Merhaba arkadaşlar,
DC Gerilim ve akımın birlikte ölçüleceği bir tasarım üzerinde çalışıyorum. Gerilimi diferansiyel opamp giriş devresiyle, akımı da 60mV şönt direnç üzerinden yine diferansiyel yapı ile ölçüyorum. Sadece gerilimi veya sadece akımı ölçmeye çalıştığımda ölçüm işi beklediğim gibi çalışıyor.
Fakat gerilim ve akımı birlikte ölçmeye çalıştığımda her iki ölçüm de sapıyor. Saçma sapan sonuçlar alıyorum. Akım ölçümünü high-side tarafta da, low-side tarafta da denedim. Durum aynı. Bu durumu çözmek için akım ölçümü kısmını izole opamp ile almayı düşünüyorum. Bu konuda ne gibi tasviyeleriniz olur.
Gerilim degerlerin devren nasil? kabataslak ta olsa bi sematik cizer misin?
Gerilim girişim kabaca bu şekilde hocam. Şematik çizim, iş bilgisayarımda olduğu için komponent değerlerini yazamadım. Gerilim aralığım 0-320V_DC, Akım aralığım ±100A_DC
(https://i.ibb.co/5rwFPYz/AAAA.png) (https://ibb.co/Ht3djNM)
problem 2 ADC kanalını okumanla ilgili görünüyor.
yani bu gerilim akım devreleri ile bence pek alakası yok.
300 Volt dc için izolesiz ölçüm bence tehlikeli olur.
Akım ölçümü için izoleli LEM sensör kullanabilirsiniz.
https://ozdisan.com/p/908?ids=10354;386974,10354;386762,10354;387357,10354;386872,10354;386560,10354;386978,10354;446432,10354;448171,10354;386770&groupids=10354&propids=386974,386762,387357,386872,386560,386978,446432,448171,386770&sayfaAdedi=20 (https://ozdisan.com/p/908?ids=10354;386974,10354;386762,10354;387357,10354;386872,10354;386560,10354;386978,10354;446432,10354;448171,10354;386770&groupids=10354&propids=386974,386762,387357,386872,386560,386978,446432,448171,386770&sayfaAdedi=20)
Alıntı yapılan: Erol YILMAZ - 15 Aralık 2020, 21:11:27problem 2 ADC kanalını okumanla ilgili görünüyor.
yani bu gerilim akım devreleri ile bence pek alakası yok.
Aslında toplamda 4 kanal ADC okuyorum hocam. 2 gerilim + 2 akım. ADC okuma ile ilgili nasıl bir problem olabilir ki hocam ? Gerilim ve akımlar birlikte bağlanınca gnd hattında kaymaya sebep olabilir mi acaba...
Alıntı yapılan: fide - 15 Aralık 2020, 21:18:49300 Volt dc için izolesiz ölçüm bence tehlikeli olur.
Akım ölçümü için izoleli LEM sensör kullanabilirsiniz.
https://ozdisan.com/p/908?ids=10354;386974,10354;386762,10354;387357,10354;386872,10354;386560,10354;386978,10354;446432,10354;448171,10354;386770&groupids=10354&propids=386974,386762,387357,386872,386560,386978,446432,448171,386770&sayfaAdedi=20 (https://ozdisan.com/p/908?ids=10354;386974,10354;386762,10354;387357,10354;386872,10354;386560,10354;386978,10354;446432,10354;448171,10354;386770&groupids=10354&propids=386974,386762,387357,386872,386560,386978,446432,448171,386770&sayfaAdedi=20)
LEM akım sensörlerini başka cihazlarda kullanıyoruz zaten hocam. Bu işte amaç, en az maliyetle bu işi gerçekleştirebilmekti. O yüzden LEM kullanmadım. Bu sorun nedeniyle en azından akım girişlerini izole opamp ile okumayı düşünüyorum. Sonuç ne olacak bilmiyorum.
Aynı anda 2 dönüşüm yapabilmen için 2 ADC kullanmalısın. Regular conversion yapıyorsan bu şekilde.
Bunun haricinde İnjected dönüşüm kullanabilirsin. Bu dönüşüm modunda her ADC'nin 4 kanalı için kendine ait data register'ı vardır. Ancak bunda da kanalları aynı anda okuma söz konusu değildir. Çünkü her bir dönüşüm sırasını bekler. Ayrıca hangi MCU'yu kullanıyorsun?
Alıntı yapılan: apsis - 15 Aralık 2020, 22:16:01Aynı anda 2 dönüşüm yapabilmen için 2 ADC kullanmalısın. Regular conversion yapıyorsan bu şekilde.
Bunun haricinde İnjected dönüşüm kullanabilirsin. Bu dönüşüm modunda her ADC'nin 4 kanalı için kendine ait data register'ı vardır. Ancak bunda da kanalları aynı anda okuma söz konusu değildir. Çünkü her bir dönüşüm sırasını bekler. Ayrıca hangi MCU'yu kullanıyorsun?
STM32F070 kullandım bu projede. Aynı anda ölçme gibi bir ihtiyacım yok hocam. Periyodik olarak 4 kanalı DMA ile okuyup, filtreleme vs işlemlerinden geçiriyorum. ADC çevrim süresinden ve kanal değiştirmeden kaynaklı gecikme çok ta problem değil. (AC okumadığım için, RMS hesabı da yapmıyorum.)
Alıntı yapılan: quarko - 15 Aralık 2020, 21:56:53Aslında toplamda 4 kanal ADC okuyorum hocam. 2 gerilim + 2 akım. ADC okuma ile ilgili nasıl bir problem olabilir ki hocam ? Gerilim ve akımlar birlikte bağlanınca gnd hattında kaymaya sebep olabilir mi acaba...
LEM akım sensörlerini başka cihazlarda kullanıyoruz zaten hocam. Bu işte amaç, en az maliyetle bu işi gerçekleştirebilmekti. O yüzden LEM kullanmadım. Bu sorun nedeniyle en azından akım girişlerini izole opamp ile okumayı düşünüyorum. Sonuç ne olacak bilmiyorum.
Bağımsız fark amplifikatörleri kullanmanı öneririm.
Yüksek empedanslı girişleri tercih edersen...
Birde MCU ADC girişi MUX mu değilmi ona göre timing belirlemen gerekebilir.
Anladım. Eğer farklı ölçüm zamanlarından kaynaklı bir problemse diye bir öneri öneri sundum. Bir anahtarlama söz konusu ise zamanlama senkronizasyonu önemlidir.
Eğer mümkünse akımını gerilimini ölçmek istediğin devreyi opamp devreleri olmadan sens dirençlerinin yerleşimleriyle beraber basitçe paylaşabilir misin? Sanırım bir h-köprü var gibi!
Opamplarin ADC girisleri ile olan baglantisini ayir ve her bir girise trimpotlarla gerilimler gir.
Ardindan olcumleri baslat ve her bir trimpotu cevirdiginde o kanala ait olcumun dogru yapildigini, diger kanallarin ise
degismedigini gor.
Bu testi gectikten sonra analog devrelerde hata ara.
Alıntı yapılan: M.Salim GÜLLÜCE - 15 Aralık 2020, 23:58:55Bağımsız fark amplifikatörleri kullanmanı öneririm.
Yüksek empedanslı girişleri tercih edersen...
Birde MCU ADC girişi MUX mu değilmi ona göre timing belirlemen gerekebilir.
Kullandığım opamplar tekli opamp hocam. 4 giriş içinde ayrı bir opamp(TSV911) kullandım.
https://www.st.com/resource/en/datasheet/tsv911.pdf (https://www.st.com/resource/en/datasheet/tsv911.pdf)
Alıntı yapılan: apsis - 16 Aralık 2020, 00:07:30Anladım. Eğer farklı ölçüm zamanlarından kaynaklı bir problemse diye bir öneri öneri sundum. Bir anahtarlama söz konusu ise zamanlama senkronizasyonu önemlidir.
Eğer mümkünse akımını gerilimini ölçmek istediğin devreyi opamp devreleri olmadan sens dirençlerinin yerleşimleriyle beraber basitçe paylaşabilir misin? Sanırım bir h-köprü var gibi!
Yok hocam bir h-bridge yok. Ölçümler bir redresörün çıkışlarına ait. Kontrol ünitesinden bağımsız bir şekilde bu alet, sadece ölçüm yapacak. O nedenle bir anahtarlama vs de yok.
Alıntı yapılan: z - 16 Aralık 2020, 01:09:35Opamplarin ADC girisleri ile olan baglantisini ayir ve her bir girise trimpotlarla gerilimler gir.
Ardindan olcumleri baslat ve her bir trimpotu cevirdiginde o kanala ait olcumun dogru yapildigini, diger kanallarin ise
degismedigini gor.
Bu testi gectikten sonra analog devrelerde hata ara.
Ölçtüğüm noktalardan sadece gerilimler veya sadece akımlar bağlı olduğunda zaten sıkıntı yok hocam. Akım ile gerilim ölçümleri birlikte olduğunda ölçümler sapıtıyor. Ölçümleri yapılan bir sistem bir tristörlü bir redresör. Ölçülen büyüklüklerde yük gerilimi/akımı, batarya gerilimi/akımı.
Akim olcum ve gerilim olcum devrelerinin semasini gormek lazim o zaman.
Ölçüm devreleri bu şekilde hocam. Gerilim offseti 0.3V, akım offseti 1.65V
(https://i.ibb.co/qWqyNXP/vvv.png) (https://ibb.co/qWqyNXP)
(https://i.ibb.co/v3b203W/iii.png) (https://ibb.co/v3b203W)
@quarko , Tahminimce bu sorun Şönt ile Akım ölçerken oluyor.
Şönt direnci Doğal olarak Gnd, sizin Opamplarınız da aynı Gnd'ye bağlı.
Şönt üzerinde oluşan akım sizin Gnd'yi bozuyor kirletiyor.Dolayısı ile Opamp
Gnd'leride bozulmuş oluyor ve tüm veriler Sapıyor.
Bunun için Akımı izoleli okumak gerekir diye düşünüyorum.
Beslemeyi girişten izole olarak alıyorum aslında. Gnd hattımın bozulduğu kesin. Ama bu bozulma, gerilim ve akım girişleri birlikte olunca oluyor. Sadece akım girişleri bağlıyken ölçüm yaptığımda problem yok.
Alıntı yapılan: quarko - 16 Aralık 2020, 15:26:34Beslemeyi girişten izole olarak alıyorum aslında. Gnd hattımın bozulduğu kesin. Ama bu bozulma, gerilim ve akım girişleri birlikte olunca oluyor. Sadece akım girişleri bağlıyken ölçüm yaptığımda problem yok.
O izoleden bahsetmedim.
Şönt direnci üzerindeki yükün kendi Gnd'sini bozduğunu diyorum.
Sadece Akım okumada sorun olmaması gayet normal.Çünkü O an tüm yapı ölçülen Akım ile Module oluyor.
Tam o sırada Gerilimi ölçünce Şönt Akımına Module(Kirlenmiş)olan Gnd, Voltaj Opampını etkiliyor.
Bunu Voltaj Opampın Ofsetiyle bir nebze düzeletebilirsiniz belki ama Akımın değişkenliğini yakalamak zor
olur.
akımın çok yüksek. bu derece bir akım için kaç mohm şönt kullanıyorsun? Ki 1m ohm bile kullansan üzerine max 100mv düşer. Bu 100mV şöntün hemen ayaklarına sıfır noktada ancak doğru ölçülebilir. Şönt ayaklarından birazcık uzaklaşırsan (şöntün her iki ucu içinde) değer bu denli büyük bir akımda aşırı yüklecektir büyük ihtimalle.
Yani ölçüm yapacağın kaynakla adc nin tek GND ortak noktası şöntün GND sinin sıfırından alman gerekiyor. GND ler bu nokta haricinde asla buluşmamalı.
1A için alacağın 1mv değer her ne kadar harika sistem kursanda o akım altında çok temiz olmayacaktır. O yüzden akım kaynaklı gnd kaymasını çok iyi takip etmeli ve ne gürültü olarak nede kayma olarak gnd uyuşmamazlığına müsade etmemelisin.
biraz yüksekçe bir akım altında şöntün gnd si ile adc nin gnd sini bir ölç. 0.0V u görmelisin
Ölçme GND sini hatalı alıyor olabilirmisin.
Eklediğim şemadaki GND noktası ölçme devresinin GND si de olacak şekilde bağlamadıysan ortalık karışır.
(https://i.ibb.co/1vPhCtC/resim.png) (https://ibb.co/1vPhCtC)
@quarko ,Şimdi aklıma geldi.Şu şekilde bir yöntem denermisiniz?
Gnd'leri Star Topolji yapın.Özellikle Şönt direncinden mümkün olduğunca uzaklaşan
bir yapı olsun.Sanırım bu bir nebze işe yarar diye düşünüyorum.
Texas Instruments'ın AMC1200 izole opampı ile bir devre tasarladım. O şekilde akım girişlerini izole edip, gerilimle birlikte okumayı deneyeceğim. Sonucu paylaşırım.
https://www.ti.com/lit/ds/symlink/amc1200.pdf (https://www.ti.com/lit/ds/symlink/amc1200.pdf)
@TeknoM kullandığım şönt 100A/60mV. Dolayısıyla direnci 0.6mΩ.
Semayi vermisin ama yuk tarafini vermemissin.