Přípravek pro měření proudu

Jak Arduino tak PICAXE jsou vybaveny AD převodníky pro měření napětí a ty se hojně využívají. Měření proudu je ale podstatně složitější, zejména když ani jedna z měřicích svorek nesmí být spojena se zemí nebo kladným napájením.

Jeden z více možných způsobů, jak převést proud při malém úbytku napětí na napětí ve vhodné velikosti pro zpracování mikrokontrolérem ukazuje následující schéma. Využívá obvodu LT1620, který lze koupit například zde, a používá se typicky v pulzních zdrojích a nabíječích akumulátorů.

LT1620

Převodník proud/napětí s LT1620

Napětí mezi vývody Ucc a AVG obvodu je desetinásobkem úbytku napětí vzniklého na R5 při průtoku měřeného proudu. Kondenzátor C2 slouží k filtraci tohoto napětí. Transkonduktanční zesilovač nastaví takový proud Iout rezistorem R1 a tím i řídící napětí pro T1, aby napětí na jeho vstupech připojených uvnitř obvodu k PROG a AVG (tedy na rezistoru R4 a kondenzátoru C2) byla stejná.

Pro výstupní napětí Uo platí teoreticky vztah: Uo = 10 . I . R3 . R5 / R4

Výstupní napětí Uo je vztažené k zemi a je filtrované kondenzátorem C3. Rozsah převodníku lze měnit snímacím rezistorem R5 nebo (jemně) rezistorem R3. Rezistor R2 zmenšuje offset transkonduktančního zesilovače. Maximální napětí vstupů IN+ a IN- proti zemi je 36 V.

Převod je velmi dobře lineární a v daném zapojení výstupnímu napětí 3 V odpovídá měřený proud 5 A. Reálně je při nulovém proudu na výstupu malé napětí (asi 0,1 V) a celá převodní přímka je posunutá o tuto hodnotu nahoru, ale to není problém kompenzovat po převodu AD převodníkem v programu jednoduchým odečtením.

Tento převodník byl převzat z časopisu Praktická elektropnika A Radio 4/2000 a vychází z původního pramenu –  Varga, C.: Battery-Charger IC Doubles as Current Sensor. Electronic Design, 9.2.1998 strana 134.