Modificação de Voltímetro/Amperímetro DC

[Jack O'Neo]

@Bruno Faria Saindo em seguida pra resolver uns problemas pessoais, mas a noite quando for possível eu já vou avaliar melhor o troço.
 

[Bruno Faria]

Fazendo um teste que me veio à mente aqui, liguei um gerador de sinal senoidal nas entradas do circuito proposto que já tinha montado na protoboard e observei a saída no osciloscópio:

 

Medição na saída do gerador de sinal:

 

 

Medição na saída do circuito amplificador diferencial

 

 

Vejam a tensão Vpp, na saída do circuito a tensão é menor que na entrada!

[Hevandyr]

@Bruno Faria Uma vez usei somente um amplificador diferencial e depois pode ou não condicionar o sinal de saída conforme sua necessidade. O circuito mais ou menos assim: 
 

Sendo os resistores em pares iguais. Você aplica a fórmula para obter a saída em tensão desejada. 

 

 

 

Desta forma você pode ter uma saída em tensão, usando um operacional. Depois disso você pode amplificar ou dividir a tensão se for o caso. Use resistores de precisão 1%. Eu utilizei no caso o LMC6482 mas você pode tentar com o 324 também. 

 

 

 

Editado: 28 de Maio por Hevandyr
Imagem duplicada

[Jack O'Neo]

@Hevandyr Eu estava justo vendo isso neste momento, configuração bem similar ia ser proposta, conforme o u1:C deste link: 

 

Só pra não perder o trabalho e mostrar os resultados obtidos...

 

 

 

 

Agora parece que acertei os valores dos resistores nesta configuração mais simples e com impedância mais baixa. 
A ideia anterior era interferir o menos possível durante a leitura da corrente, e um dos principais erros era alimentar o op-amp com tensão menor do que aquela que ele receberia nas entradas.

O valor de 225k parece ser ideal, o potenciômetro RV1 de 500k te ajudará a alcançar o valor preciso, do jeito que está agora eliminarias o uso do eg358, e colocarias a saída do LM324 direto no U1 do circuito original. 

Perdão pelos erros e pela demora na resposta, cheguei muito cansado ontem e não consegui parar pra ver o circuito.

[Jack O'Neo]

Sobre a posição do shunt no aparelhinho, acredito que seria melhor remover o shunt do local atual e coloca-lo no fio positivo da fonte, e no local dele colocar um fio grosso pois agora ambos os lados do shunt são conectados ao positivo, mas pode haver alguma conexão do circuito original buscando terra ali naquelas trilhas.

Se quiseres até podes fazer um buffer da tensão de saída do lm324 usando o eg358 original do circuito que está alimentado com 3.3V, desta forma assegurando que nunca haverá uma tensão maior que 3.3V no U1 original, em caso de falha do lm324, algo como isto na figura abaixo, o potenciômetro do circuito anterior ajudará inclusive a corrigir um pequeno ganho que o buffer poderá gerar.
O GND da fonte atx que receberá os amperímetros deve estar interligado com o GND dos amperímetros. 

 

  

 

 

[Bruno Faria]

3 horas atrás, Hevandyr disse:

@Bruno Faria Uma vez usei somente um amplificador diferencial e depois pode ou não condicionar o sinal de saída conforme sua necessidade. O circuito mais ou menos assim: 

Você não tem permissão para ver links. Faça login ou cadastre-se.

 

Sendo os resistores em pares iguais. Você aplica a fórmula para obter a saída em tensão desejada. 

 

 

 

Desta forma você pode ter uma saída em tensão, usando um operacional. Depois disso você pode amplificar ou dividir a tensão se for o caso. Use resistores de precisão 1%. Eu utilizei no caso o LMC6482 mas você pode tentar com o 324 também. 

 

 

 

 

Obrigado pela contribuição, colega. Montei rapidamente o circuito mas não obtive um resultado satisfatório. Acredito que tenha sido por causa da correria, devo ter feito alguma ligação errada.

[Bruno Faria]

1 hora atrás, Jack O'Neo disse:

@Hevandyr Eu estava justo vendo isso neste momento, configuração bem similar ia ser proposta, conforme o u1:C deste link: 

 

Só pra não perder o trabalho e mostrar os resultados obtidos...

 

 

 

 

Agora parece que acertei os valores dos resistores nesta configuração mais simples e com impedância mais baixa. 
A ideia anterior era interferir o menos possível durante a leitura da corrente, e um dos principais erros era alimentar o op-amp com tensão menor do que aquela que ele receberia nas entradas.

O valor de 225k parece ser ideal, o potenciômetro RV1 de 500k te ajudará a alcançar o valor preciso, do jeito que está agora eliminarias o uso do eg358, e colocarias a saída do LM324 direto no U1 do circuito original. 

Perdão pelos erros e pela demora na resposta, cheguei muito cansado ontem e não consegui parar pra ver o circuito.

 

Agora com mais tempo, finalizei este circuito e está variando bem na saída do operacional. De 500mV até 11V. Preciso sair agora, mais tarde continuarei analisando e realizando os ajustes necessários.

[Jack O'Neo]

Versão final:

1A

5A

10A

 

 

[Jack O'Neo]

21 horas atrás, Bruno Faria disse:

Tinha esquecido.
O que esperas na saída do lm324 é uma tensão DC o mais perfeita possível.
O capacitor de 10nF entre a entrada inversora e a saída do lm324 tem justamente a função de eliminar a possibilidade de oscilação.

Já os capacitores conectados ao shunt tem a função de estabilizar a queda de tensão sobre ele, desta forma o amperímetro conseguirá mais facilmente manter uma tensão estável no display.
 

[Jack O'Neo]

Encontrei mais um erro. e um problema.

 

1 - O capacitor conectado em shunt+ tem que ser ligado ao terra e não ao shunt-, isso era adequado no circuito quando o shunt estava no GND, agora que está no lado positivo ele deve ser conectado ao terra, a função é estabilizar a queda de tensão sobre o shunt.

 

2 - Averiguei um possível problema, que eu não tinha no meu circuito da carga eletrônica porque o shunt ficava no GND.

Devido ao shunt estar agora no positivo a tensão sobre ele será maior e em virtude disto a corrente que circulará pelo trimpot será maior.
Dependendo do tipo de trimpot utilizado pode ser que a corrente que vai circular por ele seja demasiada grande, os modelos 3296 suportam apenas 0.5 Watt, os 3006 em média 0.7 Watt.

Se é que eu calculei corretamente haverá 0.6 Watt sobre o trimpot. 

Talvez seja mais sábio utilizar resistores de 1W somando os 225k necessários, e modular a saída do lm324 antes de entrar no buffer, visto que a saída dele terá sempre tensão bem mais baixa que na entrada.

 

Calculei errado, calculei como se 225000 ohms fossem 225ohms, da pra usar frouxo o 3296. Haverão apenas 0,00064W circulando sobre o trimpot.  

 

Editado: 29 de Maio por Jack O'Neo
Correção.

[Bruno Faria]

Pessoa, agradeço a participação de todos e peço desculpas pela demora na continuidade desse projeto. Tive que interromper para atender a outras demandas. Assim que puder prosseguirei com esse desenvolvimento.