Zaloguj się
Wszystkie
15 października 2025
7
- funkcje: pomiar napięcia, prądu i mocy DC,
- liczba kanałów: 3,
- zakres pomiaru napięcia: 0...32 V,
- zakres pomiaru prądu: 0...5 A (konfigurowalny – patrz tekst),
- rozdzielczość przetwornika ADC: 11 lub 14 bitów,
- zasilanie układu: 3,3 V (z Raspberry Pi),
- pobór prądu: 450 μA (odczyt)/15 μA (uśpienie).
Moduł zbudowany jest w oparciu o specjalizowany układ monitora mocy PAC1921 firmy Microchip.
Pomiar odbywa się po stronie dodatniej szyny zasilania (tzw. tryb high–side). Napięcie jest mierzone bezpośrednio na wyprowadzeniu SENSE+, w zakresie 0...32 V z możliwością programowego ustalenia dodatkowego wzmocnienia (×1, ×2, ×4, ×8 lub ×32). Prąd mierzony jest metodą pośrednią poprzez pomiar spadku napięcia na rezystorze pomiarowym, podłączonym pomiędzy wyprowadzenia SENSE+/– wbudowanego wzmacniacza różnicowego. Maksymalny zakres mierzonego spadku napięcia VSENSE to 100 mV. Wbudowany wzmacniacz o programowanym w ośmiu stopniach wzmocnieniu (×1, ×2, ×4, ×8, ×16, ×32, ×64, ×128) umożliwia realizację zmiany zakresów, bez konieczności stosowania dodatkowych elementów zewnętrznych. Istnieje także możliwość użycia rezystora pomiarowego o możliwie najmniejszej wartości, w celu minimalizacji strat mocy i spadku napięcia na układzie pomiarowym. Jest to szczególnie istotne w aplikacjach, w których mierzony jest prąd pobierany z baterii lub akumulatora.
Oba tory wzmocnienia sygnalizują przekroczenie dopuszczalnego zakresu ustawieniem odpowiednich flag w rejestrach, co ułatwia programową obsługę zmiany wzmocnienia. Napięcia uzyskane w części analogowej przetwarza wbudowany konwerter ADC o rozdzielczości ustawianej przez użytkownika na 11 lub 14 bitów, zaś pomiar mocy realizowany jest programowo. Możliwa jest filtracja sygnału i wybór czasu integracji. Układ PAC1921 konfigurowany jest poprzez magistralę I²C i obsługuje do 16 adresów ustalanych poprzez dobór wartości rezystora podłączonego do wyprowadzenia ADDR_SEL. Układ ma wyprowadzenie !READ/INT umożliwiające sprzętowe sterowanie pomiarami i synchronizację kilku układów w ramach większego systemu. W aplikacjach realizujących np. zabezpieczenia przeciążeniowe, w których niedopuszczalna jest zwłoka związana z odczytem danych przez magistralę I²C, możliwe jest zastosowanie konfigurowalnego wyjścia analogowego, na które może zostać wyprowadzona zmierzona wartość napięcia, prądu lub mocy.
Schemat modułu pokazano na rysunku 2. Zastosowano trzy identyczne bloki pomiarowe oparte na układach PAC1921. Mierzone napięcia doprowadzone są do złącz MTRA...C, pomiędzy wyprowadzenia 1 (INx) i 2 (GND). Obciążenia podłączono do wyprowadzeń 3 (OUTx), 2 (GND). Rezystory pomiarowe RSx o wartości 20 mΩ/3 W umożliwiają pomiar prądu w zakresie 0...5 A. Magistralę I²C doprowadzono do wszystkich układów, zaś adresacja odbywa się poprzez zmianę wartości rezystora Rx2, podłączonego do wyprowadzenia ADR każdego układu, zgodnie z kartą katalogową. W modelu układy dostępne są kolejno pod adresami 0x4C, 0x4D, 0x4E. Równolegle podłączone wejścia !RD/INT umożliwiają sprzętową synchronizację układów sygnałem INT. Układy zasilane są napięciem 3,3 V, pobieranym ze złącza GPIO Raspberry Pi.
NAPISZ DO AUTORA
Facebook
Twitter
Linkedin
Kup teraz
