Хабр Курсы для всех
РЕКЛАМА
Практикум, Хекслет, SkyPro, авторские курсы — собрали всех и попросили скидки. Осталось выбрать!
Хабр доступен 24/7 благодаря поддержке друзей
Комментарии 11
Для первой схемы я бы упомянул, что в ней используется особенность именно данного типа ОУ работать с входными напряжениями, превышающими напряжение питания — так называемые over-the-top op amps. Большинство дифференциальных ОУ общего применения теряют способность правильно трактовать разность напряжений на входах при приближении хотя бы одного из них к одному из напряжений питания ближе чем на 0.2-0.3 вольта
Картинка для привлечения внимания :) К статье имеет мало отношения.
Вы меня, конечно, извините, но к статье (а конкретно, именно к средствам измерения тока) также имеют мало отношения следующие фрагменты:
Читаем дальше:
Теперь про датчики Холла:
Как известно, клетка Фарадея не защищает от статического магнитного поля, а только от электрического (и порожденного им при его изменении магнитного) — то есть первая часть цитаты — верная (магнитный экран), а вторая — бессмысленная.
Про качество описания второго метода я вообще молчу — это какой-то набор полусвязанных между собой фраз, принцип работы из которых понять невозможно. Почему выход импульсного ключа преобразователя называется Фаза? Почему обведенный блок, содержащий индуктивность вместе с присущим ей активным сопротивлением и измерительной RC-цепочкой называется Схема с активным сопротивлением — подозреваю что LR-реактивность компенсируется в ней антиреактивностью RC — но где объяснение? Зачем последовательно с входом АЦП (имеющим близкое к бесконечности входное сопротивление) стоит резистор с суммарным сопротивлением (подозреваю, что низким) Rsen + Rdor?
И вообще — у меня сильное подозрение, что весь материал — механический (ну или в лучшем случае механистический перевод):
И наконец, бесчисленные «решения», которых в тексте пруд пруди:
Итого мой вывод: статья — либо прямой перевод автора, либо копия из научпоп-книжки, являющейся переводом плохого качества. Если это не так — готов съесть свою шляпу.
Безусловно, в ней есть определенная просветительская польза, но сумбура, скользких моментов и неожиданной аргументации — намного больше.
При проектировании печатной платы необходимо, чтобы ее медные проводники выдержали максимальный ток, необходимый для устройства.— эти рекомендации, как и защита от помех относятся к разработке печатных плат вообще, и смысла приводить их в частном случае имхо мало.
Для каждого устройства необходимо найти разумный компромисс между толщиной, шириной проводников и стоимостью.
Читаем дальше:
Необходимо помнить, что сигнальные проводники с высоким импедансом не должны располагаться параллельно проводникам с большим током— в случае с измерительным шунтом импеданс сигнальной цепи как раз очень низкий — он равен сопротивлению этого шунта — поэтому наведенные изменяющимся магнитным полем в сигнальных цепях токи не способны вызвать сколько-нибудь заметного падения напряжения — я не говорю, что этого совсем нет, и принцип разводки сигнальных цепей относительно силовых применять не надo — просто конкретно в этом случае цитата про высокий импеданс подходит как раз меньше всего.
Теперь про датчики Холла:
Для ограничения влияния внешних магнитных полей на датчики используется магнитный экран, который окружает проводник с током. На рисунке показан пример использования металлического кожуха (клетки Фарадея),
Как известно, клетка Фарадея не защищает от статического магнитного поля, а только от электрического (и порожденного им при его изменении магнитного) — то есть первая часть цитаты — верная (магнитный экран), а вторая — бессмысленная.
Про качество описания второго метода я вообще молчу — это какой-то набор полусвязанных между собой фраз, принцип работы из которых понять невозможно. Почему выход импульсного ключа преобразователя называется Фаза? Почему обведенный блок, содержащий индуктивность вместе с присущим ей активным сопротивлением и измерительной RC-цепочкой называется Схема с активным сопротивлением — подозреваю что LR-реактивность компенсируется в ней антиреактивностью RC — но где объяснение? Зачем последовательно с входом АЦП (имеющим близкое к бесконечности входное сопротивление) стоит резистор с суммарным сопротивлением (подозреваю, что низким) Rsen + Rdor?
И вообще — у меня сильное подозрение, что весь материал — механический (ну или в лучшем случае механистический перевод):
Большие температурные коэффициенты индукторов и конденсаторов увеличивают погрешность схемы— катушки индуктивности оказываются индукторами при переводе с английского
Поскольку измерение тока осуществляется дистанционно, считается, что датчики Холла работают без потерь— тоже фраза не по-русски. Скорее всего, в оригинале имелось в виду то, что измерение осуществляется косвенно
Недавно на рынке появились датчики Холла с интегрированным проводящим каналом, цепью компенсации и защитным экраном— здесь прямых улик нет, но фраза все еще очень характерна для западного контекста.
И наконец, бесчисленные «решения», которых в тексте пруд пруди:
У каждого из трех рассмотренных решений имеются свои преимущества и недостатки. Из-за того, что шунтовые резисторы рассеивают мощность, энергоэффективность решений на основе этих компонентов сравнительно невелика
Итого мой вывод: статья — либо прямой перевод автора, либо копия из научпоп-книжки, являющейся переводом плохого качества. Если это не так — готов съесть свою шляпу.
Безусловно, в ней есть определенная просветительская польза, но сумбура, скользких моментов и неожиданной аргументации — намного больше.
Что лучше использовать для измерения тока в диапазоне 0.2-2 A с наименьшими потерями? Резистор порядка 0.1 Ом и ОУ? Хочу сделать стабилизатор тока для светодиодного фонаря.
Думаю, что резистор и ОУ. Городить какой-то импульсный «активный резистор» для таких токов нет смысла. Для датчиков Холла тоже ток недостаточный.
лучше всего использовать готовый LED-драйвер — так как кроме измерения тока, вам придется его регулировать. Делать это линейным регулятором накладно — значит блок схема устройства будет такая: шунт -> усилитель -> ШИМ-регулятор с управляемой напряжением скважностью -> дроссель -> светодиод. Все это (кроме дросселя) уже есть в ИМС LED-драйверов — собственно, они мало чем отличаются от ИМС импульсных DC/DC преобразователей, кроме того, что вход обратной связи у них рассчитан на низкие напряжения ООС, типично выделяемые на токоизмерительном шунте
У меня сейчас стоит дешёвый китайский драйвер, у которого 3 режима (средне/ярко/стробоскоп) и наверное не очень хороший кпд. Я хочу сделать больше режимов, может даже с крутилкой для плавной регулировки. Так что готовый LED-драйвер тоже подойдёт, если у него есть ШИМ-вход для задания яркости, но я пока не нашёл подходящего.
тогда я по приколу взял бы тиньку (ATTiny) из серии с дифференциальным АЦП и ШИМ-таймером, и сделал бы на ней программно. Получилось бы конечно на один корпус больше (мощный полевик), но зато можно реализовать очень интересные алгоритмы управления диодом — типа плавного зажигания/гашения, сколько угодно режимов работы итд
Да, такой и был план. Поэтому интересно, есть ли что-то круче шунта+усилитиеля. Что такое активное сопротивление я не очень понял.
Так круче и не надо — измерительный шунт — простой, и при этом достаточно точный способ для неэкстремальных случаев, и в частности тогда, когда схемотехнически можно приземлить один из выводов шунта к одному из питающих потенциалов (понятно, что лучше — к земле)
Для вашего случая — самое то. В тиньке в дифференциальном режиме АЦП 20-кратный усилитель уже есть, в итоге вам должно хватить просто резистора в 20 миллиом, чтобы на нем при токе в 2А получить более-менее заметную часть диапазона пребразования (800 милливольт после усиления — примерно треть полного диапазона при задании Vref для АЦП от внутреннего источника — ЕМНИП это 2.56 вольта) — это позволит решить задачу, вообще не имея никаких внешних компонентов, кроме шунт-резистора (5 SMD в параллель по 0.1). Паразитная мощность при максимальном режиме при этом будет всего 4 * 0.02 = 80 мВт, что является порядка 1.5 % потерь (если считать Uпр светодиода в районе 3 вольт). Дифф входы тиньки при этом по даташиту поднимают сигнал прямо с уровня земли, но для подстраховки можно холодный конец шунт-резистора (к которому будет подключен Vin- АЦП) немного приподнять над землей чисто за счет разводки печати
Про метод измерения DCR я тоже не понял — самое простое — смоделировать схему в каком-нибудь эмуляторе и посмотреть форму сигнала на входе в воображаемый АЦП — однако, поведение будет сильно зависеть от номиналов элементов и частоты преобразования — т.к. в общем случае RC-цепь в параллель с LR катушки должна создавать колебательный контур, но отношения сопротивлений и C к 1/L мы не знаем, как и частоты преобразования, поэтому что там поймается на входе АЦП — мне сказать сложно. Кроме того, возможные колебания будут сильно демпфированы низким сопротивлением нагрузки и источника питания через открытый ключ — так что я не берусь сказать, что там увидится
Для вашего случая — самое то. В тиньке в дифференциальном режиме АЦП 20-кратный усилитель уже есть, в итоге вам должно хватить просто резистора в 20 миллиом, чтобы на нем при токе в 2А получить более-менее заметную часть диапазона пребразования (800 милливольт после усиления — примерно треть полного диапазона при задании Vref для АЦП от внутреннего источника — ЕМНИП это 2.56 вольта) — это позволит решить задачу, вообще не имея никаких внешних компонентов, кроме шунт-резистора (5 SMD в параллель по 0.1). Паразитная мощность при максимальном режиме при этом будет всего 4 * 0.02 = 80 мВт, что является порядка 1.5 % потерь (если считать Uпр светодиода в районе 3 вольт). Дифф входы тиньки при этом по даташиту поднимают сигнал прямо с уровня земли, но для подстраховки можно холодный конец шунт-резистора (к которому будет подключен Vin- АЦП) немного приподнять над землей чисто за счет разводки печати
Про метод измерения DCR я тоже не понял — самое простое — смоделировать схему в каком-нибудь эмуляторе и посмотреть форму сигнала на входе в воображаемый АЦП — однако, поведение будет сильно зависеть от номиналов элементов и частоты преобразования — т.к. в общем случае RC-цепь в параллель с LR катушки должна создавать колебательный контур, но отношения сопротивлений и C к 1/L мы не знаем, как и частоты преобразования, поэтому что там поймается на входе АЦП — мне сказать сложно. Кроме того, возможные колебания будут сильно демпфированы низким сопротивлением нагрузки и источника питания через открытый ключ — так что я не берусь сказать, что там увидится
Есть датчик тока ACS712 на основе эффекта холла. Вот версия до 5А ACS712ELCTR-05B-T. Напряжение на выходе линейно изменяется от измеряемого тока.
Зарегистрируйтесь на Хабре, чтобы оставить комментарий
Компоненты для измерения тока