Самодельный миллиомметр на arduino nano и ina226 c OLED дисплеем, до 5вольт

[UriBas]

Лучше использовать средний участок АЦП, нижний и верхний участок может быть шумным, а шумы верхнего могут вызвать ещё и ошибку переполнения.

Интересно, надо бы проверить на практике.. на сколько будут отличатся показания при полном диапазоне и на среднем.

[X]

Поясню метод косвенных измерений и как добиться точности используя относительно не точные датчики.

А всё очень просто, нужно соблюдать несколько правил

• Устранить шум датчика статистическим методом (накапливание и усреднение результата измерения)
• Для парных измерений использовать один и тот же датчик
• Для вычисления зависимостей использовать лишь линейные законы (не использовать поправочные коэффициенты,  и работать с максимальной разрядностью)
• При отображении полученных данных отображать лишь ту часть хвоста после запятой, которая гарантируется производителем датчика (разрядностью ацп)

Тем самым Измеряя напряжение на шунте и на источнике мы измеряем по сути не в вольтах, а в попугаях, ведь не имеет значения что мы измерили, лишь значение имеет повторяемость полученных данных, далее работаем по формулам и опять в тех же самых попугаях, если и была погрешность статистического рода, мы от неё избавились методом усреднения, если есть погрешность ацп то она стабильная и присутствует в каждом измеренном результате в одинаковом порядке.
Ну и работая по формуле в попугаях все погрешности взаимосокращаются и получается именно то, что и требовалось. Значение в Омах и точность этого результата весьма высокая и зависит не от метода измерения и не от средства, а именно от самого измеряемого.

О методах измерения можно почитать в методичках по метрологии. Там же есть и методология борьбы с разными видами ошибок и погрешностей.

Добавлено 12 Март 2021 в 10:55

Интересно, надо бы проверить на практике.. на сколько будут отличатся показания при полном диапазоне и на среднем.

в даташите почитай, на практике не более двух бит, хотя у ардуинки и больше. Всё зависит от опорного напряжения ацп. У меня была задача не получить переполнение ацп, это потеря целой минуты времени.

[X]

А почему не поставить делитель на 2 (по 10к к примеру) ? Максимальное входное у Ина226 36 В ..  72 В делим пополам и все дела. 
Вариант два в одном не рассматривали?..  Ну чтобы один прибор был, поставить три релюшки, питание от встроенного источника.

Спойлер

Гирька класса точности Ф1, думаю достаточно чтоб получить оценочный вес устройства в варианте 1S



Примерный макет устройства всё в одном:


На карманный вариант не тянет, потому второй вариант будет именно 12-72 вольта, его вес не более 130-135г, и размер с адаптер 12В 2А

[i]

Устранить шум датчика статистическим методом (накапливание и усреднение результата измерения)

Для белого шума это отлично работает, но для смещения (например температурного дрейфа или переменного контактного сопротивления) нет.

[X]

Для белого шума это отлично работает, но для смещения (например температурного дрейфа или переменного контактного сопротивления) нет.

всё верно, потому и оставил два знака после запятой и сделал иголки на контактах.
а так если контакт плохой то выпадет по ошибке и измерение не состоится. Хотя когда только разрабатывал устройство щуп был луженый и пытался измерить лифовскую ячейку с сопротивлением 11мОм, у меня получилось 860мОм, паника на сутки была обеспечена. потому надёжность контакта проверять необходимо, и использовать контакты лучше из латуни или покрытые нитритом титана или золотом.

[grean2007]

-измерительный модуль с шунтом на ток до 4А на базе ina226

Какое сопротивление шунта нужно ставить? У меня на модуле стоит R100.

[X]

Много, должно быть в 10 раз меньше.
Фотку приложи.
R010 оптимально. Я токи до 5 ампер просчитывал. При шунте в 0.01 ом можно по идее батареи от 0.5В до 150В легко анализировать.

[TRO]

Когда мне надо измерять ток на шунте, я младшие ардуинки не беру, так как у них нет предусилителя АЦП, а старшие (в которых есть) уже слегка кусаются по цене. Идеальна в этом плане Attiny44, при включении предусилителя и повышении разрядности замеров путем введения шума (пила, этим же процессором) в паре с усреднением множества измерений дают точность выше разрядности АЦП.
Кстати, если количество ножек пугают, то то же самое можно сделать на Attiny25 (всего 8 ног), я делал простенький ваттметр на экране от нокии 5110 для зарядного устройства.

[grean2007]

Фотку приложи.

Платка такая же только R100. Собрал на макетке. Status unload и ничего больше не меряет. Соединения, контакт проверил несколько раз. Запаял R010, но без изменений.
Добавлено 04 Апр. 2021 в 19:16

[TRO]

там точность мизерная.

Ну вы же потом сами пишите что

всё верно, потому и оставил два знака после запятой....

Т.е. зачем эта оверточность если она не используется.

Не умеет ни сэмплировать ни усреднять.

Что значит не умеет? Это микроконтроллер, что напишите то и умеет...
А если программист не умеет, то это уже не к микроконтроллеру претензия (но судя по вашему описанию вы умеете и именно это программно и делаете, так что суть ответа мне несколько непонятна).

Проще использовать техасовские сенсоры.

Индивидуально, зависит от имеющегося опыта применения (кусков кода в загашнике).
Одно дело с шиной работать и протокол внешнего АЦП изучать, другое просто с родного АЦП читать, лично для меня по простоте выбор не в пользу техасовских сенсоров (хотя честно признаюсь, для меня не в простоте дело, я просто жадный, и если я могу обойтись без доп микросхем, то я без них обхожусь, особенно если точность устраивает).

Ну а в целом, хорошее полезное дело делаете, так что плюс в карму

[grean2007]

А измерительные ноги подключил?

Да все подключено. Собрал Авометр, для проверки Ina226, пишет что не найдена. Видно дохлая, шла 110 дней испортилась!

[X]

у них разные адреса могут быть
собери сканер i2c и посмотри какой адрес у сенсора, еще на самой платке есть возможность установить адрес.
в скетче поправь адрес если отсканится.
а че за авометр?
по сути это и есть авометр, измеряет напряжение и если удовлетворяет условию подключает нагрузку и измеряет парно напряжение, ток, рассеиваемую мощность.

[grean2007]

у них разные адреса могут быть

На модуле А0 и А1 через 10к соединены на Gnd, адрес должен быть 0х40. https://youtu.be/FHiWwhc9qnk
Сканер показал адрес 0х44, чудеса! Вольтметр (амперметр точнее) определил инку! Спасибо!
Миллиомметр тоже заработал, старые акки от телефона показали от 700 до 2500 Мом, но у меня собрано на макетке и провода тоненькие.

[X]

 на всякий случай я бы проверил показания по эталонному амперметру и вольтметру. ну чисто для успокоения души.

я тут ещё один вариант задумал для проверки переменным током на частоте 1-100кГц, но не знаю зачем. По идее для целей прямого применения нафиг не нужно знание сопротивления на переменном токе. Оно не несёт полезной информации.
Добавлено 09 Апр. 2021 в 22:11

но у меня собрано на макетке и провода тоненькие.

по идее если проаод на измеритель напряжения отдельный то не особо важно какой на нагрузку. Фишка в том чтоб правильно измерить напряжение на клеммах аккумулятора, если использовать для этого отдельный провод от нагрузки, то этого достаточно.

[grean2007]

я тут ещё один вариант задумал для проверки переменным током на частоте 1-100кГц, но не знаю зачем. По идее для целей прямого применения нафиг не нужно знание сопротивления на переменном токе. Оно не несёт полезной информации.

В китайских измерителях сопротивление измеряется на частоте 1000 гц. Читал что LG гарантирует соответствие сопротивления аккумуляторов при измерении на частоте 1000 гц.
Ведутся ли работы по 2 варианту, интересно было бы измерять сопротивление батареи.

[X]

так че там работать то, собери схему, а в скетче просто напряжение полученное с датчика умножить на коэффициент делителя. по сути программа та же будет.
резистор надо подобрать чтоб ток на шунте был меньше 4А, ну и мощность резистора нагрузочного должна быть соответствующей

[grean2007]

на всякий случай я бы проверил показания по эталонному амперметру и вольтметру. ну чисто для успокоения души.

Миллиомметр показывает на аккумуляторе 4,25 в, а вольтметр 4,05в, как сделать корректировку?

[.ctor]

А как вы боретесь с тепловым дрейфом?
Токоизмерительный резистор если он не из манганина или константана (на фото вижу пленку) будет очень хорошо температуру показывать
при токе в пару ампер от температуры руки показания будут на сотню миллиампер уходить.