如何使用51單片機(jī)配合ADC實(shí)現(xiàn)1~1000ma級(jí)電流檢測(cè)?

ID:884307 · 發(fā)表于 2021-2-15 18:54

如題, 我個(gè)人的思路是使用0.01歐的精密采樣電阻, 通過(guò)測(cè)量電阻兩端的壓降, 再將這個(gè)電壓值經(jīng)過(guò)運(yùn)放放大后輸入ADC, 實(shí)現(xiàn)測(cè)量電流的效果
這個(gè)采樣電阻的壓降值的變化會(huì)很大, 當(dāng)電流為1ma時(shí), 其壓降為0.1mv, 但當(dāng)電流為1000ma時(shí), 壓降則增大到10mv
壓降的范圍在0.1-10mv范圍內(nèi)波動(dòng), 而ADC的輸入電壓僅為0-5v左右, 這就需要運(yùn)放的放大倍數(shù)動(dòng)態(tài)調(diào)整, 例如當(dāng)壓降為0.1mv時(shí)就放大10000倍,
為10mv時(shí)就放大100倍
如何實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)調(diào)整ADC的放大倍數(shù)呢? 我目前的想法是使用單片機(jī)控制模擬開關(guān), 模擬開關(guān)上并聯(lián)幾個(gè)電阻, 形成可調(diào)電阻網(wǎng)絡(luò), 作為運(yùn)放的負(fù)反饋
但這個(gè)方法實(shí)現(xiàn)對(duì)我來(lái)說(shuō)有點(diǎn)難度
有沒(méi)有更好的辦法?

還有就是是否存在"電子電位器"? 即可以直接用單片機(jī)控制的電位器, 如下圖這個(gè)人所說(shuō), 但我找不到這塊芯片的資料

我剛剛學(xué)習(xí)單片機(jī), 希望各位大佬能幫助我!

ID:155507 · 發(fā)表于 2021-2-16 07:00

這個(gè)人說(shuō)錯(cuò)了
MCP41010是單通道8位數(shù)字電位器，具有10 kΩ端對(duì)端電阻值和SPI串行接口。
256抽頭，數(shù)字電位器。
有三種總電阻阻值型號(hào)，10kΩ、50kΩ、100kΩ。tb上買到的絕大多數(shù)都是10kΩ。
三線SPI通信。

有沒(méi)有更好的辦法?

MCP41010和其他運(yùn)放搭建PGA使用很不方便。一開始我使用MCP41010就這么用的，后來(lái)?yè)Q為了專用PGA集成芯片。
使用ADI的PGA LTC6912CGN-2 程控放大器，PGA可編程增益放大器，可調(diào)增益運(yùn)放電路

起初是用分立芯片搭的，MCP41010數(shù)字電位器 + 反相放大器，效果一般。
使用起來(lái)比較麻煩。主要原因是 MCP41010只能單電源供電，運(yùn)放可以用雙電源供電。但由于 MCP41010單電源的原因，輸入信號(hào) <-0.7V的波形會(huì)有損失。幾乎沒(méi)有什么優(yōu)勢(shì)可言。

ID:403593 · 發(fā)表于 2021-2-16 11:02

同樣的想法！

但是我的想法更狠，我想要的是1uA到1A的量程，1uA到100uA一檔，100uA到100ma一檔，100ma到1A一檔，用幾個(gè)小信號(hào)繼電器分檔，用7705做ADC，51單片機(jī)讀取7705的數(shù)據(jù)，整體就是一個(gè)高精度表頭。有興趣可以一起討論討論~~

ID:155507 · 發(fā)表于 2021-2-16 19:19

大多數(shù)電流測(cè)量設(shè)備（例如電流面板儀表）僅適用于低壓側(cè)測(cè)量。這意味著除非您不希望涉及電池，否則必須將測(cè)量電阻器粘在目標(biāo)接地和真實(shí)接地之間。

由于電阻兩端的電壓降與電流消耗成正比，因此這意味著接地參考會(huì)隨著電流的變化而變化。具有偏移的接地參考會(huì)導(dǎo)致許多電路出現(xiàn)問(wèn)題。

INA219B芯片更加智能-即使以3或5V供電，它也可以處理高達(dá)+ 26VDC的高端電流測(cè)量。它還會(huì)報(bào)告高側(cè)電壓，這對(duì)于跟蹤電池壽命或太陽(yáng)能電池板非常有用。

精密放大器測(cè)量0.1歐姆，1％檢測(cè)電阻兩端的電壓。由于放大器的最大輸入差為±320mV，因此它可以測(cè)量高達(dá)±3.2A的電流。使用內(nèi)部12位ADC，±3.2A范圍內(nèi)的分辨率為0.8mA。將內(nèi)部增益設(shè)置為div8的最小值時(shí)，最大電流為±400mA，分辨率為0.1mA。高級(jí)黑客可以刪除0.1歐姆的電流檢測(cè)電阻器，并用自己的電阻器替換以改變量程（例如，使用0.01歐姆來(lái)測(cè)量32安培，分辨率為8mA）。

ID:884307 · 發(fā)表于 2021-2-17 10:22

angmall 發(fā)表于 2021-2-16 19:19
大多數(shù)電流測(cè)量設(shè)備（例如電流面板儀表）僅適用于低壓側(cè)測(cè)量。這意味著除非您不希望涉及電池，否則必須將 ...

非常感謝, 居然有這么好的解決方案!
作為初學(xué)者, 很多時(shí)候是自己的見識(shí)太窄, 導(dǎo)致我花很多不必要的功夫

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