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PROBLEMA
© by Vittorio Crapella - i2viu

Progettare l'hardware e il software per un micro della serie ST62xx, in grado di misurare e visualizzare, su display LCD 2x16, correnti continue da -25,5 a +25,5 Ampere con precisione di 0,1 A partendo da uno shunt di un millesimo di ohm.
La tensione di alimentazione di partenza disponibile é di 12V.

In questa pagina verranno inserite tutte le soluzioni complete di schema, software e spiegazioni che mi verranno inviate al mio indirizzo di posta elettronica.

Quando le soluzioni ricevute sono almeno tre, inserirò anche quella da me sperimentata.


Ho constatato che nessuno vuole mettere a disposizione degli altri le proprie esperienze e le proprie fatiche....

CONVERTITORE CORRENTE TENSIONE IN NUMERO

Con lo SHUNT da circa 1 milli Ohm ( 60mV-50A) si ha una caduta di circa 1mV per ogni ampere di corrente che amplificata dall'operazionale LM358 diventa circa 20mV per ogni 0.1A cioè 0.2V per ogni ampere. Con una tensione da 0 a 5 V si potrà misurare tramite il convertitore analogico digitale dell'ST6 da 0 a 25.5A circa con un numero da 0 a 255.

Dovendo misurare correnti sia positive che negative si é pensato di fare uso di due differenti amplificatori operazionali (uno amplifica la caduta di tensione sullo SHUNT per correnti di carica e l'altro per correnti di scarica). Gli amplificatori sono identici ma collegati con gli ingressi fra di loro invertiti.

L'OP con uscita sul pin 1 funzionerà per le correnti di carica cioè positive che verranno lette dall'ingresso ADC (PB3 dell'ST6) mentre l'OP con uscita sul pin 7 lavorerà per le correnti di scarica cioè negative che verranno lette dall'ingresso ADC (PB2 dell'ST).

Dovendo rendere la lettura insensibile ad eventuali variazioni di tensioni sulle uscite degli OP dovute a derive termiche , si é pensato di leggere le tensioni con due conversioni .

Una con gli ingressi in corto per leggere la tensione equivalente a corrente nulla e l'altra (maggiore) dovuta alla corrente da misurare.

La differenza dei due numeri ottenuti dalle due conversioni mi da il numero corrispondente alla corrente da misurare.

Esempio: da PB3 leggo con la prima conversione 40mV cioè valore numerico 2 e dalla seconda conversione 160mV cioè valore numerico 8 , si avrà 8-2=6 che a display diventerà 0.6A.

Considerato che gli interruttori del 4066 si attivano chiusi con ingresso di comando a livello 1=HIGH, ne consegue che per leggere in PB3 la tensione equivalente a corrente 0 cioè IN-OP in corto, dovrò dare in out PA7 un livello 0 che mandato sul pin 12 del 4066 lascia alto il pin 11/13 cioè interruttore 1-2 chiuso.

In queste condizioni sarà l'interruttore 3-4 aperto e di conseguenza l'uscita pin 7 dell'OP potrà dare tensione proporzionale alla caduta sullo SHUNT se vi sarà corrente negativa.

Invertendo dal livello 0 a 1 il PA7, la situazione si rovescia e avrò in pin 7 dell'OP tensione minima equivalente a corrente nulla e in pin 1 dell'OP tensione max corrispondente alla corrente positiva eventualmente che circola nello SHUNT. SCHEMA
Utilizzando un MAX492 al posto dell'LM358 il circuito migliora e non necessita della regolazione di offset ed anche il guadagno si può impostare con resistenze fisse senza bisogno di taratura.

Si possono trovare altre soluzioni simili con l'uso dell'integrato MAX471 o MAX472