如何使用51单片机配合ADC实现1~1000ma级电流检测?

ID:884307 · 发表于 2021-2-15 18:54

如题, 我个人的思路是使用0.01欧的精密采样电阻, 通过测量电阻两端的压降, 再将这个电压值经过运放放大后输入ADC, 实现测量电流的效果
这个采样电阻的压降值的变化会很大, 当电流为1ma时, 其压降为0.1mv, 但当电流为1000ma时, 压降则增大到10mv
压降的范围在0.1-10mv范围内波动, 而ADC的输入电压仅为0-5v左右, 这就需要运放的放大倍数动态调整, 例如当压降为0.1mv时就放大10000倍,
为10mv时就放大100倍
如何实现动态调整ADC的放大倍数呢? 我目前的想法是使用单片机控制模拟开关, 模拟开关上并联几个电阻, 形成可调电阻网络, 作为运放的负反馈
但这个方法实现对我来说有点难度
有没有更好的办法?

还有就是是否存在"电子电位器"? 即可以直接用单片机控制的电位器, 如下图这个人所说, 但我找不到这块芯片的资料

我刚刚学习单片机, 希望各位大佬能帮助我!

ID:155507 · 发表于 2021-2-16 07:00

这个人说错了
MCP41010是单通道8位数字电位器，具有10 kΩ端对端电阻值和SPI串行接口。
256抽头，数字电位器。
有三种总电阻阻值型号，10kΩ、50kΩ、100kΩ。tb上买到的绝大多数都是10kΩ。
三线SPI通信。

有没有更好的办法?

MCP41010和其他运放搭建PGA使用很不方便。一开始我使用MCP41010就这么用的，后来换为了专用PGA集成芯片。
使用ADI的PGA LTC6912CGN-2 程控放大器，PGA可编程增益放大器，可调增益运放电路

起初是用分立芯片搭的，MCP41010数字电位器 + 反相放大器，效果一般。
使用起来比较麻烦。主要原因是 MCP41010只能单电源供电，运放可以用双电源供电。但由于 MCP41010单电源的原因，输入信号 <-0.7V的波形会有损失。几乎没有什么优势可言。

ID:403593 · 发表于 2021-2-16 11:02

同样的想法！

但是我的想法更狠，我想要的是1uA到1A的量程，1uA到100uA一档，100uA到100ma一档，100ma到1A一档，用几个小信号继电器分档，用7705做ADC，51单片机读取7705的数据，整体就是一个高精度表头。有兴趣可以一起讨论讨论~~

ID:155507 · 发表于 2021-2-16 19:19

大多数电流测量设备（例如电流面板仪表）仅适用于低压侧测量。这意味着除非您不希望涉及电池，否则必须将测量电阻器粘在目标接地和真实接地之间。

由于电阻两端的电压降与电流消耗成正比，因此这意味着接地参考会随着电流的变化而变化。具有偏移的接地参考会导致许多电路出现问题。

INA219B芯片更加智能-即使以3或5V供电，它也可以处理高达+ 26VDC的高端电流测量。它还会报告高侧电压，这对于跟踪电池寿命或太阳能电池板非常有用。

精密放大器测量0.1欧姆，1％检测电阻两端的电压。由于放大器的最大输入差为±320mV，因此它可以测量高达±3.2A的电流。使用内部12位ADC，±3.2A范围内的分辨率为0.8mA。将内部增益设置为div8的最小值时，最大电流为±400mA，分辨率为0.1mA。高级黑客可以删除0.1欧姆的电流检测电阻器，并用自己的电阻器替换以改变量程（例如，使用0.01欧姆来测量32安培，分辨率为8mA）。

ID:884307 · 发表于 2021-2-17 10:22

angmall 发表于 2021-2-16 19:19
大多数电流测量设备（例如电流面板仪表）仅适用于低压侧测量。这意味着除非您不希望涉及电池，否则必须将 ...

非常感谢, 居然有这么好的解决方案!
作为初学者, 很多时候是自己的见识太窄, 导致我花很多不必要的功夫

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