Merhaba arkadaşlar 5-6 gündür 30V to 5V gerilim bölücü devresi kurmaya çalışıyorum kafayı yemek üzereyim.
Bazı projelerde zaman zaman karşılaştığım sorun olsa da, genelde tolere edilebilir seviyelerde olduğu için üzerinde duramadığım konu: dirençlerin lineer olmaması sorunu bu sefer başıma bela oldu.
30VDC gerilimi 24bit ADC modülü ile ölçmeye çalışıyorum. 0-5V arası ölçümleri Unit UT71A ya kalibre ettiğimde mükemmel lineerlikte sonuçlar alıyorum ve hiç bir sorun çıkmıyor. Bu arada ulaşmaya çalıştığım hata payı max 100uV. Ama 0-5VDC de 5uV sapmaya kadar düşüyor.Yani istediğimden çok daha iyi ölçüm alıyorum.
Amma velakin gerilim bölücü ile 30VDC yi 5V ta düşürdüğümde bütün hassasiyet bozuluyor. Ve şuan sorunum ADC ile ölçüm yapmak değil 0-30VDC yi lineer bir şekilde 0-5VDC aralığına çekmek. Gerilim bölücünün 30V tarafına bir ölçü aleti ve 5V tarafına bir ölçü aleti bağlıyorum ve 30 voltta 5V alırken 3 voltta 0,5 almam gerekirken 0,4820 gibi değşken bir oran alıyorum.
Bunun ilk başta ölçü aletlerinden kaynaklı olacağını düşündüm. Ve daha net ilerleyebilmek için ölçümleri tek bir cihaz tarafından ölçmem ve otomatik olarak 2 ölçüm arasındaki oranı hesaplayan bir cihaz yaptım. Bunu STM32F103ün analog girişlerini kullanarak yaptım. Ve 2 ölçüm probunuda aynı noktaya bağladığımda 1,0000-0,9999 şeklinde çok hassas oran alabilen bir yapı elde ettim. Ve bu yapıda her iki propda aynı işlemci tarafından aynı GND referansıyla ölçümleri alıyordu.
Daha sonra 3,3VDC yi aynı değere sahip 2 direnç kullanarak 2 ye bölerek yaptığım testlerde yine gerilim seviyesine göre değişen bir oran olduğunu gördüm. Ve elektronik gürültüler, empedanslardan olma ihtimalide olmasın diye gerilimi 18650 3,7V luk bataryalardan aldım.
Birazdan bu pc datagraph görüntülerini ve kurduğum şemayı paylaşacağım.
ADC'nin ic direnci dusuk olabilir...
Gerilim bolucu direnclerin degerlerini dusurmeyi, direnc basina 50mW tan fazla kayip olmayacak sekilde seri bagli bi network olusturarak deneyebilirsin.
ADC girisi ile sase arasina 1uF koymak fayda saglayabilir.
(ADC girisi Bipolar ise 2 girisi arasina olavak)
Mevcut ADC ni ve gerilim bolucu direnclerini belirtirsen bunu anlayabiliriz.
Bunlar iyilestirme saglayip ciddi bir duzelme olmazsa ADC oncesi precision OPAMP ile BUFFER yaparsin olur biter.
(https://i.ibb.co/yNvndTG/Screenshot-1.png) (https://ibb.co/GdYvnwB)
(https://i.ibb.co/bNYQ9Q3/Screenshot-2.png) (https://ibb.co/3SV4Z4s)
(https://i.ibb.co/ZXWvK5J/Screenshot-3.png) (https://ibb.co/W5g7FZ3)
(https://i.ibb.co/gPS7Y0b/Screenshot-4.png) (https://ibb.co/s6KP7Tp)
(https://i.ibb.co/Ky3SC9t/Screenshot-5.png) (https://ibb.co/NYHbwL0)
(https://i.ibb.co/LPQyKB4/Screenshot-6.png) (https://ibb.co/0XBL51P)
(https://i.ibb.co/xDd8VFQ/Screenshot-7.png) (https://ibb.co/G0N3gHj)
(https://i.ibb.co/sJz5kPJ/Screenshot-8.png) (https://ibb.co/zHD8j5H)
(https://i.ibb.co/fYLDzsH/Screenshot-9.png) (https://ibb.co/5WwKgPL)
(https://i.ibb.co/B2qRRck/Screenshot-10.png) (https://ibb.co/7t2FFjh)
(https://i.ibb.co/sWRTDBG/Screenshot-11.png) (https://ibb.co/cY3WpmH)
Bu testi yaparkenki kullandığım devre :
(https://i.ibb.co/QD42P8s/Screenshot-driver.png) (https://imgbb.com/)
Ve sinyal olarak kullandığım gerilim kaynağı 18650 4,11 V batarya. Yani hiçbir gürültü kaynağı yok.
Alıntı yapılan: Erol YILMAZ - 11 Aralık 2018, 09:01:15ADC'nin ic direnci dusuk olabilir...
Gerilim bolucu direnclerin degerlerini dusurmeyi, direnc basina 50mW tan fazla kayip olmayacak sekilde seri bagli bi network olusturarak deneyebilirsin.
ADC girisi ile sase arasina 1uF koymak fayda saglayabilir.
(ADC girisi Bipolar ise 2 girisi arasina olavak)
Mevcut ADC ni ve gerilim bolucu direnclerini belirtirsen bunu anlayabiliriz.
Bunlar iyilestirme saglayip ciddi bir duzelme olmazsa ADC oncesi precision OPAMP ile BUFFER yaparsin olur biter.
Erol hocam bir haftadır yaptıklarımı buraya yazsam muhtemelen kimse okumak istemez o yüzden şimdilik sadece genel sorunumdan bahsettim. Ama ADC girişinin empendans ve giriş direnciyle alakalı olabileceğini düşünüp aynı testi farklı ölçü aletleriyle, osilaskopla ve yaptığım resimlerini attığım PC Grapherimle yaptım. Ve her birinde de sonuçlar oranda kayma olduğunu gösterdi.
Mevcut ADC ni ve gerilim bolucu direnclerini belirtirsen bunu anlayabiliriz.
Buda opamlı test ettiğim devrenin en sade hali. Testlerim sırasında farklı nontaları kondansatörler bağlayarakta oliskopta takip edip testler yaptım ama sonuçlarda küçük farklar dışında pek değişme olmadı.
(https://i.ibb.co/Wc5dmnt/Screenshot-devre.png) (https://ibb.co/YtQKH2Z)
Alıntı yapılan: Erol YILMAZ - 11 Aralık 2018, 09:22:07Mevcut ADC ni ve gerilim bolucu direnclerini belirtirsen bunu anlayabiliriz.
Hocam kullandığım ADC linki aşağıda.
https://tr.aliexpress.com/item/ADS1256-Mod-l-24-bit-8-kanal-ADC-Veri-Toplama-kurulu-ve-y-ksek-Hassasiyetli/32885009414.html?spm=a2g0s.9042311.0.0.1ec64c4dw6XGaz
(https://i.ibb.co/cND5q6Y/Screenshot-adc.png) (https://ibb.co/Q6rB0PD)
Ve şimdi ADC nin girişine 4,1108 V giriş uyguladığımda 8,99uA akım çekiyor. Ve giriş direncinin 457Kohm olduğunu hesaplıyorum.
Bende bilmiyorum ama acaba şu malabadi köprüsü işi senin işini çözermi ?
malabadi köprüsü ile gerlim ölçme (https://www.google.com.tr/search?ei=dFsPXJDiGoXHwQLOw7ioCw&q=wheatstone+k%C3%B6pr%C3%BCs%C3%BC+gerilim+hesaplama&oq=wheatstone+k%C3%B6pr%C3%BCs%C3%BC+ile+geri&gs_l=psy-ab.1.0.0i22i30.24830.28469..30488...0.0..0.105.871.7j2......0....1..gws-wiz.......0j0i71j0i67j0i22i10i30.H56JZhVWn64)
Alıntı yapılan: erkan614 - 11 Aralık 2018, 09:40:50Bende bilmiyorum ama acaba şu malabadi köprüsü işi senin işini çözermi ?
Hocam bu kötrüyü düşük dirençli direnç değerlerini volt cinsinden ölçmek için kullanıldığını biliyorum. Ama gerilim bölücü olarak nasıl kullanacağım hakkında hiç bir fikrim yok.
Bu arada kullandığım dirençler direnç.net den aldığım 1/4W Metal Film dirençler. Ve sonra acaba dirençlerdemi problem var diyip, çook eskiden kalma kağıtları bile çürümüş dirençlerlede ve farklı marka model potansiyometrelerle de testleri tekrarladım ve baya iyi sonuçlar yakalasam da, hiçbir zaman tam istediğim lineerlikte bir sonuç alamadım.Her zaman küçükte olsa bir kayma oldu.
Ve şemayı 10K ile çizdim ama 10M ohm dan 220ohm kadar pek çok farklı değerle tekrar tekrar onlarca testler yaptım.
Şu ana kadarki en iyi sonucu 25Kohm luk mavi çok turlu potla elde ettim. Ama onda da 0-30Volt arasında 0,002 oran kayması oluyor buda 0,002*30 = 60mV gibi büyük bir hatalı ölçüm demek oluyor.
Bu konuyla ilgili 2-3 gündür internette türkçe kaynaklarla cevabıma ulaşmaya çalışıyordum. Ve az önce konun sonunda vay be sonunda aynı şikayetleri olan biri varmış ona ulaşıp sorunu çözebilmişmi sorayım dedim ve birde baktım ki mesajları 2 yıl önce ben yazmışım :D :). Yav harbiden böyle bir sacmalık yok. Ne yapabilirim yardımlarınızı beklemekten başka bir şey yapacak gücüm kalmadı.
https://etepic.com/index.php?topic=3177.0
bilmediğimi yazmıştım zaten :) baktım o iş uzun
birde high accurary voltage divider diye arat besela ben şu mazemeyi buldum incelemek lazım
foil resistor (http://www.vishaypg.com/docs/63045/300144x.pdf)
"Signal PATH" üzerine koydukların aynı zamanda bozucuların oluyor.
Büyük Hatalar:
ADC giriş direncin düşük olduğu (150K/PGA) için Buffer'a ihtiyacın var.
LM358, büyük input ofseti ile bu işe uygun değil!
LM358, "Single Supply" olması sebebi ile çok düşük gerilimlerde lineer çıkış veremeyebilir.
Küçük Hatalar:
Gerilim bölücü dirençlerin;
"MATCH" olması lazım. Ama yazılımla da kalibre edebilirsin.
Farklı termal katsayıda olmaması lazım.
Çok farklı termal kayıpları olmaması lazım, Bir direnç 100 mW harcarken, diğeri 10mW harcarsa kayma oranları da kayar.
Bu devre için,
- Gerilim bölme direnç değerleri opsiyonel,
- Opamp düşük giriş ofseti olması şartı ile opsiyonel,
- Opampı (-) gerilimle beslemeliyiz !
- Opampın çıkışındaki RC yükü osilasyona sebep olursa direnci büyütüp kapasiteyi küçültme yoluna gidilebilir.
(https://i.ibb.co/3MGXnY9/image.png)
gibi...
Alıntı yapılan: Erol YILMAZ - 11 Aralık 2018, 12:29:53Bu devre için,
- Opampı (-) gerilimle beslemeliyiz !
(https://i.ibb.co/3MGXnY9/image.png)
gibi...
Üstad'a katılıyorum.
@Erol YILMAZ Hocam yardımlarınız için çok teşekkür ediyorum. Opamplar konusunda yüzeysel bir bilgiye sahibim. Ama aynı sorunun opampsız direk gerilim bölücü olarak yaptığımda da kaymalar olduğunu gördüğümde opampla çözülemeyecek olduğunu düşünmüştüm.
OP177 yi sipariş verdim ve geldiğinde testleri tekrarlayacağım. Umarım umduğumuz gibi olur.
Denediğiniz dirençlerin hata töleransları %5 değildir inşAllah? Ayrıca ppm değerleri de önemli kriter.
Bu konu en basit eleman olarak görülen dirençlerin bazen tek adedinin neden >10 USD olabildiğine bir cevap.
Ultra seviye bir multimetre falan parçalarsanız göreceğiniz en yakışıklı ve muhtemelen en pahalı parçalar gerilim bölücü olarak kullanılan dirençler olabilir.
Alıntı yapılan: Bahri Bilir - 11 Aralık 2018, 14:17:09@Erol YILMAZ Hocam yardımlarınız için çok teşekkür ediyorum. Opamplar konusunda yüzeysel bir bilgiye sahibim. Ama aynı sorunun opampsız direk gerilim bölücü olarak yaptığımda da kaymalar olduğunu gördüğümde opampla çözülemeyecek olduğunu düşünmüştüm.
OP177 yi sipariş verdim ve geldiğinde testleri tekrarlayacağım. Umarım umduğumuz gibi olur.
Denediniz mi?
Konuyu hortlatacagim belki ama ben de merak ettim devrenin calisip calismadigini :) Ama calismasa konu sahibi geri gelirdi muhtemelen. Bende arduino ile batary gerilim ölcme devresi yapacagim. Bu methodu ve direnc degerlerini kullansam sorun olmaz sanirim.
Tek takildigim nokta neden iki adet 47kohm'luk direnc seri baglanmis. Tek parca 94k direnc olmadigi icin mi? Bir diger sorum da gerilim bölücü direnc degerlerini en optimum sekilde nasil belirleriz?
Marco reps youtube kanalında 8.5 digit 10V voltmeter yaptı. 4 dijitten sonrası için diyebileceğim bişey yok. Bilgim de yetmez ama %0.1 toleranslı altın kaplama dil16 kılıfta entegre şekilli dirençler kullandı. Sanırım askeri normlar için özel üretim bir direnç sınıfı.
Hayret ettiğim başka bir nokta ise ölçüm devresini ve gerilim bölücü dirençleri alüminyum housing içine alıp, peltier ile sıcaklık sabitlemesi yaptı. Peltier + pt1000 kullanarak ölçüm biriminin sıcaklığını 25°C de sabit tuttu. Tabi bunu peltierin hem ısıtma hem soğutma özelliği sayesinde yaptı diye düşünüyorum.
Uzun lafın kısası kullandığınız direncin toleransı burda kilit öneme sahip. İkinci önemli nokta ise ortam sıcaklığı ile toleransın kayma oranı.
Videoyu ekliyorum. Umarım faydalı olur,
Alıntı yapılan: AXI - 11 Aralık 2018, 09:13:54Bu testi yaparkenki kullandığım devre :
(https://i.ibb.co/QD42P8s/Screenshot-driver.png) (https://imgbb.com/)
Ve sinyal olarak kullandığım gerilim kaynağı 18650 4,11 V batarya. Yani hiçbir gürültü kaynağı yok.
ADC olcumunu periyodik olarak yaparken scopla B olarak gosterdigin noktadaki gerilimin dalga sekline bak. (ADC nin sample alma devresi ne buyuklukte etkide bulunuyor gormek lazim.)