Как-то не очень у меня со схемотехникой, поэтому прошу помощи у знающих людей. Суть вопроса. Есть цепь постоянного тока, управляемая ШИМ. Будет Fast PWM с частотой за звуковым диапазоном. Где-то килогерц 30. Нужно контролировать ток в данной цепи с помощью АЦП. Предполагается ток в районе 10 А. Изучив самостоятельно данный вопрос, пришел к выводу, что надо измерять среднее значение за период. Хочется решить этот вопрос аппаратно. Схема видится такой. Шунт в плюсовом проводе. Падение напряжения усиливаем дифференциальным усилителем, полученный результат интегрируем. Если данная схема рабочая, то можно-ли это реализовать на lm 358 на однополярном питании? И попутно второй вопрос. Что будет показывать в цепи ШИМ стрелочный амперметр магнитоэлектрической системы?
1. Много лет назад делал электронные балласты для ЛДС. Для изготовления балластной индуктивности (дросселя) нужен контроль тока. Сделал выпрямительный мост. Входная диагональ (АС) - в цепь. Выходная диагональ (DC) - на образцовый низкоомный резистор. В параллель резистору - фильтрующий электролит солидной емкости. А напряжение на электролите - к измерителю. Естественно диоды могут быть на самое малое допустимое напряжение. Лишь бы ток держали. 2. В вашем случае ток однополярный - мост не нужен. Все остальное - аналогично. Но лучше сделайте так - см. рисунок 2. Электромеханический прибор будет жутко врать, потому что рваные токи ШИМа могут вызывать многочисленные резонансы в механике прибора. ПС. Очень хорошо получились дроссели на ферритовых "броневых чашках" - это предметы вращения Ш-образные в разрезе вдоль оси вращения. Плоскости внешнего и внутреннего колец взаимно отличаются для комплекта (пары) чашек. Поэтому из двух одинаковых пар чашек можно сделать разные индуктивности за счет размера образующегося зазора. Я подключал к одному инвертору 4 лампы от 5 до 40 ватт одновременно. Иногда ставил чашки с мягкой прокладкой, и нажатием пальца на чашку регулировал яркость лампы.
На рисунке и есть Интегрирующая RC цепочка R9C1. Весь вопрос в шунте R8. При токе в 10 ампер 1 Ом это не очём. Падение составит 1х10=10 вольт Планирую использовать стандартный шунт на 15 ампер, сопротивлением 0,005 Ом. Падение будет 0,05 вольта. Как-то стрёмно это подавать на пасивный интегратор без усиления. Что-бы шунт можно было воткнуть в любое место цепи, хочу использовать дифференциальный усилитель на ОУ. Так-же на ОУ можно построить и интегратор. Вопрос в том, на какую частоту среза его настраивать.
вовсе не обязательно. верно всё это придётся калибровать и ещё учитывать температуру, т.к. электролит очень сильно к ней чувствителен. не получится с Почему? Потому что вот его схема Если у тебя токи прерывистые, то брать ОУ надо бы побыстрее. Вот что будет прилетать на АЦП Далеко от идеала, да? Интегратор не нужен. Но нужен очень быстрый АЦП. Хотя ты не написал про точность.
Большая точность не нужна. Если будет +-0,5 ампера, меня устроит. Теперь о самом измерении. Попробуем перенести интегрирование в программную область. По формуле средний ток равен По большому счёту, мы рассчитываем среднее арифметическое замеров за период, когда количество замеров стремится к бесконечности. Учитывая невысокие требования к точности можно пренебречь переходными процессами. Тогда у нас будет только два значения. Ток проходящий в момент, когда ШИМ выдаёт единицу и его отсутствие, когда ШИМ падает в ноль. Получается нам нужен только один замер. Зная коэффициент заполнения ШИМ будет несложно вычислить среднее значение. Я правильно рассуждаю?
В любом случае ОУ должен быть более широкополосным. Для частоты 30 кГц период 1/30 мс. Для своего проекта я спроектировал каскад на ОБ с полосой более 10МГц. Но пока не собирал - не до этого.
Ещё один вопрос для общего развития. Ну хочется мне разобраться в вопросе. Снова привожу формулу расчёта среднего значения тока Теперь смотрим, что такое интегрирующий усилитель и его передаточную функцию Теперь вопросы: 1) Из сравнения формул получается что постоянная времени RC должна быть равна периоду интегрируемого сигнала? 2) Смущает минус в передаточной функции интегрирующего усилителя. Оно конечно понятно, сигнал подаётся на инвертирующий вход ОУ, но что будет на выходе при однополярном питании? Я как-то не могу это понять. Как вернуть сигнал в нормальный вид? Да, есть схемы инверторов на тех-же ОУ. Опять не совсем понятно как это будет происходить на однополярном питании. И где его ставить, до инвертора или после?
Только надо помнить, что интеграл от прямоугольного сигнала даст треугольник. Чтобы измерять однополярные сигналы на ОУ с однополярным же питанием, необходимо организовать виртуальную землю. Идеально использовать RtR по входу ОУ, но необходимо помнить, что даже у них минимальный уровень сигнала - это несколько мВ. Как правило, это половина напряжения питания, но в нашем случае за уровень виртуальной земли можно взять половину от максимального размаха входного сигнала (он же - его максимальная амплитуда) плюс небольшое смещение. У меня это 10мВ. Я засимулировал подобный интегратор на MCP6001 Среднее немного отличается от среднеквадратичного, т.к.я немного завалил фронты меандра.
Ну и нафига ? Проще десяток 1-омников в параллель соединить. И не париться про сопротивления проводов, паек, контактов. Какая вам разница на какую частоту среза ? Делайте на частоту раз в 100 ниже частоты шима.
за какой период времени хочешь снимать показания, такой и делай постоянную времени. Сделаешь 500 мс - значит, будешь получать среднеквадратичное за прошедшие 500 мс. Как следствие, это значение будет отставать от изменений на входе на те же 500 мс.
Это понятно, но для начала хочется понять как будет правильно, а уже потом сделать как получится. Из чисто логических размышлений выходит, что по феншую, постоянная должна быть равна или кратна периоду. Не спорю, что если в постоянную времени укладывется десятка два - три периодов, то это уже становится неактуальным, но надо разобраться в процессе.
Тут единство и борьба противоположностей. Есть такой третий закон «диалектической триады». Спойлер: Закон единства и борьбы противоположностей Каждый объект заключает в себе противоположности, которые находятся одновременно в единстве и в борьбе между собой, что как раз и вызывает развитие этого объекта. Теперь по сути. Чем выше сопротивление шунта, тем проше работать с падением напряжения на нём и вы правы на счёт паек и контактов. Но увеличивая сопротивление шунта мы не лучшим образом влияем на первичную цепь. При токе в 10 ампер, ваш десяток 1-омников вызовет падение напрядения на 1 вольт. При напряжении 12-15 вольт это 6-8%. Это уже надо будет как-то компенсировать. Кроме того на них выделится 10 ват мощности, и с этим теплом тоже надо будет бороться. По этому сопротивление шунта надо уменьшать, создавая при этом проблемы работы с малыми напряжениями падения. Вот и стоит задача нахождения золотой середины, что и вызывает, в соответствии с законом, развитие объета.
нет никакого феншуя. Есть только ТЗ. В измерительных системах отталкиваются, в первую очередь, от требуемой точности измерения. Честно говоря, мне вообще не понятны твои потуги. Ток у тебя - прямоугольные импульсы. Тогда твоя задача сводится к точному вычислению амплитуды тока (для однополярного тока это то же, что и размах)) и далее по формуле: Iсркв = Iампл * sqrt(t/T) t - это длительность импульса T - период сигнала.
