Κατανάλωση LM338

[billys7]

Η κατασκευή έχει ως εξής. Από την έξοδο του LM338 θα πηγαίνει σταθεροποιημένη τάση στην είσοδο της γέφυρας L6203.
Θέλω να μετρήσω τo ρεύμα που θα περάσει από το L6203.
Δεν θέλω να χρησιμοποιήσω την sense αντίσταση (πιν 10), γιατί δεν θέλω να έχω απώλεια από την επίδοση της γέφυρας.
ACS712 hall sensor έχω, αλλά σε μικρές καταναλώσεις βγάζει θόρυβο.

Σκέφτομαι λοιπόν τη λύση του high side curent measure πριν από το LM338, και θα ήθελα να μάθω πως μπορώ να βρω την κατανάλωση του LM338.
Η μέτρηση θα γίνει με μικροελεγκτή pic και θα είναι εύκολο να την αφαιρέσω για να έχω καθαρή την κατανάλωση του L6203.

Η γέφυρα θα χρησιμοποιηθεί σε όλο το φάσμα των 0 μέχρι 4Α.

[FILMAN]

Κοίτα, μη νομίζεις ότι με το ίδιο κύκλωμα θα καταφέρεις να μετρήσεις με ακρίβεια και αξιοπιστία τα 4Α αλλά και τα 100μΑ. Η current sense αντίσταση στο L6203 (προς τη γη) δεν μου φαίνεται και τόσο κακή λύση. Αν ας πούμε βάλεις εκεί ένα shunt των 0.1Ω, τότε στα 4Α θα έχεις πτώση τάσης μόνο 400mV που ως ποσοστό των 12V είναι μόνο 3.3% (το L6203 δεν δουλεύει με τάσεις κάτω από 12V). Αν η τάση που θα το δουλέψεις είναι αρκετά μεγαλύτερη, το % ποσοστό της πτώσης τάσης ως προς την τάση τροφοδοσίας θα είναι ακόμα πιο μικρό. Από την άλλη θα μπορούσες να μικρύνεις την τιμή του shunt. Η λύση αυτή έχει το πλεονέκτημα ότι έχεις ήδη ένα σήμα με αναφορά τη γη και είναι πιο εύκολο να το ενισχύσεις (αν και ο τελεστικός που θα χρησιμοποιήσεις μάλλον θα χρειαστεί και αρνητική τροφοδοσία ακόμα και αν - με μονή τροφοδοσία - έχει την ικανότητα να δουλεύει κοντά στην στάθμη της γης μιας και εσύ θα χρειαστείς ακρίβεια σε επίπεδο mV).

Η μέτρηση πριν το LM338 μπορεί να γίνει αλλά θα αποδειχθεί πιο δύσκολη. Μπορείς να χρησιμοποιήσεις κάτι σαν το συνημμένο. Ο τελεστικός θα πρέπει να μπορεί να χειριστεί σήματα κοντά στη θετική γραμμή τροφοδοσίας του. Με τις τιμές που έχω βάλει στις R1, R2 και R6 η έξοδος του κυκλώματος θα είναι 1V ανά Α. Δηλαδή για ρεύμα 4Α θα έχεις έξοδο 4V.

[billys7]

Έχω το ΙΝΑ193 για να μπορώ να μετρήσω την κατανάλωση.
Και για shunt θα χρησιμοποιήσω 0,09 Ωμ.

Θα ήθελα να πάρω μέτρηση πριν από το LM για να αποφύγω τις απώλειες. Η τάση που θα παρέχει είναι 19V.
Δεν ξέρω όμως τι μορφή θα έχει η κατανάλωση του, έτσι ώστε να την αφαιρέσω αφού η μέτρηση θα γίνει μέσω μικροεπεξεργαστή.

Αναγκαστικά θα πρέπει να την μετρήσω με κάποιο τρόπο και αν είναι γραμμική να την αφαιρέσω μέσω software.

Αν τελικά δεν γίνεται, τότε θα χρησιμοποιήσω το ΙΝΑ193 αφού είναι και για Low side μέτρηση και την sense αντίσταση του L6203.

-Γιατί χρησιμοποιείς μόσφετ στην έξοδο του opamp. Για να έχει λιγότερο θόρυβο ?

[FILMAN]

Γιατί χρησιμοποιείς μόσφετ στην έξοδο του opamp. Για να έχει λιγότερο θόρυβο ?

Όχι. Τα MOSFET δεν μειώνουν το θόρυβο. Απλώς πρέπει να βάλεις εκεί ένα εξάρτημα που να γίνεται περισσότερο αγώγιμο όσο η έξοδος του τελεστικού χαμηλώνει. Έβαλα λοιπόν ένα MOSFET καναλιού Ρ.

[billys7]

Τελικά ούτε η λύση του ΙΝΑ193 μου αρέσει γιατί το συγκεκριμένο δεν είναι ακριβής σε μετρήσεις shunt κάτω των 20mV.
Οπότε θα χρησιμοποιήσω την shunt resistor του L6203 με low side μέτρηση.

Στην παρακάτω λύση έχω κάποιες απορίες.
-Πως μπορώ να προστατέψω την είσοδο του πιν του μικροεπεξεργαστή να μην δεχθεί τάση μεγαλύτερη των 5V. Με Zener μπορώ ?
-Η έξοδος του LM358 θα πηγαίνει σε δύο μικροεπεξεργαστές. Χρειάζεται κάποια ενίσχυση ?
-Επειδή δεν θα χρησιμοποιήσω το δεύτερο μισό του LM358, ποιος είναι ο καλύτερος τρόπος να το "αφοπλίσω"? Ή θα μπορούσα να οδηγήσω από εκεί τον δεύτερο μικροεπεξεργαστή ? Μήπως αυτό δημιουργήσει περισσότερα παράσιτα στην "γείωση" του κυκλώματος ?

L6203.jpg

[spiroscfu]

α. φυσικά με μια μικρή αντίσταση σε σειρά όμως (στην έξοδο του lm) και μετά παράλληλα την ζενερ.
β. όχι
γ. κανονικά θέλεις τρεις αντιστάσεις στην είσοδο, αλά εγώ θα το άφηνα έτσι (στον αέρα)

515f252ece395f5924000000.png
και δίνεις στις εισόδους από την αντίσταση που είναι στην μέση (τα άκρα τα συνδές στην τροφοδοσία)

[billys7]

Μπορείς να με βοηθήσεις περισσότερο με το α.
Δηλαδή ας πούμε με 1k αντίσταση και 5V1 zener όπως στο σχηματικό, είμαστε εντάξει ?
L6203A.jpg

και με το γ, δεν μπορώ να το καταλάβω.
Είχα κάνει κάποτε αυτό.

LM.jpg

[spiroscfu]

θα έβαζα αρκετά μικρότερη πχ. 100Ω, το σχεδιάκη που έκανες στο γ μου φαίνεται σωστό και λειτουργικό

[billys7]

θα έβαζα αρκετά μικρότερη πχ. 100Ω

και δεν θα υπάρχει πρόβλημα να καεί ο opamp?
Η zener 5V1 είναι εντάξει ή θέλει 4V7 ?

Η λύση αυτή έχει το πλεονέκτημα ότι έχεις ήδη ένα σήμα με αναφορά τη γη και είναι πιο εύκολο να το ενισχύσεις (αν και ο τελεστικός που θα χρησιμοποιήσεις μάλλον θα χρειαστεί και αρνητική τροφοδοσία ακόμα και αν - με μονή τροφοδοσία - έχει την ικανότητα να δουλεύει κοντά στην στάθμη της γης μιας και εσύ θα χρειαστείς ακρίβεια σε επίπεδο mV).

Δεν έχω καταλάβει, γιατί πιθανότατα να χρειαστώ και αρνητική τροφοδοσία ?

Για κάποιον άλλο opamp με καλύτερα χαρακτηριστικά ποιον προτείνετε ?

[FILMAN]

Μπορείς να με βοηθήσεις περισσότερο με το α.
Δηλαδή ας πούμε με 1k αντίσταση και 5V1 zener όπως στο σχηματικό, είμαστε εντάξει ?
L6203A.jpg

Αυτό θα σου περιορίσει την τάση προς τον επεξεργαστή στα 5.1V περίπου. Η τροφοδοσία του LM358 θα πρέπει να είναι τουλάχιστον 7V για να πάρεις τα 5.1V στην έξοδο.

Για μεγαλύτερη ακρίβεια, πρέπει να συνδέσεις το δεξιό άκρο της R14 μετά την R18.

Επίσης η R7 πρέπει να είναι: R6 * (R14 + R18 + RV1) / R6 + R14 + R18 + RV1.

Το αριστερό άκρο της R6 πρέπει να συνδεθεί ακριβώς πάνω στο αριστερό άκρο της R5 και όχι οπουδήποτε στη γείωση της πλακέτας. Ομοίως και για την R7.

Στον αχρησιμοποίητο τελεστικό του LM358 απλώς γειώνεις τη μη αναστρέφουσα είσοδο, και γεφυρώνεις την έξοδό του με την αναστρέφουσα είσοδό του.

Μπορεί να χρειαστεί και αρνητική τροφοδοσία στον τελεστικό δεδομένου ότι με μονή τροφοδοσία μπορεί να έχεις ψιλοπροβλήματα με τα μικρά σήματα εισόδου ειδικά αν το φορτίο που θα μπει στην έξοδό του (η είσοδος του μC δηλαδή) δεν έχει τάση 0 όταν είναι στον αέρα.