如何使用51單片機配合ADC實現1~1000ma級電流檢測?

ID:884307 · 發表于 2021-2-15 18:54

如題, 我個人的思路是使用0.01歐的精密采樣電阻, 通過測量電阻兩端的壓降, 再將這個電壓值經過運放放大后輸入ADC, 實現測量電流的效果
這個采樣電阻的壓降值的變化會很大, 當電流為1ma時, 其壓降為0.1mv, 但當電流為1000ma時, 壓降則增大到10mv
壓降的范圍在0.1-10mv范圍內波動, 而ADC的輸入電壓僅為0-5v左右, 這就需要運放的放大倍數動態調整, 例如當壓降為0.1mv時就放大10000倍,
為10mv時就放大100倍
如何實現動態調整ADC的放大倍數呢? 我目前的想法是使用單片機控制模擬開關, 模擬開關上并聯幾個電阻, 形成可調電阻網絡, 作為運放的負反饋
但這個方法實現對我來說有點難度
有沒有更好的辦法?

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

我剛剛學習單片機, 希望各位大佬能幫助我!

ID:155507 · 發表于 2021-2-16 07:00

這個人說錯了
MCP41010是單通道8位數字電位器，具有10 kΩ端對端電阻值和SPI串行接口。
256抽頭，數字電位器。
有三種總電阻阻值型號，10kΩ、50kΩ、100kΩ。tb上買到的絕大多數都是10kΩ。
三線SPI通信。

有沒有更好的辦法?

MCP41010和其他運放搭建PGA使用很不方便。一開始我使用MCP41010就這么用的，后來換為了專用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，可調增益運放電路

起初是用分立芯片搭的，MCP41010數字電位器 + 反相放大器，效果一般。
使用起來比較麻煩。主要原因是 MCP41010只能單電源供電，運放可以用雙電源供電。但由于 MCP41010單電源的原因，輸入信號 <-0.7V的波形會有損失。幾乎沒有什么優勢可言。

ID:403593 · 發表于 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，用幾個小信號繼電器分檔，用7705做ADC，51單片機讀取7705的數據，整體就是一個高精度表頭。有興趣可以一起討論討論~~

ID:155507 · 發表于 2021-2-16 19:19

大多數電流測量設備（例如電流面板儀表）僅適用于低壓側測量。這意味著除非您不希望涉及電池，否則必須將測量電阻器粘在目標接地和真實接地之間。

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隨著電流的變化而變化。具有偏移的接地參考會導致許多電路出現問題。

INA219B芯片更加智能-即使以3或5V供電，它也可以處理高達+ 26VDC的高端電流測量。它還會報告高側電壓，這對于跟蹤電池壽命或太陽能電池板非常有用。

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

ID:884307 · 發表于 2021-2-17 10:22

angmall 發表于 2021-2-16 19:19
大多數電流測量設備（例如電流面板儀表）僅適用于低壓側測量。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!
作為初學者, 很多時候是自己的見識太窄, 導致我花很多不必要的功夫

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