Измерение аналоговых величин микроконтроллером на практике

Общие вопросы функционирования и программирования МК, обсуждение типовых алгоритмов...
Аватара пользователя
Fahivec
писатель, читатель
писатель, читатель
Сообщения: 101
Зарегистрирован: 30 дек 2014, 02:17
Откуда: Из-за речки
настоящий радиохламер

Измерение аналоговых величин микроконтроллером на практике

Сообщение Fahivec » 10 фев 2016, 23:58

Открою тему для обсуждения статьи
Тест пройден! :geek:

Аватара пользователя
rhf-admin
администратор, спонсор, писатель, дизайнер, инженер, программист, идеолог
администратор, спонсор, писатель, дизайнер, инженер, программист, идеолог
Сообщения: 2951
Зарегистрирован: 25 авг 2009, 23:19
Откуда: Уфа
фанатичный радиохламер
Контактная информация:

Re: Измерение аналоговых величин микроконтроллером на практи

Сообщение rhf-admin » 15 фев 2016, 19:37

С уважением, администрация сайта.

Mtbs
Читатель
Читатель
Сообщения: 10
Зарегистрирован: 30 дек 2015, 06:23

Re: Измерение аналоговых величин микроконтроллером на практи

Сообщение Mtbs » 12 мар 2016, 13:25

Здравствуйте! У меня вопрос по первой части статьи.
Как именно получается -9 Вольт с помощью диода, можно подробнее?

Аватара пользователя
rhf-admin
администратор, спонсор, писатель, дизайнер, инженер, программист, идеолог
администратор, спонсор, писатель, дизайнер, инженер, программист, идеолог
Сообщения: 2951
Зарегистрирован: 25 авг 2009, 23:19
Откуда: Уфа
фанатичный радиохламер
Контактная информация:

Re: Измерение аналоговых величин микроконтроллером на практи

Сообщение rhf-admin » 12 мар 2016, 14:55

Это не минус 9 Вольт, это минус девятивольтовой батарейки. С диодом всё в порядке, он чуть больше, чем на полвольта уровень сдвигает. ;)
С уважением, администрация сайта.

Аватара пользователя
Fahivec
писатель, читатель
писатель, читатель
Сообщения: 101
Зарегистрирован: 30 дек 2014, 02:17
Откуда: Из-за речки
настоящий радиохламер

Re: Измерение аналоговых величин микроконтроллером на практи

Сообщение Fahivec » 12 мар 2016, 16:51

Диод и остальная часть схемы образуют делитель напряжения по аналогии обычному резистивному делителю с той лишь разницей, что падение напряжения на нижнем плече делителя (на диоде) зависит в значительно меньшей мере от тока всего делителя, чем выполненого на резисторах.
Это связано с нелинейностью вольт-амперной характеристики P-N перехода.
Грубо говоря, на диоде выполнен параметрический стабилизатор напряжения, но с худшими параметрами, чем если бы его сделать на стабилитроне.
Однако высокая стабильность напряжения на нем не имеет значения, поэтому и применено простейшее решение.
Надеюсь, достаточно подробно :)

Будут вопросы - милости прошу!
Тест пройден! :geek:

Mtbs
Читатель
Читатель
Сообщения: 10
Зарегистрирован: 30 дек 2015, 06:23

Re: Измерение аналоговых величин микроконтроллером на практи

Сообщение Mtbs » 13 мар 2016, 13:29

Да, подробно, спасибо, но не все понятно :geek:
Понимаю, что делитель и что благодаря диоду ток стабильнее.
Понимаю, что не RTR 358й.
Понял, что оказывается не диод делает минус 9 вольт, а это на его катоде минус 9 или проще говоря, земля доп. питания.
Но не могу разобраться в вашей схеме.
Не понимаю, зачем так сложно все сделано?
Зачем доп питание, вообще?
Я вот почему спрашиваю, есть такая схема(точнее схема уже другая, но ОУ включены так же):
схем.JPG
вот в ней все работает от одного источника 5 вольт и при этом "0" вольт показывает! Напряжения 3,3 v указаны ошибочно, не обращаем внимания.
Может покажете целиком свою схему, что-то я недопонимаю, вообщем...

Аватара пользователя
Fahivec
писатель, читатель
писатель, читатель
Сообщения: 101
Зарегистрирован: 30 дек 2014, 02:17
Откуда: Из-за речки
настоящий радиохламер

Re: Измерение аналоговых величин микроконтроллером на практи

Сообщение Fahivec » 13 мар 2016, 14:19

ОУ включены так же
Не совсем так же они здесь включены. В приведенной схеме они оба являются нормирующими (масштабирующими или еще как..) усилителями. Но это не важно. А что за ОУ применен в этой схеме? Может он как раз и есть RTR?

И что в моей схеме такого сложного?
К вопросу "зачем доп. питание?": а чтобы нагрузка полноценно работала и при очень малых напряжениях, например 3 вольта. Кроме того, потребляемый ток амперметра хоть и мал, но в случае питания его от нагружаемых цепей вносил бы неучитываемую погрешность в измерение.

Касательно всей схемы: вся силовая и измерительная часть со стабилизатором для МК и его разъемом приведена в первой части, это вторая схема.
Что там не приведено, так это подключение вентилятора для охлаждения Q1. Но это не имеет значения для понимания работы схемы.
Схема амперметра (МК с индикаторами) здесь.

P.S.
Понимаю, что делитель и что благодаря диоду ток стабильнее.
Не ток, а напряжение.
Тест пройден! :geek:

Mtbs
Читатель
Читатель
Сообщения: 10
Зарегистрирован: 30 дек 2015, 06:23

Re: Измерение аналоговых величин микроконтроллером на практи

Сообщение Mtbs » 14 мар 2016, 13:51

Здравствуйте. Спасибо за ответ, немного прояснилось.
Правда, совсем понять не получается, трудности у меня с ОУ...
Поэтому и хотел разобраться, но пока не выходит. :D
В той схеме, что я показал, применен LM358, для нее меня просили написать прошивку, написал.
Человек остался доволен, уже год пользуется этой схемой. В прошивке я не делал каких-то
специальных расчетов относительно того, что на выходе LM358 нет "чистого" нуля. Но в итоге
все показывает правильно, но тут ваша статья и я заинтересовался, как так?
=================================================
Посмотрел внимательнее вашу схему и понял, что диод стоит в минусовой цепи LM7805, а это
значит, что через него течет ток питания МК и трех LED индикаторов, значит он явно не меньше,
чем 10 мА и постоянно меняется - индикация динамическая! И после этого еще меньше понимаю,
как все это работает? Ведь напряжение на диоде будет меняться в такт индикации, значит вся схема
будет в итоге врать? Кстати, вы там еще жаловались на "дрейф" ОУ, а не связано ли это все с током через диод,
а значит и напряжением на нем?

Аватара пользователя
Fahivec
писатель, читатель
писатель, читатель
Сообщения: 101
Зарегистрирован: 30 дек 2014, 02:17
Откуда: Из-за речки
настоящий радиохламер

Re: Измерение аналоговых величин микроконтроллером на практи

Сообщение Fahivec » 15 мар 2016, 01:30

Mtbs писал(а): Ведь напряжение на диоде будет меняться в такт индикации, значит вся схема
будет в итоге врать? Кстати, вы там еще жаловались на "дрейф" ОУ, а не связано ли это все с током через диод,
а значит и напряжением на нем?
Может вы и правы, однако я сомневаюсь, что ОУ не успеет отработать по обратной связи эти скачки на диоде. Тем более, что ему это изменение в цепи питания в худшем случае как синфазная помеха, которую ОУ очень неплохо давит.
Я это мое заявление не проверял на устройстве, но заметного изменения показаний не наблюдал, возможно благодаря цифровому програмному фильтру .
Тест пройден! :geek:

Mtbs
Читатель
Читатель
Сообщения: 10
Зарегистрирован: 30 дек 2015, 06:23

Re: Измерение аналоговых величин микроконтроллером на практи

Сообщение Mtbs » 15 мар 2016, 13:02

Скорее всего да, это не будет причиной.
====================================================
Вообщем, разобрался, понял, как все это происходит. После этого начал читать вторую часть вашей статьи
и убедился, что все понял верно. Даже прогнал в мультисиме, все работает как и задумано.
Для ОУ у которого выход не от нуля это годное решение, если не хочется двухполярного питания.
По поводу второй части, я задам позже вопросы, сначала закончим с первой частью :D
В статье вы пишите:
вылез еще один маленький недочет – дрейф входных цепей ОУ. Это выражалось в отрицательном сдвиге показаний, т.е. при токе в пару десятков миллиампер на индикаторе по-прежнему были нули
мне кажется, что вызвано это этим самым диодом, если интересно, то проверьте.
Например, поставить германиевый диод или шотки, и "мертвая зона" уменьшится, это если я правильно предположил. :?:
Теперь про LM358, судя по даташиту его выходное напряжение определяется следующим образом:
Output Voltage Swing...
VOL V+ = 5V, RL = 10 kΩ 5-20 mV
Иными словами, практически от нуля. Я собрал на макетке ту схему, что приводил ранее.
В даташите эта схема называется неинвертирующий усилитель, только резисторы взял немного другие: с выхода на инвертирующий вход
100к, на землю 20к, питание 5В. Максимально, выходное напряжение составило 3,73 В. Минимально, при закороченном входе на землю,
1 мВ. Измерения проводил обычным цифровым мультиметром и советским стрелочным авометром. То есть нет на выходе лишнего напряжения!
А 1 мВ на выходе - возможно наводки, я не принимал никаких мер для их минимизации.
Может поэтому и популярен у радиолюбителей и даже производителей мат. плат этот ОУ? Однополярное питание, выход почти от 0 и дешевый.
Но у вас почему то на выходе было "лишнее напряжение"! Вот интересно, почему? Может из-за того, что в цепи ОС у вас стоит R3=390к, в четыре
раза больший, чем в той схеме, что я проверял, меньше ток через него, а значит возможны больше наводки?
Но, это все так, мысли вслух :D

Ответить