Monitor mocy prądu stałego (32 V/2 A) z alarmem

Monitor mocy prądu stałego (32 V/2 A) z alarmem
Pobierz PDF Download icon
Uniwersalny układ przetwornika moc/napięcie o szerokim zakresie mierzonej mocy, ustalanym doborem kilku elementów zewnętrznych. Wynik pomiaru jest przetwarzany na napięcie stałe, które może być mierzone za pomocą przetwornika A/C lub miernika wychyłowego. Monitor ma wbudowany komparator o progu zadziałania ustalanym potencjometrem wieloobrotowym, którego można użyć do sygnalizowania przeciążenia.

Monitor zbudowano w oparciu o układ scalony LT2940. Ma on wbudowaną moduł mnożący dwa sygnały, obliczający moc z definicji P=U×I. Jedno z wejść służy do pomiaru prądu z bocznika (I±) o czułości minimalnej 0,2 V, a drugie do pomiaru napięcia z dzielnika (V±) o maksymalnym zakresie 8 V. Optymalne warunki pracy modułu mnożącego zawierają się w zakresie 0,4 V2, co umożliwia dobór zakresu mierzonej mocy i optymalizację strat w rezystorze pomiarowym. Sygnałem wyjściowym układu jest prąd (Pmon) w zakresie do 200 mA. Do dyspozycji jest także wyjście z przetworzonym prądem (Imon) oraz komparator umożliwiający sygnalizację przekroczonego progu mocy lub prądu.

Schemat ideowy modułu monitora mocy pokazano na rysunku 1. Prototyp służy do pomiaru mocy pobieranej z akumulatora o napięciu 24 V, ale może też służyć do innych zastosowań, w których napięcie zasilania zawiera się w granicach 6…32 V, a prąd obciążenia 0…2 A. Akumulator jest dołączony do wyprowadzeń 1–3 gniazda PMON, obciążenie do wyprowadzeń 2–3. Wyprowadzenie 3 to masa układu pomiarowego. Rezystor R1=25 mV/2 W jest bocznikiem prądowym. Dla zmniejszenia strat założono czułość wejścia pomiaru prądu wynoszącą 50 mV, (współczynnik przetwarzania prądu ki=R1=0,025 V). Dzielnik R3/R4 ustala czułość wejścia pomiaru napięcia na 8 V (współczynnik przetwarzania napięcia ku=R4/R3+R4=0,25). Zakres mierzonej mocy to 64 W. Rezystor R6 służy do konwersji prądu na napięcie odpowiadające mocy (w modelu 0…5 V). Równolegle do rezystora R6 dołączono dzielnik R7/R8, RV1 ustalający próg sygnalizacji przekroczenia mocy. Wpływ dzielnika musi być uwzględniony w konwersji. W wypadku wykorzystania miernika wychyłowego (o czułości 200 mA) rezystor R6 służy do dopasowania zakresu dla ustrojów pomiarowych o czułości większej od 200 mA. Napięcie po konwersji POUT oraz wyjście komparatora mocy (OC) doprowadzone są do gniazda OUT, próg zadziałania komparatora to 1,24 V. Rezystor R5 ogranicza traconą moc w U1, gdy napięcie zasilania jest wyższe od 15 V i może zostać zastąpiony zworą przy napięciach niższych.

Moduł zmontowany jest na niewielkiej płytce drukowanej. Rozmieszczenie elementów pokazano na rysunku 2. Moduł nie wymaga uruchamiania – istotny jest tylko dokładny dobór rezystorów ze względu na dokładność przetwarzania. Łatwo, przez dobór wartości elementów, moduł można dostosować do pomiaru mocy w innych zakresach. Szczegółów należy szukać w nocie aplikacyjnej LT2940.

Adam Tatuś, EP

Artykuł ukazał się w
Elektronika Praktyczna
styczeń 2018
DO POBRANIA
Pobierz PDF Download icon

Elektronika Praktyczna Plus lipiec - grudzień 2012

Elektronika Praktyczna Plus

Monograficzne wydania specjalne

Elektronik kwiecień 2021

Elektronik

Magazyn elektroniki profesjonalnej

Raspberry Pi 2015

Raspberry Pi

Wykorzystaj wszystkie możliwości wyjątkowego minikomputera

Świat Radio kwiecień - maj 2021

Świat Radio

Magazyn krótkofalowców i amatorów CB

Automatyka Podzespoły Aplikacje kwiecień 2021

Automatyka Podzespoły Aplikacje

Technika i rynek systemów automatyki

Elektronika Praktyczna kwiecień 2021

Elektronika Praktyczna

Międzynarodowy magazyn elektroników konstruktorów

Elektronika dla Wszystkich maj 2021

Elektronika dla Wszystkich

Interesująca elektronika dla pasjonatów