-
41. Data: 2014-02-02 14:32:30
Temat: Re: Jak zmierzyć energię/ładunek
Od: Jarosław Sokołowski <j...@l...waw.pl>
Pan jacek pozniak napisał:
>>>>>> Proste metody pomiaru multimetrem się nie sprawdzają ponieważ
>>>>>> zbyt duża dynamika zmian prądu; 10mA..4A.
>>>>> Czy pomiar multimetrem przed kondensatorem, który będzie całkował
>>>>> pobierany prąd, to są jeszcze "proste metody", czy już nie? Tak
>>>>> duże prądy sugerują użycie dużej pojemności, ale są suprkondensatory
>>>>> o pojemności kilku faradów na napięcie 5,5V.
>>>> No tak jakoś w tym kierunku myślę i kombinuję jak to by zrealizować.
>>> Nie ma co kombinować, trzeba realizować (wszystkie te pomysły z "małą
>>> wanną", przez którą z baterii do telefonu płynie prąd 4A, są nic nie
>>> warte). Moduł telefoniczny ma średni pobór niewiele większy od tego
>>> minimalnego (10mA), a prąd maksymalny, kilkuamperowy, płynie w czasie
>>> krókich pików pojawiających się w czasie transmisji. Duża pojemność
>>> znakomicie to uśrednia. Teraz pozostaje dacyzja, jak to mierzyć. Można
>>> multimetrem i zapisywać ołówkiem odczyty na przykład co 5 sekund. Można
>>> zbudować lub kupić rejestrator, który zautumatyzuje ten pomiar. Ale można
>>> też naładować kilkufaradowy superkondensator do napięcia na przykład
>>> 5,3 V i zmierzyć czas, po którym komparator zarejestruje spadek do 4,3 V.
>>> Z tego można wyliczyć przepływający ładunek. Czasy będą całkiem
>>> przyzwoite, rzędu kilkudziesięciu sekund, do zmierzenia nawet stoperem.
>>> Pojemność kondensatora trzeba oczywiście wcześniej wyznaczyć rozładowując
>>> go przez znany opornik, a nie brać do obliczeń to, co napisane na
>>> obudowie.
>>
>> Kondensatory o dużych pojemnościach są silnie nieliniowe i mają
>> stosunkowodużą rezystancją wewnętrzną.
>>
>> Piki prądu są bardzo krótkie (poniżej 1ms) i powtarzają się dość
>> często (ok. 200 razy na sekundę) ale moduł GSM nadaje z pełną mocą
>> tylko i wyłącznie w szczególnych przypadkach - np. podczas początku
>> przyjmowania połączenia.
>
> W zasilaczu do tego modemu jest MC34063 a kondensator podłączyłbym przed
> tym zasilaczem (na wejściu całego urządzenia) więc mam nadzieję, że
> rezystancja kondensatora nie będzie przeszkadzać.
Te uśrednione kilkadziesiąt mA powienien wydać, choć oczywiście do
superkondensatora warto podłączyć równolegle też coś bardziej "normalnego"
do uśredniania w czasie milisekund. Superkondensatory (np. Kanthal Maxcap)
widywałem nawet powyżej 5F.
Można to tak zmajstrować, że po stwierdzeniu przez komparator spadku
napięcia poniżej progu, czyli wydaniu określonej porcji ładunku, włącza
się szybkie ładowanie kondensatora ze źródła. Zliczając ile takich porcji
potrzeba będzie na przykład w ciągu godziny, można poznać jaki apetyt na
moc ma moduł pracujący w danych warunkach.
--
Jarek
-
42. Data: 2014-02-02 14:53:05
Temat: Re: Jak zmierzyć energię/ładunek
Od: Zbych <z...@o...pl>
W dniu 02.02.2014 14:32, Jarosław Sokołowski pisze:
> Pan jacek pozniak napisał:
>
>>>>>>> Proste metody pomiaru multimetrem się nie sprawdzają ponieważ
>>>>>>> zbyt duża dynamika zmian prądu; 10mA..4A.
>>>>>> Czy pomiar multimetrem przed kondensatorem, który będzie całkował
>>>>>> pobierany prąd, to są jeszcze "proste metody", czy już nie? Tak
>>>>>> duże prądy sugerują użycie dużej pojemności, ale są suprkondensatory
>>>>>> o pojemności kilku faradów na napięcie 5,5V.
>>>>> No tak jakoś w tym kierunku myślę i kombinuję jak to by zrealizować.
>>>> Nie ma co kombinować, trzeba realizować (wszystkie te pomysły z "małą
>>>> wanną", przez którą z baterii do telefonu płynie prąd 4A, są nic nie
>>>> warte). Moduł telefoniczny ma średni pobór niewiele większy od tego
>>>> minimalnego (10mA), a prąd maksymalny, kilkuamperowy, płynie w czasie
>>>> krókich pików pojawiających się w czasie transmisji. Duża pojemność
>>>> znakomicie to uśrednia. Teraz pozostaje dacyzja, jak to mierzyć. Można
>>>> multimetrem i zapisywać ołówkiem odczyty na przykład co 5 sekund. Można
>>>> zbudować lub kupić rejestrator, który zautumatyzuje ten pomiar. Ale można
>>>> też naładować kilkufaradowy superkondensator do napięcia na przykład
>>>> 5,3 V i zmierzyć czas, po którym komparator zarejestruje spadek do 4,3 V.
>>>> Z tego można wyliczyć przepływający ładunek. Czasy będą całkiem
>>>> przyzwoite, rzędu kilkudziesięciu sekund, do zmierzenia nawet stoperem.
>>>> Pojemność kondensatora trzeba oczywiście wcześniej wyznaczyć rozładowując
>>>> go przez znany opornik, a nie brać do obliczeń to, co napisane na
>>>> obudowie.
>>>
>>> Kondensatory o dużych pojemnościach są silnie nieliniowe i mają
>>> stosunkowodużą rezystancją wewnętrzną.
>>>
>>> Piki prądu są bardzo krótkie (poniżej 1ms) i powtarzają się dość
>>> często (ok. 200 razy na sekundę) ale moduł GSM nadaje z pełną mocą
>>> tylko i wyłącznie w szczególnych przypadkach - np. podczas początku
>>> przyjmowania połączenia.
>>
>> W zasilaczu do tego modemu jest MC34063 a kondensator podłączyłbym przed
>> tym zasilaczem (na wejściu całego urządzenia) więc mam nadzieję, że
>> rezystancja kondensatora nie będzie przeszkadzać.
>
> Te uśrednione kilkadziesiąt mA powienien wydać, choć oczywiście do
> superkondensatora warto podłączyć równolegle też coś bardziej "normalnego"
> do uśredniania w czasie milisekund. Superkondensatory (np. Kanthal Maxcap)
> widywałem nawet powyżej 5F.
A one nie mają czasem ESR po kilkadziesiąt ohmów?
W farnelu są superkondensatory mające poniżej 100..200mOhmów:
http://www.farnell.com/datasheets/1640988.pdf
-
43. Data: 2014-02-02 15:00:03
Temat: Re: Jak zmierzyć energię/ładunek
Od: Mario <m...@...pl>
W dniu 2014-02-02 12:39, jacek pozniak pisze:
> Mario wrote:
>
>> W dniu 2014-02-01 14:40, jacek pozniak pisze:
>>> jacek pozniak wrote:
>>> Uzupełaniam info: Modem GSM pobiera prąd impulsami, dość krótkimi,
>>> więc nie jestem pewien czy metody oparte o przetwarzanie A/C dadzą
>>> efekt, myślę o jakichś analogowych całkowaniach czy coś.
>>
>> Konwersja prąd napięcie, filtr RC, próbkowanie z częstotliwością
>> znacznie (np 20 razy) większą niż stała filtra. Nie napisałeś czy to ma
>> być gotowy przyrząd czy potrzebujesz pomysłu na wykonanie własnej płytki.
> Ma to słuzyć pomiarom, w różnych warunkach, jakiej wielkości baterii trzeba
> użyć aby moduł GSM działał przez określony czas.
Nie odpowiedziałeś czy ten pomiar ma być realizowany przy pomocy
dostępnych w handlu urządzeń jak dataloggery czy też mógłbyś sam zrobić
układ pomiarowy (np z przetwornikiem AD, i prockiem).
Zapewne obawiasz się, że impulsowy pobór prądu eliminuje metody pomiaru
polegające na próbkowaniu np kilka razy na sekundę. Ale nawet nie
napisałeś jakim napięciem zasilany GSM. Zakładam ze 3,3 lub 5V. Ja bym
dał konwerter prąd napięcie. Na przykład rezystor 0,05 Ohm na linii VCC
od modułu. Napięcie na rezystorze wzmocniłbym wzmacniaczem pomiarowym
typu AD622, AD623 czy AD8221. Wzmacniacz zasiliłbym z konwerterów DC/DC
05V/09V żeby dało się wszystko zasilać z 5V. Wyjście wzmacniacza wrzucić
na zwykły filtr RC np 2 kOhm i 1000uF. Szybkie impulsy napięciowe,
proporcjonalne do impulsowego poboru prądu, zostaną zamienione na
łagodny przebieg który można w miarę dokładnie pomierzyć próbkując np 20
razy na sekundę. Możesz tez filtr zrobić na wzmacniaczu operacyjnym.
Jeśli dałbyś procka z własnym oprogramowaniem to możesz zrobić sumowanie
tego prądu przeliczając od razu na amperogodziny (czyli ładunek) albo na
średnią wartość prądu za czas pomiaru od momentu resetu. Możesz
ewentualnie poprzestać na zrobieniu tylko konwertera z filtrem i dać
jakiś multimetr mogący pracować jako datalogger, a potem zbierać z niego
dane na kompa. Tylko że wtedy ograniczony jesteś ilością pamiętanych
próbek i trzeba by wolniej samplować. Przez to trzeba by wydłużyć stałą
filtra i upewnić się z kolei czy np. rezystancja wewnętrzna miernika nie
rozładowuje kondensatora w filtrze - w tym przypadku lepiej dać aktywny
filtr.
Przedstawiane w wątku pomiary elektrochemiczne to jakieś pomysły księżycowe.
--
pozdrawiam
MD
-
44. Data: 2014-02-02 16:10:35
Temat: Re: Jak zmierzyć energię/ładunek
Od: Jarosław Sokołowski <j...@l...waw.pl>
Pan Zbych napisał:
>>> W zasilaczu do tego modemu jest MC34063 a kondensator podłączyłbym
>>> przed tym zasilaczem (na wejściu całego urządzenia) więc mam nadzieję,
>>> że rezystancja kondensatora nie będzie przeszkadzać.
>>
>> Te uśrednione kilkadziesiąt mA powienien wydać, choć oczywiście do
>> superkondensatora warto podłączyć równolegle też coś bardziej "normalnego"
>> do uśredniania w czasie milisekund. Superkondensatory (np. Kanthal Maxcap)
>> widywałem nawet powyżej 5F.
>
> A one nie mają czasem ESR po kilkadziesiąt ohmów?
>
> W farnelu są superkondensatory mające poniżej 100..200mOhmów:
> http://www.farnell.com/datasheets/1640988.pdf
Nawet nie sprawdzałem ile mają, ale skoro są już miliomowe, to tym lepiej.
Kiedyś pobierałem z takiego maxcapa jakieś tłustsze miliampery i jakoś
sobie radził. Zresztą nawet względnie duży ESR nie dyskwalifikuje takiego
pomiaru -- chodzi przecież głównie o odmierzenie ładunku i odpowiedź na
pytanie "ile wiader na godzinę potrzebuje zasilany moduł". To się później
da porównać z obciążeniem zastępczym rezystorem, dla którego policzymy
zuzycie energii.
A tak przy okazji, to pomiar ładunku metodą elektrolityczną stosował
Edison w swoich sieciach prądu stałego. Zamiast kręciołków na prąd
zminny, co je mamy teraz. Zresztą w sieciach AC chyba też tak czasem
robiono, po dodaniu prostownika selenowego. Liczniki czasu pracy
urządzeń, gdzie w szklanej rurce rtęć rozdzielona elektrolitem latała
z jednej strony rurki na drugą, też robiono. Albo to samo zasilane
z termopary do całkowania różnic temperatur, czyli mierzenia ciepła.
--
Jarek
-
45. Data: 2014-02-02 16:21:55
Temat: Odp: Odp: Jak zmierzyć energię/ładunek
Od: Sylwester Łazar <i...@a...pl>
> Skąd Ci się wzięły te GSps? Tu nikt nośnej GSM nie chce analizować -
> wystarczy próbkowanie rzędu pojedynczych kSps.
Oczywiście, że masz rację jeśli chodzi o próbkowanie oscyloskopu.
Miałem na myśli mega sample per second MS/s.
kSps może być, ale tylko wtedy, gdy prąd z czujnika będzie przechodził przez
filtr
RC.
Inaczej wydaje mi się, że z tego nic nie będzie.
Musimy się na tym etapie umówić o jakiej dokładności mówimy.
Bo jeśli 10% to może się załapiemy.
Pod warunkiem, że pojedyncze kSps będą w okolicach 9 kSps, a nie 1kSps.
Zważywszy, że oscyloskopy z natury mają podstawę czasu w skokach 1,2,5
to może nie starczyć jednak te 5kSps, bo to oznacza okres próbkowania:
T=1/5000 = 0,2ms= 200us
Tutaj musimy wykryć amplitudę piku, więc potrzebujesz przynajmniej 10
próbek.
10 próbek trwa 2ms.
Jeżeli impulsy w szczytowych momentach nie trwają krócej, to może i się
załapiemy.
Jednak wydaje mi się, że jeśli na wejściu jest MC34063A, to na wejściu może
być
naprawdę nieregularna sieczka.
Możesz się ze mną nie zgodzić, ale sam wiesz co robi ta przetwornica.
S.
-
46. Data: 2014-02-02 17:39:25
Temat: Re: Jak zmierzyć energię/ładunek
Od: s...@g...com
użytkownik RoMan Mandziejewicz napisał:
> Piki prądu są bardzo krótkie (poniżej 1ms) i powtarzają się dość
>
> często (ok. 200 razy na sekundę) ale moduł GSM nadaje z pełną mocą
>
> tylko i wyłącznie w szczególnych przypadkach - np. podczas początku
>
> przyjmowania połączenia.
To moze przetwornik typu rms->dc AD536, AD637, ad737, LH0091, LT1088(termiczny)
Tumański Technika pomiarowa gdyby cos.
Z tym wydzielaniem metalu i wazeniem, to nie wiem jak z liniowoscia, moze palne
glupote, ale czy taki roztwor w wannie nie jest raczej jak dioda zenera?
-
47. Data: 2014-02-02 17:56:57
Temat: Re: Jak zmierzyć energię/ładunek
Od: JK <j...@i...pl>
W dniu 2014-02-02 12:26, Paweł Pawłowicz pisze:
> W dniu 2014-02-02 11:15, J.F. pisze:
>> Dnia Sun, 2 Feb 2014 10:51:56 +0100, AdamS napisał(a):
>>> Aby prawidłowo osadzała się powłoka miedzi na katodzie musi mieć ona
>>> odpowiednią powierzchnię.
>>> Zapewnienie odpowiedniej gęstości prądowej dla prądu 10 mA i 4 A przy
>>> takich
>>> samych wymiarach elektrod jest niemożliwe.
>>
>> Ale ty nie chcesz jej prawidlowo osadzac. Moze byc byle jak, byleby
>> tylko zwazyc sie dala.
>
> O, właśnie! Przedtem musisz dokładnie wypłukać i wysuszyć elektrodę. A
> są na niej igiełki metalu odpadające przy najmniejszym podmuchu ;-)
>
Zapominacie, że można mierzyć *ubytek* masy anody. Ponadto autorowi
chodzi o pomiar z dokładnością 10-15%.
JK
-
48. Data: 2014-02-02 20:22:45
Temat: Re: Jak zmierzyć energię/ładunek
Od: "AdamS" <a...@p...onet.eu>
Użytkownik "JK" napisał w wiadomości grup
dyskusyjnych:lcltd8$qir$...@d...me...
W dniu 2014-02-02 12:26, Paweł Pawłowicz pisze:
> W dniu 2014-02-02 11:15, J.F. pisze:
>> Dnia Sun, 2 Feb 2014 10:51:56 +0100, AdamS napisał(a):
>>> Aby prawidłowo osadzała się powłoka miedzi na katodzie musi mieć ona
>>> odpowiednią powierzchnię.
>>> Zapewnienie odpowiedniej gęstości prądowej dla prądu 10 mA i 4 A przy
>>> takich
>>> samych wymiarach elektrod jest niemożliwe.
>>
>> Ale ty nie chcesz jej prawidlowo osadzac. Moze byc byle jak, byleby
>> tylko zwazyc sie dala.
>
> O, właśnie! Przedtem musisz dokładnie wypłukać i wysuszyć elektrodę. A
> są na niej igiełki metalu odpadające przy najmniejszym podmuchu ;-)
>
> Zapominacie, że można mierzyć *ubytek* masy anody. Ponadto autorowi chodzi
> o pomiar z dokładnością 10-15%.
JK
To jest gdybanie nie poparte znajomością procesów galwanicznych.
- Procesy anodowy i katodowy nie muszą przebiegać z taką samą sprawnością
szczególnie gdy gęstość prądowa zmienia się impulsowo jak 1:400.
- Elektrolity to przewodniki II rodzaju i zachowują się inaczej niż metale.
- Szybkość różnych jonów jest różna. Powstają przestrzenie przyelektrodowe
w których zachodzą różne reakcje. Przy impulsie prądowym powstaje przy
katodzie warstewka uboga w kationy (polaryzacja stężeniowa).
- W siarczanowych (kwaśnych) kąpielach do miedziowania łatwo tworzy się
szlam anodowy.
- Anody rozpuszczają się w zasadzie z powstawaniem jonów Cu+2 ale powstają
także jony Cu+1
- Jony Cu+1 powstają również w wyniku reakcji miedzi metalicznej z jonami
Cu+2.
- Sole miedzi hydrolizują w przestrzeni anodowej do nierozpuszczalnego
tlenku miedzi(I) - Cu2O.
- osadzanie miedzi nie musi w całości przebiegać kosztem rozpuszczania
anody. Jony Cu+2 są w elektrolicie!
Można w XXI wieku próbować wynaleźć kwadratowe koło.
Pięćdziesiąt lat temu pewien profesor na egzaminie mawiał do studenta
"odkrywcy": Panie, wodę z goowna też da się otrzymać ale się nie opłaca.
I tyle w tym temacie. Dziękuję za dyskusje. Pozdrawiam
Adam
-
49. Data: 2014-02-02 20:22:57
Temat: Re: Jak zmierzyć energię/ładunek
Od: "Zbino" <z...@p...abcdpocztaonet.pl>
> Może ktoś mógłby pomóc.
> Mam potrzebę pomiaru ilości energii pobieranej przez układ.
> Prąd jest pobierany impulsowo przez modem GSM.
> Potrzebuję wyznaczyć ilość energi np. w ciągu minuty, max do kilku minut.
> Proste metody pomiaru multimetrem się nie sprawdzają ponieważ zbyt duża
> dynamika zmian prądu; 10mA..4A.
> Potrzebuję jakąś metodę/przyrząd/schemat.
> Dokładność na poziomie 10..15 % spokojnie mi wystarczy.
Proponowane wyżej metody pomiaru za pomoca elektrolizy i ważenia powstałego
produktu, to jak armata na komara.
Ja proponuje tak jak koledzy kondensator np 4700uF właczony do zasilacza
przez opornik 30R. Mierzyć prąd płnnący z zasilacza przez opornik do
kondensatora. Inny bardziej wymyślny sposób, to opornik np 1R umieszczony
koło termistora i to wszystko zamknięte w styropianie, aby trzymało
temperaturę.
Puszczamy przez opornik zasilanie modemu i np po kilku minutach mierzymy
rezystancję terrmistaora.
Po pomiarze termistora morzemy przez opornik puszczać prąd o takiej
wartości, aby uzyskać tę samą rezystancje termistora.
Zbych
-
50. Data: 2014-02-02 20:48:45
Temat: Re: Jak zmierzyć energię/ładunek
Od: s...@g...com
użytkownik AdamS napisał:
> To jest gdybanie nie poparte znajomością procesów galwanicznych.
Jak obecnie nadaje sie przewodnictwo materialom nieprzewodzacym w galwanotechnice?
Np. tworzywom sztucznym?
> Pięćdziesiąt lat temu pewien profesor na egzaminie mawiał do studenta
>
> "odkrywcy": Panie, wodę z goowna też da się otrzymać ale się nie opłaca.
>
> I tyle w tym temacie. Dziękuję za dyskusje. Pozdrawiam
>
> Adam
Piecdziesiat lat temu to nie bylo mnie w planach. Zbedne emocje:)