Измерение пульсирующего тока микроконтроллером

Эй Джей: MPPT повышает эффективность утилизации энергии от солнбатареии на 20-30% по сравнению с простым ее подключением на нагрузку.

Т.е. разный ток нагрузки на солнечную ботарею при одинаковой освещённости приводит к разному КПД батареи? Ну тогда если речь о 10 - 30% то не заморачивайтесь с точностью до 0,1%, ведь нужно всего лишь определить количественно при каком алгоритме получается максимальная мощность от батареи, и главное иметь стабильную погрешность по всему диапазону измеренения… так что ставьте RC цепочку, измеряйте средний ток за период, и измеряйте среднее напряжение от начала протекания тока до конца протекания тока если напряжение у вас на протяжении времени протекания тока изменяется значительно, т.е. более 3%, если напряжение не изменяется то тогда его усреднять не нужно…

Теперь понял… так бы сразу и написали…

Эй Джей: С напряжением (уже писал) вроде разобрался как надо сделать, с током не понимаю пока - вроде бы солнбатарея сама источник тока (не напряжения), тогда получается пульсаций тока (зависящих от ШИМ) практически не будет, с другой стороны вроде бы режим КЗ включается - значит ток обязан скакать????

Вы забываете о том что батарея источник тока не идеальный, она только похоже на источник тока, и самое главное вы забываете то что в индуктивности ШИМ преобразователя ток нарастает от нуля до х,ххА по экспоненте, и врем нарастания тока зависит от напряжения приложенного к индуктивности… так что в итоге и напряжение и ток у вас будут изменятся…

Pitty: Наверное всё-таки имеет значение на каком периоде усреднять... Вообще, вопрос очень интересный В)

Сумбурно вы выразились… На всём периоде нужно усреднять, на то он и средний ток, если вы нарисуете пульсирующий ток и постоянное напряжение и найдёте пульсирующую мощность… потом эту мощность усредните во времени... то вы получите то что мы ищем, но зачем напрягать АЦП и МК? Ведь можно усреднить ток и умножить его на напряжение, и мы получите туже самую среднюю мощность. Так что вот…

Pitty: частота сигнала будет значительно выше (наивысшая частота гармонических составляющих. В теории она будет равна бесконечности).

Жаль практика с идеализированной теорией расходится… Забейте вы на эти гармоники, гармоники применяют в мат анализе, при решении нашей задачи нам они ни к чему… И не пугайтесь вы этой бесконечности, бесконечности не существует в природе, она существует только в математике, и потом ни один элемент цепи в данном преобразователе не даст идеальный меандр, а нет идеального меандра нет и идеальной бесконечности… Учитывать бесконечность нужно когда вы погрешность хотите получить равную нулю… А оно нам надо? Емкость после резистора будет интегрировать все гармоники которые ниже частоты собственного резонанса применённого конденсатора, а это довольно высокая частота от 1МГц до 10МГц, всё что выше тоже будет поглощаться индуктивностью проводов, и лишь очень малая часть сигнала колеблясь между индуктивностью и ёмкостью будет излучатся в пространство… так что всё там получится, нужно просто в дебри не лесть…

Link: не заморачивайтесь с точностью до 0,1%
Не заморачиваюсь, по апноуту AN1211 Maximum Power Solar Converter от Микрочип - они вообще только старшие 8 бит используют.
Link: ставьте RC цепочку
Извините, наверно глупый вопрос - на выход MAX4372F ставить R и C в параллель, затем одним выводом на вход АЦП, вторым на землю, или R и C в параллель и в разрыв между ОУ и входом АЦП.

Link: в итоге и напряжение и ток у вас будут изменятся
Вот это и напрягает )))

Эй Джей: на выход MAX4372F ставить R и C в параллель, затем одним выводом на вход АЦП, вторым на землю, или R и C в параллель и в разрыв между ОУ и входом АЦП.

Дааа… Ваше счастье что мне на работ делать не чего… Так… сразу после МАХ с её выхода ставите последовательно входу АЦП резистор номиналом 1кОм, параллельно входу АЦП ставите конденсатор электролит 100мкФ и параллельно входу АЦП ставите ещё керамику или плёнку на 1мкФ, если вам важны габариты, то можно резистор увеличить до 10кОм а конденсатор поставить плёнку или керамику на 1мкФ.. . Всё… А вот с напряжением будет проблема, на сколько проседает напряжение когда у Вас ток протекает в индуктивности? У вас осциллограф есть?

Link: Ваше счастье
Спасибо ))) Я вообще-то любитель, не серчайте на меня строго)))
А электролит 100мкФ не многовато будет? Мне кажется 1 мкФ надо и от помех 0.1 мкФ

Эй Джей: А электролит 100мкФ не многовато будет?

Давайте считать Fcp=1/2*pi*R*C=1/2*3.14*1000Ом*0,0001Ф =1,6Гц, Вроде бы как слишком низкая частота среза, но заморочка в том что для АЦП в МК чем ниже выходное сопротивление измеряемой цепи тем стабильней измерения АЦП, т.е. очень редко будет плавать младший разряд. Хотите ставьте 10мкФ, тоже в принципе будет достаточно, но 1 мкФ это маловато, т.к. ток у вас пульсирующий, и коэффициент заполнения у вас может плавать в широком пределе, короче без конкретной схемы и конкретных величин тока и напряжения нельзя что либо точно посчитать, и говорить о достаточности, короче чем выше ёмкость тем дольше будет устанавливаться среднее значение пульсирующего тока, но и тем стабильней будет напряжение на конденсаторе… Легче собрать схему и подобрать номинал который удовлетворит вашей потребности…

Эй Джей: Я вообще-то любитель,

Тогда зачем в профиле писать инженер?

Link: зачем в профиле писать инженер
Правда инженер, но не электронщик.

Спасибо за помощь!!!

Link: Pitty: Наверное всё-таки имеет значение на каком периоде усреднять... Вообще, вопрос очень интересный В)

Сумбурно вы выразились… На всём периоде нужно усреднять, на то он и средний ток, если вы нарисуете пульсирующий ток и постоянное напряжение и найдёте пульсирующую мощность… потом эту мощность усредните во времени... то вы получите то что мы ищем, но зачем напрягать АЦП и МК? Ведь можно усреднить ток и умножить его на напряжение, и мы получите туже самую среднюю мощность. Так что вот…

Так я про что и говорю. Подобрать период АЦП к периоду ШИМ не очень просто, чтобы все отсчёты попадали ровно в нужные нам точки периода тока.
А вот если пульсирующий ток усреднять и потом считать его за постоянный (т.е. брать среднее значение, а не действующее), то это будет не одно и то же, может быть погрешность будет невелика, но она будет точно. Т.к. усреднение - это сумма на период, а действующее - корень из суммы квадратов. Т.е. если даже берём только положительное напряжение, всё равно будет ошибка. Я как-то в маткаде считал, уже не помню, но погрешность была для меня не примлемой (хотя мне 5% хватало в принципе). Правда я выпрямленную синусоиду.
Мощность средняя и мощность активная потреблённая имхо будут разными величинами. Погрешность надо в каждом конкретном случае просчитывать.
Недавно прочитал, как TI рекомендует мерить мощность: последовательно оцифровывать канал напряжения и тока, при этом значения напряжения брать предыдуще и последующее... в общем у них там какой-то запатентованный алгоритм, не вчитывался сильно, но они на 14 битах получают таким макаром точность при 1000 отсчетах на период что-то меньше 0.2%... Офигительно.

А с какого U берётся измеряемый ток? U1 или U2?
Просто после U2 ток будет более-менее постоянным
И мне опять кажется, что надо поставить конденсатор на входе преобразователя, т.к. в моменты, когда ключ отключен у преобразователя, энергия солнечной батареи тратится впустую (в смысле - в это время элементы батареи могли бы работать, а не прохлаждаться).
Было бы очень хорошо увидеть осциллограммы.

Спущу тему на грешную землю.
Все эти измерения с огромной точностью - оно конечно хорошо. Вот только "Мы не в Техасе", т.е. не в Средней Азии, не в пустыне. И первая же проползшая по небу тучка всю точность отправит в пешее эротическое...
Поэтому прежде чем разбираться с частотой измерения, точностью и т.п. неплохо бы разобраться - на что наводим-то? Устойчивость как обеспечиваем?

Pitty: Зато в даташите на мегу есть параметр: полоса пропускания входного тракта АЦП - 32 кГц.
Где?
"By default, the successive approximation circuitry requires an input clock frequency between 50 kHz and 200 kHz to get maximum resolution. If a lower resolution than 10 bits is needed, the input clock frequency to the ADC can be higher than 200 kHz to get a higher sample rate."
На 200 кГц имеем 1.5 такта на выборку с точностью 0.1 %. 15 kSps. При полосе 32 кГц такое невозможно. Даже если мерять ее на уровне 0.9 а не 0.707.