高手进，单片机采集市电电压和蓄电池电压

只看该作者 · 2017-9-13 11:03

本帖最后由 shxliao 于 2017-9-13 11:05 编辑

我想要用单片机采集市电的电压有效值和VCC的电压值，不知道地线接的对不对，这个电路这样接可以吗？
其中VCC和VSS是蓄电池的正负极，蓄电池降压给单片机供电，主要是市电那块不知道接的对不对，请教了一下人，有的说市电与蓄电池不共地，无法采样，有的说，运放有虚短加差分电路是可以采样，或者有没有更好的办法实现这个功能，请大神给我分析分析，不考虑用互感器，应为体积大

2万 · 2017-9-13 11:11

可以测量，但是你的运放电路是错的。
1、GND和VSS连在一起吗？
2、运放的工作点不对，单电源，差分参考电压一般要接2.5V。

只看该作者 · 2017-9-13 11:23

市电或可考虑用光耦隔离，后接跟随器；
电池分压后，必要的话也可接个射极跟随器。

电路全部有电池供电。
电池电压较高（如24V）、+5V 电流较大（超过 100mA）时，
+5V 电源宜考虑 DC-DC 方案。
主要考虑点是功耗（效率）和电路可靠性。

只看该作者 · 2017-9-13 11:54

gx_huang 发表于 2017-9-13 11:11
可以测量，但是你的运放电路是错的。
1、GND和VSS连在一起吗？
2、运放的工作点不对，单电源，差分参考电压 ...

没有连在一起啊，看清楚点啊，运放工作是双电源啊正负2.5V

只看该作者 · 2017-9-13 11:55

Jack315 发表于 2017-9-13 11:23
市电或可考虑用光耦隔离，后接跟随器；
电池分压后，必要的话也可接个射极跟随器。

功耗确实是要考虑的问题，光耦线性很差应该不能用做采样的

只看该作者 · 2017-9-13 12:23

交流采样不隔离很危险！不光是设计者自己，用户的安全你也必须考虑！负责！
而且交流没经过精密整流，你怎么测量其有效值？用高速AD采样，再用软件计算？
光耦有很多种，其中一种就是解决这类问题设计的，称为线性光耦！
电池直接采样也不是不行，但取样电阻应该设计大一点，避免无端耗费电池能量。

2万 · 2017-9-13 12:59

shxliao 发表于 2017-9-13 11:54
没有连在一起啊，看清楚点啊，运放工作是双电源啊正负2.5V

有你这样设计原理图的吗？
GND网络和VSS网络，怎么可以叫别人免费的还看仔细一点，你自己先规范一点呀。
+5V，不可以2个TL431串联的，你不怕431烧掉，或者不稳定？
GND网络应该改一下网络名，比如VREF。

2万 · 2017-9-13 13:04

另外，作为实用的电路，差分放大，最好加低通滤波，防止干扰。
LM358，不适合2.5V中点的放大，5V时最高输出才3.5V左右，改为LMV358轨到轨的运放比较好。

只看该作者 · 2017-9-13 13:16

shxliao 发表于 2017-9-13 11:55
功耗确实是要考虑的问题，光耦线性很差应该不能用做采样的

不急着否定……有单片机在，这或是一个可行的方案。

只看该作者 · 2017-9-13 13:47

gx_huang 发表于 2017-9-13 12:59
有你这样设计原理图的吗？
GND网络和VSS网络，怎么可以叫别人免费的还看仔细一点，你自己先规范一点呀。
...

431怎么会烧掉呢？给个烧掉的理由！至于GND网络名，只是参考点名称而已，我相信没有人看不懂吧

只看该作者 · 2017-9-13 13:48

gx_huang 发表于 2017-9-13 13:04
另外，作为实用的电路，差分放大，最好加低通滤波，防止干扰。
LM358，不适合2.5V中点的放大，5V时最高输出 ...

这点建议还是比较中肯，轨到轨的运放确实会比较好

只看该作者 · 2017-9-13 13:52

hab2017 发表于 2017-9-13 12:23
交流采样不隔离很危险！不光是设计者自己，用户的安全你也必须考虑！负责！
而且交流没经过精密整流，你怎 ...

采集50hz的频率，不需要高速AD，线性光耦请列举一个出来，线性光耦，温度影响很大吧

只看该作者 · 2017-9-13 13:54

Jack315 发表于 2017-9-13 13:16
不急着否定……有单片机在，这或是一个可行的方案。

期待你的高见

只看该作者 · 2017-9-13 14:19

楼主神通广大，法力无边！

只看该作者 · 2017-9-13 14:38

kongmingdeng 发表于 2017-9-13 14:19
楼主神通广大，法力无边！

我不怕你们笑，我不懂就是不懂啊

只看该作者 · 2017-9-13 14:39

shxliao 发表于 2017-9-13 13:54
期待你的高见

线性光耦网上应该能搜到。不过和普通光耦相比，不知道价格是否更贵。
如果两者相当，自然选用线性光耦。

普通光耦无论其传输特性如何，只要可以表示成单调函数即可。
如果传输特性可以表示为某个初等函数，
则用单片机计算其反函数就可以得到一个线性的结果；
否则可以在单片机里储存一个表，给出 N 个点的传输特性关系，
利用插值的方法即可得到任意点的对应值。

利用单片机进行计算的方法的优点是没有线性光耦的约束要求；
缺点是需要一定的内存及计算时间。

作为测量，每个产品都需要校准。
从这个意义上说，单片机内总是要有这样一个表。

只看该作者 · 2017-9-13 15:03

【线性关系的校准示意性例子】
用一稳压电源，从最低电压（15V）到最高电压（30V）递增。
用仪表测出稳压电源的输出值，同时用软件读出单片机 ADC 的读数：

用 Excel 做线性回归：

这样就得到了 ADC 读数与电源电压的关系。

不同的样品，其回归系数会有差异。
在单片机内部，只要储存相应的回归系数即可。
在这个例子中即为 0.197 和 5.725 这两个回归系数。

只看该作者 · 2017-9-13 15:21

理论可行，但实际可行性几乎为零。直接引220V到板子上，干扰很大的，系统会很不稳定，而且这样太危险了，反正我是不敢去碰你这个板子，另外你的器件也扛不住啊。要么直接整理后再测，要么用隔离变压器变压后在测，看你喜欢那种咯。

2万 · 2017-9-13 15:22

shxliao 发表于 2017-9-13 13:47
431怎么会烧掉呢？给个烧掉的理由！至于GND网络名，只是参考点名称而已，我相信没有人看不懂吧 ...

5V输入电压，会有误差，TL431是参考源，并联稳压，单个接近2.5V，2个是5V，万一7805输出电压高一些，TL431的电流也许很大。没有见过这么设计的。

2万 · 2017-9-13 15:28

即使不烧TL431，也得考虑你的设计是稳定的，电流基本一致的。
不要有些板子静态电流10毫安，有些100毫安的。
建议你仔细看看TL431的数据手册。
关于网络名，原理图是要让别人看得懂，一眼看懂。
倚老卖老不对，年纪轻轻自以为是肯定更不对。

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