Měřící modul napětí a proudu VCAI2C02A

[kaklik]

Nový měřící modul by měl umožňovat měření proudů v rozsahu 0.1 až 50A a napětí do 50V.

Modul by měl vycházet z existujícího návrhu modulu VCAI2C01A, ze kterého může převzít zvolený typ ADC, volbu OZ pro analogové vstupy.

Naopak by měl být rozšířen o měřící transformátor a umožňovat osazení, či použití více alternativních typů transformátorů.

Zapojení konektorů pro připojení I²C a volbu adresy by mělo zůstat zachováno.

Cílem nového modulu je

• Umožnit meření většího rosahu proudů zejména z pohonných akumulátorů
• Umožnit automatický sběr dat o průměrném dodávaném výkonu
• Zlepšit bezpečnost měření (eliminovat riziko zkratu a požáru při manuálním připojování měřícího přístroje), taktéž omezit riziko šíření proudů společnou zemí sdílenou se zbytkem zařízení. Tohoto je třeba dosáhnout galvanickým oddělením měřeného zdroje od měřícího systému.

[kaklik]

Měřící vstup pro připojení měřeného napětí by mohl být realizován konektorem XT-30.

Zároveň by bylo vhodné, aby měřené napětí nemělo společnou zem se zapojením modulu potažmo se zařízeními připojenými na modul. Z tohoto důvodu je potřeba na vstup použít izolační zesilovač (příklad).

[kaklik]

@ChroustJan Nemáš už náhoudou pro THT variantu konektoru XT-30 nakreslený KiCAD footprint?

[ChroustJan]

Nemám

[kaklik]

Díky potřebě napájení oddělené části izolačního zesilovače z měřeného zdroje může být měřený rozsah napětí pouze cca 3 až 50V.
Tento limit by ale bylo možné vyřešit zavedením možnosti připojit izolovaný napájecí zdroj, jako je například baterie CR2032.

[VCO34]

Ten měřící transformátor viz. link je pro 5V 15mA - Pro zjednodušení bude použito i 5V I2C ?, nebo tam bude i externí napájení ?

[kaklik]

Pokud měřící trasformátor vyžaduje 5V napájení, tak je zřejmě potřeba, aby bylo použito 5V i²C. To je myslím omezení se kterým se dá vydržet. Ten minulý modul VCAI2C01A to má v podstatě obdobně.
Pokud bude jedinná omezující součáska ten transformátor, tak možná pak někdy půjde najít měřící transformátor, který funguje i na 3.3V. Teď to ale není potřeba.

[kaklik]

Myslím,že by alespoň jeden adresní bit ADC měl být konfigurovatelný jumperem.

• pull-up rezistory na I2C by bylo zřejmě lepší použít 10k, jednak jsou to pouze dva rezistory na PCB jiné hodnoty a potom je zbytečné na modulu mít tak tvrdé pull-upy, když pravděpodobně budou už i na ostatních modulech připojených na sběrnici
• nejsem si jistý, jestli testpointy na vstupu ADC nejsou náhodou plýtvání místem
• Měřící transformátor by u napájecího vstupu mohl mít blokovací kondenzátor, neboť má ratiometrický výstup a napájení ADC blokováno je.
• chybí kondenzátor na Vreg2
• Mám pochybnosti o tom, že odporový dělič na vstupu umožňuje měřit napětí i od nízkých hodnot. Neboť parametr Input Common-Mode Range začíná na 0.35V. Zřejmě je proto nutné vstupní napětí posunout pomocí VREf výstupu, jak to ostatně i provádějí ve Figure 34. DOSA Module datasheetu.
• Podobné posunutí hodnoty napětí je zřejmě potřeba udělat i na výstupu, neboť output voltage range je 0.2 až 2.7 V.

[kaklik]

Myslím si, že vstup ADC CH2- je třeba připojit k REFout výstupu, aby bylo možné využít celý rozsah ADC pro měření výstupního napětí.

EAout2 není potřeba zapojovat a ani k němu nemusí být přivedeny rezistory R7 a R21.

[VCO34]

@kaklik zapracoval jsem upravy. je to na gitu. Přemýšlím zda má smysl tam mít ty dva vstupní děliče. také jsem tam přidal compensation network co mají v datasheetu

[kaklik]

Dobře, aby se dalo zjistit, jestli tam ty dva měniče jsou potřeba by bylo vhodné zkusit udělat simulaci té odporové sítě.

[VCO34]

Nějaké výhrady nápady ? všechny součástky krom LED jsou ze spodní strany

[ChroustJan]

@VCO34 my dáváme LED standardně z druhé strany s tím, že se osadí opačně. Pro ilustraci je to vidět zde.

Používáme pouzdro 1206, toto

[VCO34]

@ChroustJan @kaklik commitnul jsem DPS rev1, LED jsem upravil dle podmětu, doplnil popisky atd. Pokud nebude nic jiného můžeme pustit do výroby.