كيفية عمل autorang voltmeter

اقتباس

لان الهدف من الدائرة هو اخذ قراءات الجهد تلقائيا كل زمن معين (من على مصدر يتغير جهده دوريا مع الزمن) وتسجيلها على الكمبيوتر دون تدخل خارجى(ادمى) .

ما مدى التغير في الجهد ؟

يعني ما هي القيم العظمى والصغرى للجهد ؟

بفرض أن القيمة الصغرى هي صفر , والقيمة العظمى هي 20 فولت , أي ان الفرق 20 فولت (4 أضعاف الجهد الذي يقيسه الـ ADC ) , بالمقاومات نأخذ ربع الجهد فقط , وبعد قرائتها رقميا , اضرب القيمة اللي قريتها في 4 للحصول على القيمة الحقيقية

السلام عليكم

شكرا جزيلا اخى Asm4all

لنفرض ان اقصى مدى للفولت هو 20 , كلامك صحيح ولكننى لو طبقت هذا الكلام على اى فولت اريد قياسه ,مثلا اذا كان الفولت 0.5 وتمت قسمته على 4 بهذه الطريقة ستكون التيجة اقل من حساسية ال ADC وبالتالى سيقرأها صفر !!!

لذلك اريد وضع 3 مقاومات بقيم مختلفة

فاذا كان الجهد المراد قياسه فى المدى صفر-5 فولت لا يمر فى مقاومة

واذا كان من 5-10 فولت يمر فى مقاومة تقلل قيمته للنصف

واذا كان من 10 -15 فولت يمر فى مقاومة تقلل قيمته للثلث

واذا كان من 15-20 فولت يمر فى مقاومة تقلل قيمته للربع

وهكذا....

هذا يمكن عمله بسويتشات خارجية (مثل الفولتميتر العادى)

ولكننى اريد عمله الكترونيا دون اى تدخل خارجى من الشخص الذ يستخدم الدائرة

ارجو ان اكون قد وفقت فى شرح المشكلة,,

اكيد يمكن عمله الكترونيا ولكن اقترح بدل عمل كل هذا , تغير الـ ADC لاخر بدقة 10-bit بدل من 8-bit

10-Bit A/D Converters

السلام عليكم

اقتباس

اكيد يمكن عمله الكترونيا ولكن اقترح بدل عمل كل هذا , تغير الـ ADC لاخر بدقة 10-bit بدل من 8-bit

حل جميل جدا وفكرت فيه :D

بس المشكلة ان ده مشروع التخرج بتاعى , وانا استطعت اقناعهم بتوفير ADC0808 بعد مناقشات ومداولات استمرت شهرين :angry:

ولو رجعت وقلتلهم ان ال IC ده ما ينفعش وعايز غيره , الدكتور ناصر هيرمينى من شباك الدور الخامس فى الكلية :D

ياريت لو عنك اى فكرة عن كيفية تنفيذ ذلك الكترونيا تقللى :rolleyes:

وشكرا جزيلا على اهتمامك وردك,,,

لا يا عم ولا يكون عندك فكره , قول للدكتور ناصر خلي عنك خالص :D

طيب شوف الصورة دي

الطرف اللي فوق على الشمال هو دخل القيمة الانالوج

الثلاث اطراف اللي خارجين على اليمين دول هم اللي هنستخدمهم كدخل للـ ADC

طبعا انت عارف ان الـ ADC فيه 8 قنوات , بنختار بينهم عن طريق 3 أطراف اختيار (ديكودر) .

احنا مش محتاجين أكثر من 3 قنوات من الـ 8

كل طرف هيتوصل بطرف من اللي على اليمين

الطرف الأعلى يمثل قيمة الجهد كاملة

الطرف الأوسط يمثل قيمة الجهد مقسومة على 2

الطرف الاخير يمثل قيمة الجهد مقسومة على 4

طريقة القراءة :

تقرأ من اسفل لأعلى ,

بحيث , لو القيمة اقل من 2.5 فولت تنتقل الى الطرف الأعلى ’ لتأخذ قيمة أكثر دقة

أظن الفكرة واضحة

مثال:

القيمة الفعلية 0.5 فولت

القرائة من اسفل 0.125 فولت ... اقل من 2.5 فولت ننتقل الى الطرف الأعلى

القرائة في الطرف الثاني 0.25 فولت ... اقل من 2.5 فولت ننتقل الى الطرف الأعلى

القرائة في الطرف الأخير 0.5 فولت ... القرائة الحقيقة

مثال:

القيمة الفعلية 6 فولت

القرائة من أسفل 1.5 فولت ... أقل من 2.5 فولت ننتقل الى الطرف الأعلى

القرائة في الطرف الثاني 3 فولت ... أكبر من 2.5 فولت , نتوقف

القارئة الحقيقية هي 2 * 3 = 6 فولت

مثال:

القيمة الفعلية 16 فولت

القرائة من اسفل 4 فولت ... أعلى من 2.5 فولت

القرائة الحقيقية 4* 4 = 16 فوت

السلام عليكم

شكرا جزيلا اخى Asm4all على ردك السريع

فكرة جميلة بجد , وان كنت اتوقع طريقة اخرى عن طريق IC او Comparator او ما شابه

ولكننى اعتقد ان هذه الطريقة تفى بالغرض :D

شكرا جزيلا مرة اخرى

وبارك الله فيك :rolleyes:

السلام عليكم

اخى Asm4all

عند تجريب الطريقة التى ذكرتها ظهرت مشكلة كبيرة

فمثلا فى هذه الطريقة احدى قيم الجهد تدخل على ADC كما هى فمثلا لو كانت قيمة الجهد فى هذه الحالة 20volt فهى ستتسبب فى حرق ال IC (لان كل قيم الجهد المختلفة موصلة بال IC ,وانا لا اريد ان يدخل له اكثر من 5 فولت)

فكرت فى وضع Switch قبل كل مقاومة وابدأ القراءة من اسفل كما قلت ولا افتح السويتش الذى بعده الا اذا وجدت ان قيمة الجهد غير مناسبة لهذه المدى الذى اقيس فيه

وهنا واجهتنى مشكلة اكبر وهى ايجاد Analog Switch مناسب

الترانزستور مشكلته انه يكون هناك فرق جهد بين المجمع والباعث فيتسبب فى تغير الجهد الداخل له

انا اريد ترانزستور ادخل على القاعدة 5 فولت او صفر , فاذا ادخلت 5 يكون الجهد الموجود على المجمع وليكن 12 فولت هو نفسه الذى على الباعث , ولكن الذى يحدث انه اذا كان الجهد على المجمع 12 يكون على الباعث 12.7 وهذا يسبب تغير قيمة الجهد الداخلة

والمشكلة الاخرى فى الترانزستور ان الطرف الموصل بالقاعدة جهده 10M Ohm لاننى اضع Risistors Ladder

حاولت استخدام IC Switch 4066 ولكن مشكلته انه فى حالة الOFF لاتكون مقاومته مالانهاية وفى حالة ال ON لاتكون مقاومته صفر وانما تكون حوالى 100اوم , وهذا بالطبع يسبب لى مشاكل كثيرة فى القياس ويتسبب فى تغير قيمة الجهد المراد قياسها.

اريد حل لهذه المشكلة سواء كان ترانزستور بالمواصفات التى ذكرتها (او طريقة للتغلب على الزيادة التى تحدث فى الجهد) , او بديل لل4066 بدون العيوب التى ذكرتها او اى طريقة اخرى

وانا اسف على الاطالة , وجزاكم الله خيرا :rolleyes:

استخدم الريلاي , وتحمل الحفل الموسيقي المزعج :D

ارى طريقة احمد الاولى ممكنة الحل لكن يجب ان نحدد الحد الاقصى و هذا مثال على 600 فولت كمثال.

على كل ستواجه مشكلة وهي ان دخل ال ADC (المقاومة) سيؤثر على الدائرة و لهذا ربما تحتاج الى BUFFER ( دائرة تكبير بمقدار واحد ) لكل مخرج من 5 و 2.5 و 1.25 لعزل الدائرة عن ال ADC.

السلام عليكم.

الفكرة المطروحة جيدة جدا- عماد الخلي , Asm4all -, و قد كنت استعملتها من قبل في مشروع التخرج لقياس مجموعة من الباراميترات ك الحرارة و الرطوبة و سرعة الريح و ... وكانت كلها تصل إلى ADC على شكل جهود كهربائية.

الحل هو استعمال مبدأ مقسم الجهود :

سيكون الخرج متناسب مع جهد الخل بمقدار Vout = R8/(R8+Rn) * Vin.

قيمة Rn ستتغير برمجيا وفق المعيار الأنسب لقياس Vin .

يمكنك استعمال analog switches مثل CD4051 الذي يحتوي على 8 ممررات تماثلية ذات مقاومات Ron = 80 ohm.

ستقول أن المقاومة الداخلية ستأثر على قرائة الجهود!!

هذا إذا ما استخدمت Ic مباشرة.

الطريقة المناسبة هي أن نستعمل هذا ال IC مع مبدأ مقسم الجهود الذي ذكرته في الصورة أعلاه على هذا النحو:

الرسم أظنه بسيط و واضح.

سيمر الالجهد الداخل عبر مقاومة واحدة فقط من بين المقاومات السبع R7..R1 حسب قيم A,B,C ثم عبر المقاومة الداخلية لل ICcd4051 ثم المقاومة الأخيرة R8 الموصولة ب Gnd.

سيكون الجهد في مخرج x لل CD4051 يساوي R8 / (R8 + Rn +Ron) *Vin

حيث Rn هي المقاومة المختارة من R7..R1 على حسب قيم A,B,C.

و Ron هي القيمة الداخلية للممرر Switch و هي حوالي 80 أوم.

سنختار R8 ذات قيمة كبيرة مثلا 470K. (حاول أن تستعمل قيم أكبر حتى لو كانت من مقدار 1M ohm).

عندها ستكون قيمة Ron=80 Ohm تقريبا ذات قيمة منعدمة مقارنة مع قيمة R8 في الجمع R8 + Ron +Rn.

قيم المقاومات R1 إلى R7 ستختارها وفق Autorange الذي تريد القيام به.

في الرسم أعلاه سيمكنك القيام ب 8 Ranges.

abc=000 يسكون الخرج هو Vout= Vin.

abc=001 يسكون الخرج هو Vout = R8/(R8+R1) * Vin.

abc=010 يسكون الخرج هو Vout = R8/(R8+R2) * Vin.

abc=011 يسكون الخرج هو Vout = R8/(R8+R3) * Vin.

abc=100 يسكون الخرج هو Vout = R8/(R8+R4) * Vin.

abc=101 يسكون الخرج هو Vout = R8/(R8+R5) * Vin.

abc=110 يسكون الخرج هو Vout = R8/(R8+R6) * Vin.

abc=111 يسكون الخرج هو Vout = R8/(R8+R7) * Vin.

المركب الأخير فقط استعملته ك Buffer.

Data sheet ِCD 4051 CMOS Analog Multiplexers/Demultiplexers

Features
• Wide Range of Digital and Analog Signal Levels
- Digital . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3V to 20V
- Analog. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . £20VP-P
• Low ON Resistance, 125W (Typ) Over 15VP-P Signal Input
Range for VDD-VEE = 18V
• High OFF Resistance, Channel Leakage of ±100pA (Typ)
at VDD-VEE = 18V
• Logic-Level Conversion for Digital Addressing Signals of
3V to 20V (VDD-VSS = 3V to 20V) to Switch Analog
Signals to 20VP-P (VDD-VEE = 20V)
• Matched Switch Characteristics, rON = 5W (Typ) for
VDD-VEE = 15V
• Very Low Quiescent Power Dissipation Under All Digital-
Control Input and Supply Conditions, 0.2mW (Typ) at
VDD-VSS = VDD-VEE = 10V
• Binary Address Decoding on Chip
• 5V, 10V and 15V Parametric Ratings
• 10% Tested for Quiescent Current at 20V
• Maximum Input Current of 1mA at 18V Over Full Package
Temperature Range, 100nA at 18V and 25oC
• Break-Before-Make Switching Eliminates Channel
Overlap

حظا موفقا :D

السلام عليكم

الاخ Asm4all

شكرا جزيلا على ردك

المشكلة انى لو استخدمت ريلايهات هاحتاج 15 واحد لانى عندى 5 للجهد ومثلهم للتيار ودرجة الحرارة

وبالتالى هيكون حفل مزعج بالفعل :D

الاخ عماد الخليل

شكرا على الرد

الحد الاقصى للجهد عندى هو 200 فولت , وانا بالفعل استخدم Resistors ladder بنفس الشكل اللى انت رسمته , ولكن مشكلتى الان فى ان ال ADC لا يتحمل اكثر من 5 فولت تقريبا , ولا اجد Analog switch يتحمل حتى 200 فولت

الاخ ikossan

الف شكرا على تعبك وردك

الحل الذى ذكرته جميل بالفعل , ولكن المشكلة انى اقصى مدة للجهد عندى هو 200 فولت , ولم اجد اى analog switch يتحمل كل هذا الجهد :(

excuse me a have not arabic keybord, and i dont know write in english.
resumé:
diode D1..D4 (1n4148) for protection of CD4052 from negative voltage imput
zener diode Dz1..Dz4 = 4,7Volts is for protection of high voltage.
I use tow Analogic switch multiplexer (CD4052) for reduce the internel resistance Ron.
Calculate the resistors R1..R4 folowing the AutoRange whose you want( value must be  high >= 470kOhm).
Read Vout, if Vout <5 volts (4,7 volts)  the range is ok, else Vout = 5Volts (4,7 volts) you must change for a high range with the commande selection pins A and B. of the Ic CD4052.
 :blink:

السلام عليكم

الاخ العزيز ikossan

جزاك الله كل خير

اعتقد ان هذه الدائرة الاخيرة ستحل المشكلة

انا مش عارف اشكرك ازاى

عموما الف شكر وبارك الله فيك , وان شاء الله اجرب واقلك النتيجة :rolleyes:

hanysaad كتب:

السلام عليكم

الاخ العزيز ikossan

جزاك الله كل خير

اعتقد ان هذه الدائرة الاخيرة ستحل المشكلة

انا مش عارف اشكرك ازاى

عموما الف شكر وبارك الله فيك , وان شاء الله اجرب واقلك النتيجة :rolleyes:

←

أعتذر يا أخي hanysaad المثال الأخير غير صحيح!! لأن كل صمامات زنر ستكون ممررة و ستحصل على 4.7volts في كل المداخل ل CD4052.

يعني انك لن تحصل إلى على حماية للمركب Ic :( .

يبدو أني بدأت بالتخريف و مجال الإلكترونيات بدأ يبتعد عني كما ابتعدت عنه :s ....

أتمنى لك كل التوفيق سأبحث معك عن فكرة تكون عملية و سليمة :lol: