Gerilim ve Akımın Birlikte Ölçülmesi

Başlatan quarko, 15 Aralık 2020, 20:31:01

quarko

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. 
"Aslanlar kendi hikayelerini yazmadıkça, avcıların kahramanlık hikayelerini dinlemek zorundayız."

Erol YILMAZ

Gerilim degerlerin devren nasil? kabataslak ta olsa bi sematik cizer misin?

quarko

Gerilim girişim kabaca bu şekilde hocam. Şematik çizim, iş bilgisayarımda olduğu için komponent değerlerini yazamadım. Gerilim aralığım 0-320V_DC, Akım aralığım ±100A_DC

"Aslanlar kendi hikayelerini yazmadıkça, avcıların kahramanlık hikayelerini dinlemek zorundayız."

Erol YILMAZ

problem 2 ADC kanalını okumanla ilgili görünüyor.
yani bu gerilim akım devreleri ile bence pek alakası yok.

fide

Her birimiz, geride bıraktığımız eserler kadar ölümsüzüz. Evlat gibi, talebe gibi, icatlar gibi...   http://fidenetgaraj.blogspot.com

quarko

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

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.
"Aslanlar kendi hikayelerini yazmadıkça, avcıların kahramanlık hikayelerini dinlemek zorundayız."

apsis

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?
"Makineye Beyin" MEKATRONİK

quarko

#7
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.)
"Aslanlar kendi hikayelerini yazmadıkça, avcıların kahramanlık hikayelerini dinlemek zorundayız."

M.Salim GÜLLÜCE

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.

apsis

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!
"Makineye Beyin" MEKATRONİK

z

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.

Bana e^st de diyebilirsiniz.   www.cncdesigner.com

quarko

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


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.
"Aslanlar kendi hikayelerini yazmadıkça, avcıların kahramanlık hikayelerini dinlemek zorundayız."

z

Akim olcum ve gerilim olcum devrelerinin semasini gormek lazim o zaman.
Bana e^st de diyebilirsiniz.   www.cncdesigner.com

quarko

Ölçüm devreleri bu şekilde hocam. Gerilim offseti 0.3V, akım offseti 1.65V






"Aslanlar kendi hikayelerini yazmadıkça, avcıların kahramanlık hikayelerini dinlemek zorundayız."

JOKERAS

@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.