Gerilim Bölücü Lineer Değil :O

[AXI]

Merhaba arkadaşlar 5-6 gündür 30V to 5V gerilim bölücü devresi kurmaya çalışıyorum kafayı yemek üzereyim.

Bazı projelerde zaman zaman karşılaştığım sorun olsa da, genelde tolere edilebilir seviyelerde olduğu için üzerinde duramadığım konu: dirençlerin lineer olmaması sorunu bu sefer başıma bela oldu.

30VDC gerilimi 24bit ADC modülü ile ölçmeye çalışıyorum. 0-5V arası ölçümleri Unit UT71A ya kalibre ettiğimde mükemmel lineerlikte sonuçlar alıyorum ve hiç bir sorun çıkmıyor. Bu arada ulaşmaya çalıştığım hata payı max 100uV. Ama 0-5VDC de 5uV sapmaya kadar düşüyor.Yani istediğimden çok daha iyi ölçüm alıyorum.

Amma velakin gerilim bölücü ile 30VDC yi 5V ta düşürdüğümde bütün hassasiyet bozuluyor. Ve şuan sorunum ADC ile ölçüm yapmak değil 0-30VDC yi lineer bir şekilde 0-5VDC aralığına çekmek. Gerilim bölücünün 30V tarafına bir ölçü aleti ve 5V tarafına bir ölçü aleti bağlıyorum ve 30 voltta 5V alırken 3 voltta 0,5 almam gerekirken 0,4820 gibi değşken bir oran alıyorum.

Bunun ilk başta ölçü aletlerinden kaynaklı olacağını düşündüm. Ve daha net ilerleyebilmek için ölçümleri tek bir cihaz tarafından ölçmem ve otomatik olarak 2 ölçüm arasındaki oranı hesaplayan bir cihaz yaptım. Bunu STM32F103ün analog girişlerini kullanarak yaptım. Ve 2 ölçüm probunuda aynı noktaya bağladığımda 1,0000-0,9999 şeklinde çok hassas oran alabilen bir yapı elde ettim. Ve bu yapıda her iki propda aynı işlemci tarafından aynı GND referansıyla ölçümleri alıyordu.

Daha sonra 3,3VDC yi aynı değere sahip 2 direnç kullanarak 2 ye bölerek yaptığım testlerde yine gerilim seviyesine göre değişen bir oran olduğunu gördüm. Ve elektronik gürültüler, empedanslardan olma ihtimalide olmasın diye gerilimi 18650 3,7V luk bataryalardan aldım.

Birazdan bu pc datagraph görüntülerini ve kurduğum şemayı paylaşacağım.

[Erol YILMAZ]

ADC'nin ic direnci dusuk olabilir...

Gerilim bolucu direnclerin degerlerini dusurmeyi, direnc basina 50mW tan fazla kayip olmayacak sekilde seri bagli bi network olusturarak deneyebilirsin.

ADC girisi ile sase arasina 1uF koymak fayda saglayabilir.
(ADC girisi Bipolar ise 2 girisi arasina olavak)
Mevcut ADC ni ve gerilim bolucu direnclerini belirtirsen bunu anlayabiliriz.

Bunlar iyilestirme saglayip ciddi bir duzelme olmazsa ADC oncesi precision OPAMP ile BUFFER yaparsin olur biter.

[AXI]

Bu testi yaparkenki kullandığım devre :


Ve sinyal olarak kullandığım gerilim kaynağı 18650 4,11 V batarya. Yani hiçbir gürültü kaynağı yok.

[AXI]

ADC'nin ic direnci dusuk olabilir...

Gerilim bolucu direnclerin degerlerini dusurmeyi, direnc basina 50mW tan fazla kayip olmayacak sekilde seri bagli bi network olusturarak deneyebilirsin.

ADC girisi ile sase arasina 1uF koymak fayda saglayabilir.
(ADC girisi Bipolar ise 2 girisi arasina olavak)
Mevcut ADC ni ve gerilim bolucu direnclerini belirtirsen bunu anlayabiliriz.

Bunlar iyilestirme saglayip ciddi bir duzelme olmazsa ADC oncesi precision OPAMP ile BUFFER yaparsin olur biter.

Erol hocam bir haftadır yaptıklarımı buraya yazsam muhtemelen kimse okumak istemez o yüzden şimdilik sadece genel sorunumdan bahsettim. Ama ADC girişinin empendans ve giriş direnciyle alakalı olabileceğini düşünüp aynı testi farklı ölçü aletleriyle, osilaskopla ve yaptığım resimlerini attığım PC Grapherimle yaptım. Ve her birinde de sonuçlar oranda kayma olduğunu gösterdi.

[Erol YILMAZ]

Mevcut ADC ni ve gerilim bolucu direnclerini belirtirsen bunu anlayabiliriz.

[AXI]

Buda opamlı test ettiğim devrenin en sade hali. Testlerim sırasında farklı nontaları kondansatörler bağlayarakta oliskopta takip edip testler yaptım ama sonuçlarda küçük farklar dışında pek değişme olmadı.

[AXI]

Mevcut ADC ni ve gerilim bolucu direnclerini belirtirsen bunu anlayabiliriz.

Hocam kullandığım ADC linki aşağıda.

https://tr.aliexpress.com/item/ADS1256-Mod-l-24-bit-8-kanal-ADC-Veri-Toplama-kurulu-ve-y-ksek-Hassasiyetli/32885009414.html?spm=a2g0s.9042311.0.0.1ec64c4dw6XGaz



Ve şimdi ADC nin girişine 4,1108 V giriş uyguladığımda 8,99uA akım çekiyor. Ve giriş direncinin 457Kohm olduğunu hesaplıyorum.

[erkan614]

Bende bilmiyorum ama acaba şu malabadi köprüsü işi senin işini çözermi ?
malabadi köprüsü ile gerlim ölçme

[AXI]

Bende bilmiyorum ama acaba şu malabadi köprüsü işi senin işini çözermi ?

Hocam bu kötrüyü düşük dirençli direnç değerlerini volt cinsinden ölçmek için kullanıldığını biliyorum. Ama gerilim bölücü olarak nasıl kullanacağım hakkında hiç bir fikrim yok.

[AXI]

Bu arada kullandığım dirençler direnç.net den aldığım 1/4W Metal Film dirençler. Ve sonra acaba dirençlerdemi problem var diyip, çook eskiden kalma kağıtları bile çürümüş dirençlerlede ve farklı marka model potansiyometrelerle de testleri tekrarladım ve baya iyi sonuçlar yakalasam da, hiçbir zaman tam istediğim lineerlikte bir sonuç alamadım.Her zaman küçükte olsa bir kayma oldu.

Ve şemayı 10K ile çizdim ama 10M ohm dan 220ohm kadar pek çok farklı değerle tekrar tekrar onlarca testler yaptım.

Şu ana kadarki en iyi sonucu 25Kohm luk mavi çok turlu potla elde ettim. Ama onda da 0-30Volt arasında 0,002 oran kayması oluyor buda 0,002*30 = 60mV gibi büyük bir hatalı ölçüm demek oluyor.

[AXI]

Bu konuyla ilgili 2-3 gündür internette türkçe kaynaklarla cevabıma ulaşmaya çalışıyordum. Ve az önce konun sonunda vay be sonunda aynı şikayetleri olan biri varmış ona ulaşıp sorunu çözebilmişmi sorayım dedim ve birde baktım ki mesajları 2 yıl önce ben yazmışım . Yav harbiden böyle bir sacmalık yok. Ne yapabilirim yardımlarınızı beklemekten başka bir şey yapacak gücüm kalmadı.

https://etepic.com/index.php?topic=3177.0

[erkan614]

bilmediğimi yazmıştım zaten baktım o iş uzun
birde high accurary voltage divider diye arat besela ben şu mazemeyi buldum incelemek lazım
foil resistor

[Erol YILMAZ]

"Signal PATH" üzerine koydukların aynı zamanda bozucuların oluyor.

Büyük Hatalar:
ADC giriş direncin düşük olduğu (150K/PGA) için Buffer'a ihtiyacın var.
LM358, büyük input ofseti ile bu işe uygun değil!
LM358, "Single Supply" olması sebebi ile çok düşük gerilimlerde lineer çıkış veremeyebilir.

Küçük Hatalar:
Gerilim bölücü dirençlerin;
"MATCH" olması lazım. Ama yazılımla da kalibre edebilirsin.
Farklı termal katsayıda olmaması lazım.
Çok farklı termal kayıpları olmaması lazım, Bir direnç 100 mW harcarken, diğeri 10mW harcarsa kayma oranları da kayar.

[Erol YILMAZ]

Bu devre için,

- Gerilim bölme direnç değerleri opsiyonel,
- Opamp düşük giriş ofseti olması şartı ile opsiyonel,
- Opampı (-) gerilimle beslemeliyiz !
- Opampın çıkışındaki RC yükü osilasyona sebep olursa direnci büyütüp kapasiteyi küçültme yoluna gidilebilir.


gibi...

[Pyrodigy]

Bu devre için,

- Opampı (-) gerilimle beslemeliyiz !

(Resim gizlendi görmek için tıklayın.)
gibi...

Üstad'a katılıyorum.