Como medir tensões acima de 5V com eficiência?

[Fabio_Jerena]

Pessoal, dei uma pesquisada no fórum sobre multímetros feitos com PIC e não achei nada conclusivo...
Como eu meço tensões maiores que 5V num PIC tipo o 16F877A por exemplo, eu poderia usar resistores de precisão e fazer um divisor de tensão com uns 4 ou 5 resistores iguais (precisava de um voltímetro que medisse até uns 30 volts com relativa precisão).
Na verdade eu quero fazer um Wattímetro (então minha idéia era fazer um voltímetro, fazer um amperímetro usando o A/D do PIC e multiplicar os dois valores). Um projeto simples mas que tivesse alguma precisão (0,1 watt está ótimo...).
Não sei se um circuito com Amp. Op tb poredia me ajudar, aceito sugestões, com esse valor em mãos vou exibi-lo num LCD...
Muito obrigado!!!

[icaro51]

Eu trabalhei no sistema de controle de um bisturi eletronico que preciva manter a mesma potencia na ponta do bisturi todo o tempo, o que faziamos era pegar a corrente com uma bobininha em volta do fio e a tensao, ambos iam para um divisor (usando resistores de precisao) convertia, o pic fazia as contas e barabim
Como utilizavamos so amostras do sinal usavamos resistrores de 1/4W mesmo.
Espero ter ajudado.
Abraco

[RobL]

Penso nao ter entendido bem a questao.
Para medir 30V ou mais, faça um divisor de tensão de forma que 30 V fique no máximo com 5Vcc na entrada. Se houver risco da tensão subir acima desse valor, proteja a entrada com um zener.
Do resto é refazer o valor do multiplicador por software para o valor obtido no ADC.

[MOR_AL]

Olá Fabio_Jerena.

A sua opção por um divisor resistivo parece boa. Apenas acrescente um trimpot de valor menor que o somatório das resistências, para você poder calibrar a sua tensão para fornecer o valor digital (na saída do CAD) correto.
Por exemplo.
Suponha que você use um divisor resistivo com apenas dois resistores Ri e R0. Ri vai da tensão a ser medida (Vi = até 30V) até a entrada do PIC. R0 vai da entrada do PIC até o Terra. A tensão de entrada do PIC será V0 (até 5V).

Você então tem a relação:

V0 = Vi * R0 / (Ri + R0)

Se V0Máx = 5, e ViMáx = 30, tem-se:

5 = 30 * R0 / (Ri + R0) ou 5 / 30 = R0 / (Ri + R0), ou ainda 1 / 6 = R0 / (Ri + R0).

Temos uma equação e duas incógnitas (Ri e R0), então podemos escolher uma das incógnitas ou acrescentar uma equação.
Vamos limitar a rersistência vista pela entrada do PIC em no máximo 10kOhms. Acho que este é o limite superior para o CAD. Então faço R0 = 10KOhms. Como a resistência vista pelo pino do PIC é o paralelo das duas resistências, então o valor real será menor que 10kOhms, o que é bom. Sendo assim, tem-se agora:

1 / 6 = 10k / (Ri + 10k), ou 6* 10k = Ri + 10k, ou Ri = 50K.

Use Ri = 47k. Como você reduziu 6% o valor de Ri, o valor de R0 deve ser reduzido também pelo mesmo valor, ou seja de 10k para 9k4. Faça R0 = 8k2 + 1k2 e acrescente um trimpot de 1k entre Ri e R0.

Ficando então:

Fonte de até 30V (seu Vi) - Ri = 47k - uma perna extrema do trimpot de 1k - a perna central do trimpot indo para o pino do PIC (seu V0) - a outra perna extrema do trimpot - 8K2 - 1k2 - Terra.

Vi ---\/\/\/\/\--
..........47k......|
...................../
...............1k...\-----V0 (PIC)
...................../
.....................\
.....................|
.....................|
.....................\
...................../ 8k2 + 1k2
.....................\
...................../
.....................|
...................Terra



Aplique 30,0V em Vi e ajuste o trimpot para obter 0xFF (8 bits), ou 0x3FF (10 bits) na saída do CAD.

Não esqueça que ainda tem que escalar este valor. Se você vai multiplicar este valor por outro (wattímetro), deixe para escalar tudo no final.

Espero ter ajudado.

MOR_AL

[Fabio_Jerena]

Onde eu consigo os resistores para esta aplicação, pode ser aqueles resistores de 5 faixas comum????
Não existe algum CI com esta função e com precisão, como são feitos os circuitos profissionais para medição de tensão????

[MOR_AL]

Olá Fabio_Jerena.

Os valores dos resistores não variam muito com a temperatura ambiente. A variação maior é no trimpot. Porém como o trimpot está com um valor bem menor que a soma das resistências esta variação (com a temperatura) seria pequena. Acrescente-se o fator positivo de que o trimpot está no divisor resistivo, com uma parte acima do pino do PIC e outra abaixo. Fica então uma variação relacional, o que reduz o erro introduzido mais ainda.
Os resistores podem ser estes comuns de 5%. O ajuste com o trimpot é que vai corrigir a tensão na entrada do PIC.

Finalmente. Se você quizer eliminar o erro introduzido pelo trimpot, faça o ajuste com ele e depois meça os valores encontrados e substitua por resistores de 5%, mas acho que não será necessário.

MOR_AL

[Fabio_Jerena]

Olá Fabio_Jerena.

Os valores dos resistores não variam muito com a temperatura ambiente. A variação maior é no trimpot. Porém como o trimpot está com um valor bem menor que a soma das resistências esta variação (com a temperatura) seria pequena. Acrescente-se o fator positivo de que o trimpot está no divisor resistivo, com uma parte acima do pino do PIC e outra abaixo. Fica então uma variação relacional, o que reduz o erro introduzido mais ainda.
Os resistores podem ser estes comuns de 5%. O ajuste com o trimpot é que vai corrigir a tensão na entrada do PIC.

Finalmente. Se você quizer eliminar o erro introduzido pelo trimpot, faça o ajuste com ele e depois meça os valores encontrados e substitua por resistores de 5%, mas acho que não será necessário.

MOR_AL

Bom, o voltímetro acho que já tá resolvido, agora o problema é o amperímetro, achei que ia ser mais fácil mas parece ser pior ainda...
Eu ia pegar um resitor shunt e medir a tensão sobre ele, porem essa tensão é muito baixa e a tensão de referencia vale para todas as portas, como vou fazer o bendito Wattímetro, teria que usar duas portas do PIC e ambas medindo tensão...
Alguem pode me ajudar??? Tô achando coisa de outro mundo pois nunca fiz nada parecido, eu queria medir o consumo de bateria de um brinquedo.
Muito obrigado pela ajuda até o presente momento...

[Rinaldo]

Qual a grandeza da corrente que pretende medir? dependendo pode usar um sensor Hall da allegro.

Rinaldo

ps. você também frequenta o forum do e-voo?

[fabim]

bom se voce for usar um shunt de baixo valor e derivar uma tensão baixa que o pic não consiga medir com eficiência.
pode usar um amplificador diferencial X10,100,1000 usando um simples LM358 com fonte simples.
Funciona bem e com variação muito baixa pois o LM358 pra baixas tensões é excelente.

Abraços

Fabim

[Adauto sampaio]

Abaixo tem um esqueminha de medidor com shunt, usando um operacional. Se variar o resistor de ganho, você altera o fundo de escala também.

http://www.sendmefile.com/00576104

[Fabio_Jerena]

Qual a grandeza da corrente que pretende medir? dependendo pode usar um sensor Hall da allegro.

Rinaldo

ps. você também frequenta o forum do e-voo?

É nóis mesmo...kkk
Frequento mais o de Helicóptero, têm uns videos meus e tal... Agora tô prá começar no aero, tô montando uma Zaggi...

[Rinaldo]

Isso seria para medir o consumo dos motres eletricos usados em aeromodelismo?

To com um sensor hall em casa para montar um wattimetro desse para mim mas está faltando tempo.

Rinaldo