bitno da tu ima neki Low-pass filter ali se mora voditi racuna o impedanci ulaza u ADC pa je posle filtera potreban jos jedan buffer, tj pre ulaza u ADC je uvek potreban buffer.

Sto se tice PIC-eva, iskreno, sad su ovi dsPIC-evi i PIC32 skoro dosli po ceni isto kao i 8bitne varijante i steta je za mozda par stotina dinara razlike u ceni ne izabrati npr odlican kontroler dsPIC33EP64MC502 i to u DIP kucistu.
Sa takvim kontrolerom koji ima 12bit pri 500ksps ili 10bit na 1000ksps imas malo vise "slobode" i mozes da neke stvari resis ili poboljsas iz digitalnog domena.
Stvarno ne vidim razliku za nas hobiste gde ne pravimo stotine ili hiljade primeraka uredjaja da se ne koristi dsPIC i za takve "proste" primene kao sto merenje U/I kod ispravljaca.

[Milan94]

Slazem se da je sada cena dsPIC dosta niska pa cak i skoro ista sa nekim 8bitnim kontrolerima ali je problem ljudima da predju na nesto jace i ja se nesto ne usudjujem u neko skorije vreme da napustim 8bitne kontrolere i to sto mogu reci da sam pocetnik.

Bas zbog takvih je Microchip resio da doda neke nove modele 8bitnih kontrolera sa dosta poboljsanim hardverom.

http://www.digikey.com/en/product-highli...ler-family

[npejcic]

Imam pitanje da li ste probali da iz 10bit AD izvucete vecu rezoluciju iscitavanjem vise puta AD.
Ja probao da iscitam 16 puta AD i rezultat podelim sa 4 Ali onda mi zadnja cifra stalno trckara tako da je neupotrebljivo.

Miki ti je već prilično odgovorio na ovu temu, a evo i mog konkretnog iskustva.

Probao sam i to radi, onako, recimo kompromisno. Prilično zavisi od aplikacije i da li ti je bitna brzina. Računaj da je metoda veoma zahtevna po pitanju brzine semplovanja.
Takođe metod ADC "oversampling"-a zahteva da postoji šumovito okruženje. U nekim aplikacijama sam sretao da se beli šum čak generiše istim mikrokontrolerom kojim se meri pa takav šum ubrizgava u signal.
 
Dobri dokumenti na ovu temu su recimo:
http://www.ti.com/lit/an/slaa323/slaa323.pdf
https://www.silabs.com/Support%20Documen.../an118.pdf
http://www.atmel.com/images/doc8003.pdf

http://ww1.microchip.com/downloads/en/Ap...01152A.pdf

Ja sam ga koristio u par projekata sa PIC16 serijom gde sam recimo merio temperaturu... (spor proces)... Ali rezultati nisu revolucionarni...

Miki je pomenuo dsPIC-ove i to je moja topla prepruka. E, sad... ako je u pitanju izazov, apsolutno podržavam da se proba i sa slabijim generacijama

Iz nekog mog iskustva ipak bih preporučio neki externi ADC. Ima velikog izbora, dobavljivi su. Ukoliko nije potrebna velika brzina neki od mojih omiljenih su recimo MCP342x koji imaju 18bita, integrisani PGA, integrisanu veoma preciznu referencu (2048mV) i relativno su jeftini. Dodatno, pošto su po metodu merenja delta-sigma imaju i dodatnih prednosti po pitanju "antialiasinga" itd...

Ako se ne varam tema ovog posta je merenje struje, napona u lab ispravljaču, pa evo nešto na tu temu sa ovim ADC-om:
http://ww1.microchip.com/downloads/en/Ap...01156a.pdf
http://www.microchip.com/wwwAppNotes/App...e=en533926

[npejcic]

Evo još jednog primera "oversampling"-a gde se koristi kontrolisano ubrizgavanje šuma i trouglastog signala korišćenjem PWM-a:
http://www.st.com/web/en/resource/techni...177113.pdf

[Milan94]

Pitanje sam postavio iz razloga da cujem vasa iskustva i hteo da probam cisto iz radoznalosti.

Za ovu aplikaciju ce sasvim dovoljno da odradi poso interni 12bit AD.

Hvala Nebojsa

Pozz

[Macola]

Moja iskustva sa 10 bit na 16F i 18F PIC kažu da to može da radi sa +-3 odbirka bez oversemplinga.

Samo mora biti dobro odrađen decoupling i filtriranje referenta i signala.

Sve lepo, gusto i tesno. Pazi se malo na čvorove struja i tako to. I naravno kao AGND se obavezno koristi Vss sa strane A porta. Naravno i ADC samo sa te strane.

Nisu uopšte loši ti interni ADC.

[branko tod]

Milan94,

Ovde ima jeftinih preciznih otpornika: http://www.tme.eu/en/katalog/passives_11...A351674%3B
Normalno i za ostale  , jedino što je iz od preko

[Milan94]

Hvala na informaciji videcu ako ne nadjem nista kod nas morace da se naruce od preko.
Za probu stavicu 1% tolerancije a kasnije kada sve proradi kako treba bice  0.1% .


Pozz

[Macola]

Biće to za početak dovoljno Milane.

Prvo polako savladaš tehnike merenja struja, u smislu kontrole optimalnih putanja vodova, termonapona i td..., potom "gaziš" višu rezoluciju.

U obrnutom sučaju te jako mogu razočarati i ADC sa 24 bit :-).

Pozdrav

[Milan94]

Zato ja za pocetak hocu da koritim Pic sa 10bit AD dok to savladam .


Jasno je meni ako se ne ispostuju sva pravila o putanji struje i nepravlino rutovanje PCB lako moze da dovede do smanjivanja rezolucije 12bit ocas pretvori u 10bit .  

Pozz

[Macola]

Precizni otpornici se mogu naći i kod mega distributera Digi-Key.
Kod nas i u par susednih republika imaju zastupnike.

Čeka se tipično 15 dana, ali izbor bilo čega je blagi užas (u pozitivnom smislu) po broju vrsta.

Evo jednog tipičnog primera potrage za otpornicima u klasi tolerancije od 0.005% do 0.1% i od 0.2ppm pa na više.
Tu se fino mogu videti i paprene cene onih najboljih, kao i koja je razlika u ceni sa opadanjem tolerancije i porastom termodrifta.

http://www.digikey.com/product-search/en...ageSize=25


Ovi najbolji su namenjeni za "ljutu" metrologiju i naravno da sve oko njih mora biti u sličnoj klasi kvaliteta, od materijala pcb, preko vrhunske kalajne legure, "najljućih" poluprovodničkih komponenti, perfektno izvedenih veza, i konačno i pažljivo osmišljene kutije sa vrlo poznatim i određenim karakteristikama kretanja toplote.

Sve su to detalji koji se ne mogu izbeći kod najviše klase tačnosti merenja.

Cena skače slično sa redom veličine opadanja tolerancije. Nešto nalik sledećem redosledu:
-tolerancija: 1%, 0.1%, 0.01% -cena x 1, x 10, x 100...

U svemu tome treba naći i ekonomsku opravdanost osim tačnosti komponenti.

Pozdrav

[Macola]

Zato ja za pocetak hocu da koritim Pic sa 10bit AD dok to savladam .


Jasno je meni ako se ne ispostuju sva pravila o putanji struje i nepravlino rutovanje PCB lako moze da dovede do smanjivanja rezolucije 12bit ocas pretvori u 10bit .  

Pozz

Da Milane,

Sa baterijskim napajanjem u gvozdenom bunkeru pod zemljom, 24 bit ADC možda i može dati efektivnih 24 bit.

U realnim uslovima to jako zavisi od veličine napona koji se meri.
Na 24 bit ADC i mernom opsegu od 5V, gde je to i ukupni opseg ADC, kada se dostigne "čistih" 18-19 bita, onda se od sreće skače do plafona.

To je već izuzetno, izuzetno moćna naprava.

Kada sa mernim opsegom od na primer 10mV u realnom okruženju sa mrežnim napajanjem i ADC od 24 bit, izvučeš 16-17 bita, a sve to za red veličine 100-200 eura samo za ADC i njegov front end, e onda je to takođe razlog da se skače od sreće.

Gađaju se ti proizvođači ADC sa bitovima kao sa krompirima gore nego kinezi sa vatima, kao da će se svi od njih koristiti u podzemnom bunkeru i na baterijama.

He he, tako ti je to moj Milane.

P.S.

Naravno, kad pričamo o broju bita rezolucije i relativne i apsolutne tačnosti,onda se sve konačno sumira u jednu konačnu efektivnu tačnost.
I naravno podrazumeva se pun tempreaturni raspon primene, pun opseg promene vlage, raspon nadmorskih visina gde to sve radi, kao i prisustvo mogućih jonizujućih zračenja u određenom opsegu.

Gomila toga je u igri i svaki od tih nabrojanih, i još stotina nenabrojanih faktora, "nagrizaju" konačnu tačnost, i tako lako se izgubi nekoliko tih nesrećnih bita...