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Estoy embarcado en un proyecto nuevo para mi. Se trata de sustituir el instrumento de medición analógico de un pequeño amplificador por otro digital con Arduino.
Dos medidas en concreto y una tercera posible. La primera y más importante es la medida del consumo. El equipo a transistores se alimenta a 50V con un consumo máximo de unos 25 A (4 x MRF150). El rango de la carátula del instrumento analógico es de 0-30A y lleva un shunt que no he podido identificar, pero que el rango de lectura es de 9 a 30 mA.
La idea es comprar un shunt chino de 30A/75mV, la resistencia (si es de fiar) sería de 0,0025 ohmios y la disipación máxima 0,075W.
Mi duda en este aspecto es la precisión en el rango de lectura de 0-75mV. Puedo utilizar uno de los nuevos modelos de Arduino NANO con el ATMega 4809 de 3,3V y ADC en las entradas analógicas de 12bit (4096 pasas digitales) con lo que la precisión de cada paso raw sería de 0,8 mV, 93 pasos en total para 75mA (322mA por paso) o bien utilizar un amplificador operacional para aumentar la tensión hasta un máximo de 5V y utilizar un NANO convencional. No tengo experiencia en trabajar con amplificadores operacionales así que agradecería cualquier tipo de ayuda u orientación.
La lectura de potencia se hace a través de un puente de Brienne, no tengo mayor problema porque puedo calibrarlo con un medidor externo. Me queda la duda de si añadir la lectura de la tensión de alimentación de los transistores finales.
Si algún compañero desea cambiar el medidor analógico de su equipo por uno digital, podemos compartir la experiencia.
La cultura del esfuerzo se cultiva desde la motivación, no mediante el castigo como algunos quisieran.
http://www.enioea2hw.wordpress.com
73, Enio
Inició el tema
EA4LR reaccionó
Déjate de inventos, Enio, que para todo problema hay una solución de ingeniería.
Y, en este caso, la solución se llama ACS712, un chip que se inserta en serie con el circuito y muestrea la corriente con un sensor de efecto Hall y la convierte en mV que puede medir el Arduino. Mediría entre V/2 (a 0 A) y V (a 30A), por lo que cada A serían 66 mV. Tendrías 2048 pasos equivalentes a 30A. Y, muy importante, permite "medidas en alta", cosa que tú has obviado. Porque tu shunt para el medidor está a +50 V y, por tanto, la tensión que tendrías que medir oscila entre 50 y 50,075 V... Podrías incluso anular el shunt del medidor original: el shunt interno del chip es de 1.12 miliohmios...
¡Ah!, y vale la desopilante cifra de un par de euros si puedes esperar al Chino Cudeiro o por 4 euros en la Península (busca ACS712 30A en vendedores de España)...
jon, ea2sn
Jon, EA2SN / AE2SN
... el que lee mucho y anda mucho vee mucho y sabe mucho. (Don Quijote, libro segundo, capítulo XXV)
Examinador Voluntario para la FCC (EE. UU.) con los VEC GLAARG y ARRL
EA4FSD reaccionó
Déjate de inventos, Enio, que para todo problema hay una solución de ingeniería.
Y, en este caso, la solución se llama ACS712, un chip que se inserta en serie con el circuito y muestrea la corriente con un sensor de efecto Hall y la convierte en mV que puede medir el Arduino. Mediría entre V/2 (a 0 A) y V (a 30A), por lo que cada A serían 66 mV. Tendrías 2048 pasos equivalentes a 30A. Y, muy importante, permite "medidas en alta", cosa que tú has obviado. Porque tu shunt para el medidor está a +50 V y, por tanto, la tensión que tendrías que medir oscila entre 50 y 50,075 V... Podrías incluso anular el shunt del medidor original: el shunt interno del chip es de 1.12 miliohmios...
¡Ah!, y vale la desopilante cifra de un par de euros si puedes esperar al Chino Cudeiro o por 4 euros en la Península (busca ACS712 30A en vendedores de España)...
jon, ea2sn
Esta solución le iba a decir tambien a Enio. Los hay de 30amp.
No vale la pena reinventar la rueda; o eso opino par este caso.
EA3FNM
ex-ec3ccq
Pedro
Barcelona
ea3fnm@gmail.com
¡Ostras...! De lo que uno se tiene que enterar, menos mal que están los foros y los foreros caritativos. Muchas gracias Jon, siempre al quite. Te debo una más. Gracias también Pedro por la intención.
Voy a ver si encuentro algún circuito adecuado pues supongo que necesitará componentes discretos.
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73, Enio
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Err.....y poner el shunt en el retorno? (polo negativo antes de cerrar el circuito?)......
no seee!
EA3IO
Manuel Aleu
Un poco difícil Manuel puesto que las Fuentes de los MRF150 están unidos directamente a la masa o retorno. Ya he pedido un par de circuitos con el ACS712. Lo cierto es que hacen sencilla la construcción de un amperímetro digital. Incluso he encontrado un buen tutorial con el funcionamiento, corrección de ruido y ajuste así como los cálculos, así que resuelta (sobre el papel) la parte del hardware.
He comprado el 50% de las acciones de una impresora 3D Ender, así que estoy diseñando el bisel para el soporte de del display que espero que quede elegante. Por cierto, estoy utilizando el programa Fusion 360 de Autodesk para el diseño de objetos 3D, potente pero algo complejo, ¿algón colega usa impresora 3D?, ¿Con qué programa?
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73, Enio
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Hola Enio, en cuanto al tema de la impresión 3d, yo estoy utilizando el software freecad, gratuito y con licencia open publication licence o sea que puedes utilizarlo libremente sin que tengas que dejar un pastón en licencias. Hay tutos a montones pero destacan por su calidad los del amigo obijuan (un gran tipo) mira un poco los tutos y si te interesa pues instalas y pruebas. Saludos y buenas impresiones (en 3d)
EA1EYE - Fernando
OK Fernando, muchas gracias, tengo el programa y he visto un par de tutos cortos de Obijuan. Tiene muy buena pinta, pero al final he decidido seguir con Fusion 360 de Autodesk con una licencia gratuita de tres años para usos no "pofesionales". Además, no me ha quedado más remedio porque es la que utiliza mi "socio". Lo cierto es que me estoy acostumbrando y es realmente potente, ya he terminado mi primer sketch, ahora estoy intentando ver la mejor manera de embutir roscas metálicas M3, creo que me voy a decidir por la inserción por calor.
Ya tengo en mi poder un par de ACS 712, lo estoy probando y funciona de acuerdo con lo previsto. Ahora me surge una duda:
Al probarlo en el circuito, veo que el consumo varía en SSB y en CW. He leído algunos consejos sobre la toma de muestras y se recomienda tomar algunas muestras para eliminar el "ruido" de la entrada analógica de Arduino. Unas 200 muestras llevan unos 50ms, ahora bien, marcar el consumo en tiempo real sería absurdo o imposible de seguir, la información tiene por objeto monitorizar el consumo, pero ¿cuál es el consumo significativo?, ¿la media de una muestras de 200 muestras o el pico más alto de la muestra o el pico máximo de, digamos, un segundo?
No encuentro literatura para sentar un criterio, lo cierto es que con el Arduino me permite hacer todo en tiempo real.
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73, Enio
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Bueno estoy terminando el circuito que va a sustituir el medidor analógico del lineal por uno digital. El uso del chip ACS 712 resuelve el principal problema que tenía para medir la caída de tensión en un shunt calibrado para leer el consumo del PA.
Ahora bien, los módulos chinos (¿cómo no?) que hay en el mercado tienen un fallo (chapuza cudeira) garrafal. Hay módulos para 5A (básico), 20A y 30A. Estos módulos, incluidos el de 30A, llevan un shunt externo calibrado al que se conecta una clema para el circuito impreso que ¡soporta únicamente hasta 15A!
Al montarlo te puedes encomendar al santo del cacharreo y pensar que las tolerancias van a jugar a tu favor, que es un espacio corto y que no se va a quemar fácilmente (Murphy mediante), pero es que, además, como es lógico, los cables que transportan esa cantidad de amperios no caben en las bornas de la clema. He tenido que hacer una ñapa añadiendo un conector de cargador de dron con un trozo de cable de un par de centímetros de menor sección.
No encuentro más soluciones que implantar este sistema y hacer una novena, cambiar la clema con el riesgo de dañar el shunt exterior o volver a la idea inicial de poner un shunt calibrado ortodoxo.
Agradecería experiencias o en su defecto opiniones e ideas.
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73, Enio
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Enio:
si te fijas en la hoja de datos no hay "shunt" externo. La corriente pasa por dentro del chip, donde está el sensor de efecto Hall entrando por las patillas 1 y 2 y saliendo por las patillas 3 y 4.
Si las clemas de tu módulo no admiten el cable que necesitas para tu aplicación cambia las clemas o suelda directamente a las pistas los cables.
Hay otros diseños con otros tipos de clemas, pero en todos ellos se ve claramente que no hay shunt externo y que la corriente pasa por el chip:
jon, ea2sn
Jon, EA2SN / AE2SN
... el que lee mucho y anda mucho vee mucho y sabe mucho. (Don Quijote, libro segundo, capítulo XXV)
Examinador Voluntario para la FCC (EE. UU.) con los VEC GLAARG y ARRL
Gracias Jon, voy a destripar uno de los dos para ver si puedo ponerle un bornes más adecuados aunque creo que me va a faltar cobre. He visto la fábrica czh labs y tienen montajes hasta para 150A, por el aspecto, quizá más orientados a la electricidad que a la electrónica parecen bien elaborados y un poco caros.
He revisado la nube y he encontrado este módulo quizá más adecuado para lo que necesito
Tienes razón, no hay un shunt externo para diferentes medidas, me ha despistado alguno de los esquemas que he visto. También debo revisar los componentes discretos que llevan los módulos.
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73, Enio
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Gracias a la ayuda recibida he podido terminar el proyecto (por ahora). El instrumento está colocado y funcionando en un HF62, pero creo que tiene averiado el PA y debo enviar a reparar. He compartido la experiencia en mi web por si le es de utilidad a algún compañero pues la idea y su realización puede servir para sustituir un instrumento analógico por otro digital, quizá no más preciso pero sí más claro.
Para realizar la modificación es necesario conocer los puntos de donde toma las lecturas el instrumento digital. Cuando no es posible calcular con fórmulas matemáticas la potencia de salida, se puede emular virtualmente un medidor de potencia externo que será tan preciso como el medidor utilizado y el método de captura de datos.
El costo de un instrumento digital puede ser inferior a los 10 euros en materiales sin contar la impresión del bisel. Ha sido un trabajo divertido aunque con el consiguiente cabreo porque ha servido para saber el que el PA está averiado.
https://enioea2hw.wordpress.com/2019/07/07/instrumento-digital-con-arduino-para-el-hf-62/
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73, Enio
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