Autor Tema: Matemática para medir voltaje  (Leído 5110 veces)

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Desconectado pastito2003

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Matemática para medir voltaje
« en: 17 de Agosto de 2005, 11:26:00 »

Mi pregunta es simple.

Supongamos que tengo una entrada A/D de 10 bits. Esto son 1024 posiciones
en la gama que mide el pic (hasta 5.5 volts).

Entonces tengo 186 divisiones por volt.

Ahora bien, tengo un voltaje a medir, de digamos 200 volts. Para medirlo, hago un
divisor resistivo y lo calculo:

Voltaje de fuente: 200 volts
Voltaje necesitado: 2.5 volts
Corriente de carga: 0.001 amp

Resultado (no voy a dar detalles de la ley de ohm que todos la sabemos):

R2 = 25 K
R1 = 180 K

Ahora bien, hago un seguidor de tensión para no vincular las masas y
resulta que en el pic me muestra, por ejemplo 400, cuando leo el pin al
que está conectado.

Ahora bien, con toda esta data ¿cómo calculo el voltaje que hay antes
del divisor resistivo?


Saludos


Desconectado elreypic

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RE: Matemática para medir voltaje
« Respuesta #1 en: 17 de Agosto de 2005, 22:21:00 »
Que tal espero la info te sirva.

Primero antes que nada necesitas saber la resolucion que tiene el ADC, esto es: ADC de 10bits, lo que significa que tienes una resolucion de 4.888 mV/bit. Esto se obtiene de:

                         ADCres = 5V/1023bit

Ahora lo que necesitamos es realizar un divisor de tension, por lo que modificaremos un poco los valores que propones, para lo cual a escala completa cuando el voltaje amedir sea de 200Vdc, en la salida de del divisor tengamos 5V.

Utilizando la ecuacion para el divisor de tension y tomando R1 = 180K, entonces R2 sera de 4.62K  (para lo cual utilizaremos una resistencia de de valor comercial que es de 4.7K).


Ahora bien como se observa el voltaje a medir se redujo 40 veces, lo que es un valor importante, es decir: relacion de voltaje a medir con voltaje en la entrada al ADC es 40.

Con lo que podemos decir que el voltaje es directamente proporcional a la resolucion del ADC multiplicado por el valor obtenido por el ADC y cuya constante de proporcionalidad es nuestra relacion 40, esto es entonces:

                                       Vmed = Valor del ADC * ADCres * m

Donde:     Vmed es el voltaje que deseamos medir
                 Valor del ADC, es el valor en bits del resultado del ADC cuando ejecuta la conversion.
                  ADCres = 4.888 mV/bit
                  m = 40

Asi entonces si el ADC no entrega un valor de 1023, el valor del voltaje que estamos midiendo sera de:

                               Vmed = 1023 bit * (4.888mV/bit) * 40
                               Vmed = 200.017 V

Con lo que obtenemos un valor bastante aproximado al real.

Ahora bien veamos que pasa si el ADC da como resultado 512bits, entonces:

                               Vmed = 512bits *(4.888mV/bit) * 40
                               Vmed = 100.106 V

Como podemos observar nuestro medidor de voltaje funciona correctamente.

Estas ecuaciones se pueden introducir facilmente al lenguaje C, ya que este maneja variables del tipo flotante, lo que nos ayuda para el valor de la resolucion del ADC que tiene pundo decimal.

Si se usa ensamblador, sera necesario realizar rutinas de punto fijo para poder resolver estas ecuaciones.

Espero te haya servido esta infomacion y hasta la proxima.

El ReyPic
                               

Desconectado pastito2003

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RE: Matemática para medir voltaje
« Respuesta #2 en: 18 de Agosto de 2005, 12:18:00 »

Muy buena respuesta, muchas gracias. Una sola duda:

En el PIC 16F877A, supuestamente el conversor A/D es de 10 bits
y mide de 0 a 5.5 volts?. 10 bits tienen 1024 posiciones (si contamos el cero)
por lo que 5.5/1024 = 0.00537109375.

Pero no puedo encontrar en la hoja de datos dónde dice cuál es el voltaje que
mide el conversor A/D del Pic en cuestión....

Supongo igual que tienes razón...



Saludos

Desconectado antoniof

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RE: Matemática para medir voltaje
« Respuesta #3 en: 18 de Agosto de 2005, 12:35:00 »
El voltaje máximo que le puedes inyectar al PIC es de 5,7V. Una recomendación: NUNCA superes los 5V en la señal analógica de entrada si no quieres turrar el PIC y más si vas a trabajar con tensiones de 200V. Muy recomendable poner un zener de 5.2V y poner la referencia del conversor a VDD. Si al PIC lo alimentas con 5V, el conversor te dará 1023 cuando la señal analógica sea de 5V.

Tendrás una resolución de 5/1024 = 4.8828mV/bit.

Desconectado RaDoN

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RE: Matemática para medir voltaje
« Respuesta #4 en: 18 de Agosto de 2005, 14:07:00 »
Yo particularmente no me gusta trabajar con 10 bits de resolución, uso 8 porque los 2 últimos bits son muy insignificantes, y son mas ruido que otra cosa ... no sirven de nada execpto para ver el valor "bailar" ... Idea
Si juegas contra el mejor, pierdes como los demás.

Desconectado pastito2003

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RE: Matemática para medir voltaje
« Respuesta #5 en: 18 de Agosto de 2005, 14:26:00 »

Muy buenos consejos. Lo de los 200 Volts era un ejemplo teórico, porque en
realidad voy a medir alta tensión de un equipo valvular que estoy construyendo.
Este va a tener aproximadamente 350 volts en placa y esa es la tensión que
voy a medir.

Si, la referencia que uso para el conversor A/D es VDD. Lo del zener no se me
había ocurrido y lo puedo hacer como medida de seguridad. Igual voy a calcular
el divisor resistivo para que al tener tensión normal de trabajo de 2.5 volts
(es decir, 350 volts de placa = 2.5 volts al PIC). Así sería imposible que le
inyecte más de 4 volts (la aislación de los capacitores reventaría mucho antes).


Muchas gracias x los comentarios

Desconectado antoniof

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RE: Matemática para medir voltaje
« Respuesta #6 en: 18 de Agosto de 2005, 14:37:00 »
Si pones tu escala máxima a 2.5V estás perdiendo la mitad de la resolución. Si quieres "curarte en salud" pon dos zener uno de 4.7V y otro de 5.2 y pon la tensión de trabajo máxima de 350V equivalente a 4.5V. Para conseguir mayor resolución en este caso, puedes poner la referencia en vez de interna a VDD, externa y con un potenciómetro ajustarla a 4.5V. Así no pierdes ni un bit de resolución y está protegido el PIC con 2 zener.
Si se te quema es porque le ha caido un rayoSonrisa Gigante


 

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