Датчик тока на - ATmega16+датчик тока на эффекте Холла.

Вопросы настройки, программирования, прошивки микроконтроллеров и микросхем программируемой логики
Аватара пользователя
Fasterpast
Мучитель микросхем
Сообщения: 493
Зарегистрирован: Ср фев 14, 2007 12:07:58
Откуда: Москва
Контактная информация:

Датчик тока на - ATmega16+датчик тока на эффекте Холла.

Сообщение Fasterpast »

Доброго времени суток всем. Давненько я никого не мучил своими глупыми вопросами...
Теперь у меня проблема такая: есть башой скутер, на него установлена куча доп. оборудования, с которой штатный генератор справляется с определённым успехом. От чего возникла нужда не только в контроле напряжения аккумулятора, но и тока его зарядки/разрядки.

До этого экспериментировал с датчиком тока на эффекте Холла + пара компараторов + пара светодиодов. Датчик тока работает по принципу: берём напряжения питания, при отсутствии тока делим его на 2 и выводим на Vout. Если ток больше, Vout больше, если меньше - меньше. :) Всё было хорошо, пока я по тупости не спалил этот датчик КЗ :( К слову он был всего на 5А максимум рассчитан, поэтому его явно не хватало на все нужды.

Сейчас я купил похожий датчик на 100А с точностью 22мВ на 1А. Но и компараторы решил оставить пылиться в ящике.
Так вот, на начальной стадии я хочу сделать простейшую схему на микроконтроллере, чтобы на шкале из 5 светодиодов он мне показывал <-4A <-1.5A -0.5A-0.5A <1.5A <4A, а позже уже реализовать функцию контроля нагрузкой для предотвращения чрезмерного разряда и для предотвращения зарядки аккумулятора чрезмерно большим током.

Но пока меня больше интересует, справится ли АЦП в атмеге16 со столь низкими значениями напряжения. Т.е. смогу ли я достаточно точно измерять напряжение в пределах от 2.40 до 2.60 с шагом 0.01-0.02В?

Честно говоря, последний раз писал программы для МК несколько лет назад, и самым высшим моим достижением было плавное включение светодиодов с помощью ШИМ =) С тех пор вообще на C ничего не писал. Так что если у кого есть заготовки исходников на эту тему, буду очень благодарен!

Всем заранее спасибо!
Twilo
Нашел транзистор. Понюхал.
Сообщения: 193
Зарегистрирован: Вт авг 25, 2009 22:24:39
Откуда: Черкассы
Контактная информация:

Re: Датчик тока на - ATmega16+датчик тока на эффекте Холла.

Сообщение Twilo »

Так нада взять обычный ОУ усилить сигнал например в 25 раз (5В опорное напряжение МК) и вычитать из него лишнее напряжение, т.е. получится что на входе ОУ 2.4В а на выходе 0В. А если на входе 2.6В то на выходе 5В.
Скачайте книгу "Аналоговые Интерфейсы МК. Стюарт Болл", или на сайте почитайте про ОУ, там есть вся необходимая информация.
Я делал так когда делал входной каскад для паяльной ст. , паяльник с терморезистором. Там суть та же - усилить и сместить сигнал
Twilo
Нашел транзистор. Понюхал.
Сообщения: 193
Зарегистрирован: Вт авг 25, 2009 22:24:39
Откуда: Черкассы
Контактная информация:

Re: Датчик тока на - ATmega16+датчик тока на эффекте Холла.

Сообщение Twilo »

а со светодиодами совсем просто, берете например восемь светодиодов и все например к порту В меги. считали с АЦП значение поделили его на 128 сдвигом I=ADCDATA>>7; //псевдокод, I-ваш ток.
потом PORTB=_BV(I); //WINAVR; и все у вас засветится нужный светодиод.
Восьмой светодиод может не работать как надо, если усложнить программу то будет, но можно его просто не подключать
Twilo
Нашел транзистор. Понюхал.
Сообщения: 193
Зарегистрирован: Вт авг 25, 2009 22:24:39
Откуда: Черкассы
Контактная информация:

Re: Датчик тока на - ATmega16+датчик тока на эффекте Холла.

Сообщение Twilo »

Вот собственно схема, R1, Rth исключаем и на V1 подаем сигнал с датчика.
На этой схеме опроное напряжение 2.5 В. В таком случае надо умножить на 12.5 сигнал с датчика.
LM358 должен подойти
Вложения
1.jpg
((Vo-V2)/Rf)+((Vr-V2)/Rh)=(V2/RL)
(16.36 КБ) 950 скачиваний
Аватара пользователя
tipoya
Открыл глаза
Сообщения: 79
Зарегистрирован: Ср дек 30, 2009 18:36:00
Откуда: БЕЛАРУСЬ

Re: Датчик тока на - ATmega16+датчик тока на эффекте Холла.

Сообщение tipoya »

Twilo писал(а):Так нада взять обычный ОУ усилить сигнал например в 25 раз (5В опорное напряжение МК) и вычитать из него лишнее напряжение, т.е. получится что на входе ОУ 2.4В а на выходе 0В. А если на входе 2.6В то на выходе 5В.
Скачайте книгу "Аналоговые Интерфейсы МК. Стюарт Болл", или на сайте почитайте про ОУ, там есть вся необходимая информация.
Я делал так когда делал входной каскад для паяльной ст. , паяльник с терморезистором. Там суть та же - усилить и сместить сигнал

А надо ли это? Насколько я понимаю разрешение АЦП при пяти вольтах составляет: 5/1024=~0.005 вольта, что вполне достаточно для поставленной задачи. Или я ошибаюсь?
Twilo
Нашел транзистор. Понюхал.
Сообщения: 193
Зарегистрирован: Вт авг 25, 2009 22:24:39
Откуда: Черкассы
Контактная информация:

Re: Датчик тока на - ATmega16+датчик тока на эффекте Холла.

Сообщение Twilo »

можно и так. но на скутере да и в другом месте о 10 битах можно только мечтать, обычно 7-8, в лучшем случае 9 (скутер не тот случай). уже 0.02 получается. я бы поставил ОУ. Я думаю это не много по сравнению с 16 мегой для решения таких задач
Аватара пользователя
Fasterpast
Мучитель микросхем
Сообщения: 493
Зарегистрирован: Ср фев 14, 2007 12:07:58
Откуда: Москва
Контактная информация:

Re: Датчик тока на - ATmega16+датчик тока на эффекте Холла.

Сообщение Fasterpast »

Twilo, спасибо за идею. Пора уже освежать в памяти начальный курс радиоэлектроники, а то про ОУ совсем даже не подумал. Пойду читать материал ) Попутно вот 123avr взялся перечитывать. Может, немного усложню устройство, сделаю его с индикатором на 3 знака и передачей результата по сом-порту...
А пока я еще не начал читать про ОУ, скажите, если ему на вход при таком раскладе подать не 2.6, а, скажем, 3В? Что будет на выходе?

Гляну еще на чём у меня компараторы собраны были (схему собирал не я), мож пригодится че оттуда )
Twilo
Нашел транзистор. Понюхал.
Сообщения: 193
Зарегистрирован: Вт авг 25, 2009 22:24:39
Откуда: Черкассы
Контактная информация:

Re: Датчик тока на - ATmega16+датчик тока на эффекте Холла.

Сообщение Twilo »

больше чем напряжение питание не будет. даже и того не будет. можно стабилитрон на входе поствить, или подобрать КУ что бы выходное напряжение было не выше опорного АЦП МК
Аватара пользователя
Sansey
Встал на лапы
Сообщения: 137
Зарегистрирован: Вт авг 05, 2008 21:05:34
Откуда: Украина

Re: Датчик тока на - ATmega16+датчик тока на эффекте Холла.

Сообщение Sansey »

Тоже поставил себе задачу аналогичную. но чуток полегче. Оно то хорошо когда куча светиков и ток показывает, заряд/разряд. Но по самым скромным меркам, вполне достаточно одного светодиода, который бы зажигался когда ток течет от АКБ в нагрузку, и тухнул когда от генератора к АКБ, ну или два - заряд/разряд. Тоесть тупо показывал, что в данный момент АКБ разряжается, мол добав газку или чегото отключи, ато АКБ сядет. Ребята на форуме мото.ком.юа помозговали, и родилась схемка, которую на данный момент пытаюсь сделать. Схема подключается к предохранителю (вместо шунта) и реагирует на направление тока. Наберусь наглости выкинуть сюда эту схему, хотя она не моя. Автор Владимир Борисович Исмайлов Место проживания: Россия, Борисоглебск.
Вложения
индикатор разряда.jpg
(28.87 КБ) 730 скачиваний
Аватара пользователя
Fasterpast
Мучитель микросхем
Сообщения: 493
Зарегистрирован: Ср фев 14, 2007 12:07:58
Откуда: Москва
Контактная информация:

Re: Датчик тока на - ATmega16+датчик тока на эффекте Холла.

Сообщение Fasterpast »

Twilo, что-то пока не особо получается посчитать необходимые номиналы резисторов... :oops: У меня Rf получается равен 0...
Схема, я так понимаю, будет такая?
Я даже LM358 нашел у себя в закромах =)
Вложения
Безимени-1.gif
(5.88 КБ) 439 скачиваний
Аватара пользователя
Fasterpast
Мучитель микросхем
Сообщения: 493
Зарегистрирован: Ср фев 14, 2007 12:07:58
Откуда: Москва
Контактная информация:

Re: Датчик тока на - ATmega16+датчик тока на эффекте Холла.

Сообщение Fasterpast »

Вот что-то насчитал... 100пудова неправильно, но хоть в правильном направлении двигаюсь? =)
Считал из условия, что диапазон измерений сигнала с датчика тока 2.1-2.9В. Т.е. порог - 2.1В.
Усиление в 6 раз. Под реальные номиналы резисторов не подгонял пока.
Вложения
Безимени-1.gif
(6.37 КБ) 415 скачиваний
Аватара пользователя
Meteor
Друг Кота
Сообщения: 3961
Зарегистрирован: Пн июл 13, 2009 14:37:39
Откуда: Московская область, наукоград.....
Контактная информация:

Re: Датчик тока на - ATmega16+датчик тока на эффекте Холла.

Сообщение Meteor »

Не так давно решал аналогичную проблему с усилением узкого диапазона. Пришел к схеме (вложение)
Сразу предупреждаю, схема расчитана под однополярное напряжение. Если устроит можете применить.
Номиналы R1 и R2 рассчитывал как на обычном ОУ. Настройка в основном за счет потенциометра - определяет уровень отсекаемого напряжения.
Вложения
analog_gate.JPG
(29.29 КБ) 533 скачивания
Загружая на вход компьютера "мусор", на выходе получим "мусор^32".
PS. Не работаю с: Proteus, Multisim, EWB, Micro-Cap... не спрашивайте даже
Twilo
Нашел транзистор. Понюхал.
Сообщения: 193
Зарегистрирован: Вт авг 25, 2009 22:24:39
Откуда: Черкассы
Контактная информация:

Re: Датчик тока на - ATmega16+датчик тока на эффекте Холла.

Сообщение Twilo »

В направлении правильном :))
вот то что я насчитал/наисправлял, рекомендую вне зависимости от выбраного варианта ставить стабилитрон на входе АЦП.
в протеусе промоделировал - работает от 2.1 до 2.9 В на входе, на выходе от 0 до 5В. Так же можете попробовать схему Meteor'a, но я ее не моделировал и не собирал.
Вложения
111.jpg
(76.59 КБ) 462 скачивания
Аватара пользователя
Fasterpast
Мучитель микросхем
Сообщения: 493
Зарегистрирован: Ср фев 14, 2007 12:07:58
Откуда: Москва
Контактная информация:

Re: Датчик тока на - ATmega16+датчик тока на эффекте Холла.

Сообщение Fasterpast »

Meteor и Twilo, большое спасибо! =)
Попробую обе схемы, пока без МК, ибо надо собрать нормальный программатор для него.

Twilo, а зачем R4 и R5? И конденсатор?..
Twilo
Нашел транзистор. Понюхал.
Сообщения: 193
Зарегистрирован: Вт авг 25, 2009 22:24:39
Откуда: Черкассы
Контактная информация:

Re: Датчик тока на - ATmega16+датчик тока на эффекте Холла.

Сообщение Twilo »

Для нормальной работы стабилитрона и более плавного изменения выходного напряжения
Аватара пользователя
Fasterpast
Мучитель микросхем
Сообщения: 493
Зарегистрирован: Ср фев 14, 2007 12:07:58
Откуда: Москва
Контактная информация:

Re: Датчик тока на - ATmega16+датчик тока на эффекте Холла.

Сообщение Fasterpast »

Решил вот тоже в протеус потыкать :)
Сначала собрал схему Twilo, только вот 14В для питания ОУ мне негде брать в реальных условиях.
Потом собрал первую схему Twilo (как с термо-датчиком), а номиналы резюков подбирал методом тыка :)
Вот что получилось. При питании ОУ 5В - на выходе больше 4В никак не получается, так что на входе диапазон 2.1-2.9, а на выходе 0-4В.

Ща вот пишу программульку, хочу в протеус и МК загнать, посмотреть =)
Вложения
p2.jpg
2.9В
(77.01 КБ) 682 скачивания
p1.jpg
2.1В
(76.71 КБ) 649 скачиваний
Twilo
Нашел транзистор. Понюхал.
Сообщения: 193
Зарегистрирован: Вт авг 25, 2009 22:24:39
Откуда: Черкассы
Контактная информация:

Re: Датчик тока на - ATmega16+датчик тока на эффекте Холла.

Сообщение Twilo »

как негде 14В, а заряжаемый аккумулятор?
Я специально 14В сделал что б на выходе 5 без труда получить, и стабилитрон для того, можно конечно использовать внутренний источник опорного напряжения МК на 2.5В, тогда питать ОУ от 5. Пересчитать номиналы и все
Аватара пользователя
Fasterpast
Мучитель микросхем
Сообщения: 493
Зарегистрирован: Ср фев 14, 2007 12:07:58
Откуда: Москва
Контактная информация:

Re: Датчик тока на - ATmega16+датчик тока на эффекте Холла.

Сообщение Fasterpast »

Ну там от 11 до 14В бывает... Питать ОУ напрямую от аккума - это нормально?
Да и если питать от 5В, сразу нужда в стабилитроне отпадает, МК точно спалить не получится.
Ну это как бы моё личное чайниковское мнение =) От реального положения вещей, оно может отличаться )))
Twilo
Нашел транзистор. Понюхал.
Сообщения: 193
Зарегистрирован: Вт авг 25, 2009 22:24:39
Откуда: Черкассы
Контактная информация:

Re: Датчик тока на - ATmega16+датчик тока на эффекте Холла.

Сообщение Twilo »

Тогда убираем стабилитрон и резистор, питаем ОУ от 5В, на МК выставляем опорное напряжение от внутреннего ИОН, и пересчитываем номиналы так что б при вх. напря 2.1В на выходе было 0В, а при вх. 2.9В на выходе было 2.5В. Так будет не хуже, может даже и лучше :))
Аватара пользователя
Fasterpast
Мучитель микросхем
Сообщения: 493
Зарегистрирован: Ср фев 14, 2007 12:07:58
Откуда: Москва
Контактная информация:

Re: Датчик тока на - ATmega16+датчик тока на эффекте Холла.

Сообщение Fasterpast »

Ведь на выходе с датчика может быть и 4В и 5В. Диапазон 2.1-2.9В - это при условии, что измеряемый ток не будет выходить за рамки 20А, а датчик то рассчитан на 100. А стабилитрон может сгореть ) В общем, жалко МК =)

А чем лучше использовать внутреннее опорное напряжение вместо внешних 5В?

Вожусь вот с кодвижном ))) Научил атмегу16 считать от -9.9 до 9.9 на двухразрядном индикаторе... Достижение, млин :)))
Закрыто

Вернуться в «Микроконтроллеры и ПЛИС»