04-09-2019, 09:29 AM (This post was last modified: 04-09-2019, 09:45 AM by Macola.)
Na tebi je da biraš.
Trudio sam se da brzina preklapanja bude što veća i pri tom vodio računa da sve vreme imaš dostupan ADC_high_range.
Taj ADC kanal uvek ima pristup sa šenta od 20 milioma i očitava 0-2000mA, gde je opseg 0-5mA "izvučen iz konteksta" i naglašeno precizan na izlazu za ADC low_range. (primetićeš da, kuda god prolazila, sva struja mora ipak proći kroz šent i R6 koji je ukalkulisan)
Dakle, ne možeš izgubiti podatke čak ni tokom vremena preklapanja, koje inače voma kratko traje (stvar Qg mosfeta i slew rate op-amp koji drajvuje gejt) jer ti viši rang besprekidno meri i u trenutku preklapanja ima već 5mA koji su sasvim dobro čitljivi na High range ADC ulazu.
Takoreći imaš "predrange" uvid na tom highR ADC jer ti je pre nego što low range ode u saturaciju, podatak na high range već u vrlo dobroj rezoluciji.
Izveštaj o opsegu je u stvari izveštaj o preciznoj saturaciji nižeg opsega i taj se izveštaj ni ne mora koristiti.
Jednostavno možeš uvek meriti oba kanala i jednostavno ih sumirati matematički. Na >=5mA niži rang će ostati precizno saturiran na 2V50 a viši rang će nastaviti da se penje dalje.
Kada niži rang saturira, viši je već na 1/400 od svog opsega, što je već sasvim dostupan podatak u odličnoj rezolouciji i sa manje od 16 bit...
Pad napona na mernim "šentovima" vidiš na dijagramu simulacije i ne prelazi 45mV sa 2A potrošnje.
Izborom modernijih mosfeta i op-amps kojih nema u LT simulatoru (nemam živaca da se bavim modelima) mogu se postići bolji rezultati.
Verujem da ni jedno od ovih rešenja neće da se baci već će nekom sasvim odgovarati.
Trud nikad nije uzaludan ako se rešenje objavi i bude dostupno svima.
Macola, moram priznati da je tvoje rešenje značajno bolje i bez obzira na komplikovanije izvođenje u hardveru, ja predlažem da idemo sa njim.
Krećem u izradu električne šeme i PCB-a. Trebaće mi pomoć oko odabira komponenti, pa ću ja ovde pisati šta sam odabrao čisto da bi me iskusniji korigovali ako je potrebno.
Naručivanje većeg dela komponenata (uključujući i PCB) za 5 setova ja organizujem i finansiram. Kad sve pristigne šaljem zainteresovanima, a kako su se do sada prijavili gorankg i gimba, preostaju još 2 seta.
Macola da li ti želiš jedan set pošto si kreator analognog dela?
Što se tiče OP-a, ideja mi je da koristim četvorostruke ili dvostruke OP-ove, recimo imam kod sebe OPA2170A?
Uređaj je planirano da sadrži:
1. rotary encoder za eventualna podešavanja i menije,
2. OLED LCD 128x64 sa I2C konekcijom 0.96"
3. FLASH memoriju SST26VF064
4. USB konekcija za PC računar
5. STM32L082KZ mikrokontroler
6. Za napajanje ću naknadno da procenim šta je zgodno jer imamo +-15V, +-5V, +3V3, Vref +2.5V
monitoring struje na Shunt-u, napona Bus ulaza do Shunt-a, I2C ili SBUS interface, interni registar radi i kalkulaciju Power, pa imaš sve več dostupno kao DATA
Možda odabrati takvog sa High accurancy i po mogučnosti sa integrisanim Shuntom, INA260, http://www.ti.com/lit/ds/symlink/ina260.pdf
jeste skuplje, ali je sve to več odradjeno u ICju
i ne preko dosta veče površine na PCBju, zbog interferenci i transformatorskog preslikavanja i unašanja dodatnog errora...
Ukoliko se definitivno odlučiš za moj predlog, onda ću dodatno optimizovati sklop da smanjim broj komponenti i selektovati potrebne komponente i redukovaću broj potrebnih napajanja.
Verujem da neću skorije imati potrebe za tom spravom pa nema razloga da odvajaš set za mene.
Dodatna pitanja za tebe su sledeća:
- ulazni opseg ADC,
- raspon low opsega 0-xmA,
- raspon high opsega 0-xA.
Ovo je odlicna tema, mozda ne mogu znacajno da pomognem u razvijanju gotovog sklopa ali cu biti sigurno neko ko ce da pravi takav sklop i da ga svesrdno testira...
04-09-2019, 06:17 PM (This post was last modified: 04-09-2019, 06:18 PM by Dragan100.)
Da se dopunim ka mojim predhodnim postom
Problem postane naravno u ulaznoj impedanci odčitavanja IN+ i IN-
Zato i ovaj gornji pomalo "čudan" raspored i preklapanja
Ovako bi bilo idealno: razmerje 1:1M, MBB preklapanje da bude DUT uvijek na naponu BUSa
Bulk ELKO DUT, ako je velik neče nam dati momentalno/trenutno pravo odčitavanje,
ali ako se pomisli/kalkulira dugovremeno, imamo uvid i u parazitna praznjenja.
Energija koja se pretaka je ta i ništa drugo dodatno!
...ide prema Bulk, iz Bulk u DUT, imamo kakojakve leakage... ali energiju možemo non-stop monitorirati!
Pa može biti poslije monitoringa i poveči bulk, koji akumulira podosta veliku energiju
a izmedju preklapanja (sada si možemo "priuštiti" i nekoliko veče vreme, 1msec+), netrebamo ni MBB,
energija se sada prazni iz Bulk, a tu energiju smo več davno monitorirali.
Bulk nam fino održava potreban napon do DUT iako imamo nekoliko A trenutnih peakova, u to vreme preklapanja ranga msec+
Avaraging monitoringa če ukjliučiti i to, i to toliko lakše jer je zbog tog bulka sve skupa sporije, i zbog toga TOT avaraging tačniji.
Leakage gatova do napajanja monitoringa je izuzeto monitoringa, drivovanje se vrši prije monitoringa.
itd...
Sveo sam stvar na 6 op-amps, od čega jedan može biti četvorostruki (U3-U6), a jedan dualni i poželjno malo boljih performansi (U1 i U2).
Takođe sam spravu sveo na samo dva stabilisana napajanja od +15.0V i -15.0V.
Impendanse izlaza za ADC su 2K2, što nije problem jer oba izlaza za ADC tolerišu kapacitativno opterećenje i kratak spoj, te dozvoljavaju lokalni dikapling C na samim ulazima ADC.
Izlaz za monitoring saturacije ADC_lowR ima logički H nivo od 3V3.
Ostavio sam limitere za oba ADC izlaza na tačno 2V5 jer u međuvremenu nisam dobio odgovor na pitanja o opsegu ADC.
Takođe sam ostavio i opsege od 0-5000uA za niži opseg i 0-2000mA za viši opseg jer nisam dobio odgovor da li ti opsezi odgovaraju svrsi.
LED stavi neke obične jer nemam te oznake u LT spice.
U7 može biti i LM336-2V5, tj. neka IC referenca za 2.5V kojoj nije potreban C dikapling, a ako treba ti ga dodaj.
Verujem da nema potrebe da naglašavam da svaki op-amp mora imati dikaplinge od 100n na oba napajanja i da na šentu R1 treba izvesti Kelvin kontakte ka U2.
I limiteri i opsezi se svakako daju promeniti prema potrebama.
Struja 0-5mA teče isključivo kroz R2 a ne kroz M1, tj. kroz IV konvertor, pa kroz šent R1 izlazi na drugi merni pipak.
Iznad 5mA struja najvećim delom nastavlja kroz M1 i naravno i dalje kroz šent R1.
Dakle, viši rang (ADC_highR) radi sve vreme, od 0-2A, a niži od 0-5mA i iznad saturira na 2V5.
I ja sam kompletno zaboravio na ova odlična I2C all-in-one rešenja, a gledao sam ih prošle godine za neki projekat. Očigledno da danas ima previše informacija, kako to sve skladištiti i lako pronaći
Međutim, ako sam dobro izračunao iz dokumentacije, nije dovoljna rezolucija, ipak mora da se ide bar na dva opsega.
U svakom slučaju, jako dobro rešnje za merenje struje potrošača u mnogim aplikacijama.
(04-09-2019, 01:25 PM)Macola Wrote: Ukoliko se definitivno odlučiš za moj predlog, onda ću dodatno optimizovati sklop da smanjim broj komponenti i selektovati potrebne komponente i redukovaću broj potrebnih napajanja.
Verujem da neću skorije imati potrebe za tom spravom pa nema razloga da odvajaš set za mene.
Dodatna pitanja za tebe su sledeća:
- ulazni opseg ADC,
- raspon low opsega 0-xmA,
- raspon high opsega 0-xA.
Definitivno sam prelomio. Fleksibilno rešenje, uz malo izazova oko rutiranja PCB-a i pakovanja štampane ploče, mislim da je dugoročno gledano ovo rešenje najbolje.
Ulazni opseg: išao bih direktno u STM32, na Vdda pin bih doveo istu referencu iz analognog dela, tj. 2.5V. Kod STM-a koga sam odabrao imamo 12bitni ADC.
Raspon low-ospega, sasvim dovoljno 5mA
Raspon low-ospega, sasvim dovoljno 2A (po meni, ali neka se drugi članovi izjasne ukoliko smatraju da je dovoljno više)
(04-09-2019, 02:10 PM)YuMERA Wrote: Ovo je odlicna tema, mozda ne mogu znacajno da pomognem u razvijanju gotovog sklopa ali cu biti sigurno neko ko ce da pravi takav sklop i da ga svesrdno testira...
Da li želiš da tebe zaplaniram za jedan set?
(04-09-2019, 04:14 PM)ddanijel Wrote: ako mogu da se prijavim za 1 set , hvala unapred.
(placam troskove delova i sta treba uz to)
Dogovoreno, planiram te.
(04-09-2019, 06:17 PM)Dragan100 Wrote: Ovako bi bilo idealno: razmerje 1:1M, MBB preklapanje da bude DUT uvijek na naponu BUSa
Bulk ELKO DUT, ako je velik neče nam dati momentalno/trenutno pravo odčitavanje,
ali ako se pomisli/kalkulira dugovremeno, imamo uvid i u parazitna praznjenja.
Energija koja se pretaka je ta i ništa drugo dodatno!
...ide prema Bulk, iz Bulk u DUT, imamo kakojakve leakage... ali energiju možemo non-stop monitorirati!
Dragane hvala puno na trudu, sve napisano će sigurno biti od koristi mnogima koji čitaju i budu čitali ovu temu. Morao sam da prelomim i idemo sa Macola rešenjem.
Moj zaključak je da Macolino rešenje ima prednosti: prilično skalabilno, brzo preklapanje bez uticaja MCU, jednostavno za integraciju na MCU, relativno jednostavan firmware. Nedostaci, nešto više elektronike i veća pažnja oko PCB-a.
Izvini, ja sporije pratim forum, previše obaveza na poslu...
(04-09-2019, 07:54 PM)Macola Wrote: Sveo sam stvar na 6 op-amps, od čega jedan može biti četvorostruki (U3-U6), a jedan dualni i poželjno malo boljih performansi (U1 i U2).
Jasno.
(04-09-2019, 07:54 PM)Macola Wrote: Takođe sam spravu sveo na samo dva stabilisana napajanja od +15.0V i -15.0V.
Odlično, meni ostaje da rešim +3V3 za MCU. Verovatno će ići neki Buck.
(04-09-2019, 07:54 PM)Macola Wrote: Impendanse izlaza za ADC su 2K2, što nije problem jer oba izlaza za ADC tolerišu kapacitativno opterećenje i kratak spoj, te dozvoljavaju lokalni dikapling C na samim ulazima ADC.
Kod STM-a je neka aproximirana impedansa oko 4k, tako da se ovo uklapa, ali obavezno ću predvideti na PCB neki RC filter do pina MCU. Parametrizovaćemo ga kasnije.
(04-09-2019, 07:54 PM)Macola Wrote: Izlaz za monitoring saturacije ADC_lowR ima logički H nivo od 3V3.
Odlično, platforma je definitivno na +3V3
(04-09-2019, 07:54 PM)Macola Wrote: Ostavio sam limitere za oba ADC izlaza na tačno 2V5 jer u međuvremenu nisam dobio odgovor na pitanja o opsegu ADC.
Takođe sam ostavio i opsege od 0-5000uA za niži opseg i 0-2000mA za viši opseg jer nisam dobio odgovor da li ti opsezi odgovaraju svrsi.
Da, sasvim odgovaraju.
(04-09-2019, 07:54 PM)Macola Wrote: LED stavi neke obične jer nemam te oznake u LT spice.
Kada kažeš obične, stavljam SMD 1206 crvene boje? One su klasično na 1.8-2.5V FV.
(04-09-2019, 07:54 PM)Macola Wrote: U7 može biti i LM336-2V5, tj. neka IC referenca za 2.5V kojoj nije potreban C dikapling, a ako treba ti ga dodaj.
Idem sa ovim, u Cometu ga ima prilično, SMD je i nešto je boljih karakteristika od LM336-2V5
LM4040CYM3-2.5-TR
(04-09-2019, 07:54 PM)Macola Wrote: Verujem da nema potrebe da naglašavam da svaki op-amp mora imati dikaplinge od 100n na oba napajanja i da na šentu R1 treba izvesti Kelvin kontakte ka U2.
I limiteri i opsezi se svakako daju promeniti prema potrebama.
Naravno, crtam uskoro kompletnu električnu šemu i postavljam ovde.
04-09-2019, 09:05 PM (This post was last modified: 04-09-2019, 09:09 PM by Macola.)
Nije problem forward drop od LED. Stavi bilo koju koja ti odgovara.
Proveri za LM4040 da li mu je neophodan C za stabilnost (onom LT na šemi ne treba, a ako za LM treba ti ga dodaj, ja bih ostavio mesto za jedan C za svaki slučaj).
Ako ti ne treba indikacija limita možeš umesto LED staviti bilo kakvu diodu sa malim Qrr, npr 1n4148 ili sl...
04-09-2019, 09:14 PM (This post was last modified: 04-09-2019, 09:14 PM by Macola.)
I da.
Nije kritična pcb za rutovanje.
Samo se drži gustog pakovanja i dikaplinga do samih op-amps.
Sve otpornike koji su zakačeni za ulaze op-amps drži najbliže do samih ulaza, a druga strana može imati duže pcb.
Kelvin vodove sa šenta vuci kratko i tesno jedan pored drugog.
Čvorna masa za napajanja i za izlaz ka ADC neka bude tamo gde sam je stavio: spoj sorsa M1 i šenta.
Pokušaj dva ti je "bomba" od op-amp!
(Anti Piroćanac :-)
Bolji nisi mogao izabrati za merne aplikacije.
Pošto ima klamp diodice paralelno ulazima, onda može teći struja između ulaza i remetiti rad komparatora ili kroz ulaz ubrizgavati struju ka neželjenim mestima.
Obzirom da je tako i da je op-amp vrhunski, da bolji ne može biti i da se njim mogu dobiti izuzetno kvalitetni rezultati merenja, radije ću prilagoditi sklop nego da se odreknemo ovog bisera od op-amp.
Sa takvim op-amp tačnost će isključivo zavisiti od kvaliteta pasivnih komponenti.
Nebojsa, da li si razmisljao o touch screen-u umesto oleda i enkodera? Ima Nextion za male pare, a lako se programiraju. Mogu da ti posaljem jedan za razvoj ako to pije vodu.
