Estoy considerando diseñar / construir una carga electrónica bastante básica (corriente constante, pero posiblemente también potencia y resistencia constantes). Sin embargo, después de elaborar algunas ideas para la operación básica, me quedé atascado.
Mi primera idea fue ir a la ruta digital, usando un MOSFET controlado por un DAC como disipador de energía, y una resistencia de detección + monitor / amplificador de detección de corriente leído por un microcontrolador para ajustar la corriente al nivel establecido por el usuario.
Empecé a dudarlo un poco, sin embargo, por dos razones:
- No estoy seguro de si es lo suficientemente "rápido". El código tendría que verificar la corriente en la resistencia de detección y, presumiblemente, utilizar algún tipo de bucle PID o similar para activar la puerta MOSFET. El monitor que tenía en mente (TI INA226 monitor de derivación de corriente I2C) se puede leer al menos 1000 veces / segundo, probablemente 3000 ; la hoja de datos es un poco confusa [1]. Mi conjetura es que esto va a hacer?
- No tengo experiencia con esto; ¿Un controlador PID sería un buen ajuste? Más específicamente, realmente no tengo ni idea de cómo, mejor que el ensayo y error básico, descubrir, por ejemplo, lo que debería ser el MOSFET Vgs para permitir una cierta corriente aunque a un cierto voltaje (Vds).
Después de eso, pensé un poco en un diseño analógico + digital: la misma resistencia de carga y detección, pero con un amplificador de instrumentación analógico para amplificar el voltaje de detección, e impulsar el MOSFET con un opamp con retroalimentación negativa. La entrada no inversora la establecería MCU + DAC, pero el control digital solo establecerá la corriente, no la controlará activamente.
El principal inconveniente potencial que veo aquí es que si la corriente es baja, la salida del monitor de derivación debería ser muy baja (por ejemplo, 5 mV, para ~ 0.005 / 5 del valor de la escala completa ), la naturaleza no real de riel a riel del amplificador puede causar problemas.
Por ejemplo, si el "swing bajo" es de 35 mV por encima del suelo, esencialmente "dirá" al amplificador operacional que la corriente es 7 veces más alta de lo que es, ¿no?
Esto resultó más largo de lo esperado. De todos modos, la pregunta principal es realmente:
¿Sería buena la primera solución, con control digital al muestrear la corriente a 1-3 kHz y algún tipo de controlador PID?
Me imagino que si lo hago funcionar, puedo agregar modos más avanzados, como potencia constante y resistencia constante con bastante facilidad, a diferencia del diseño analógico.
Y si no, ¿es mejor la idea analógica, y funcionará en el caso que mencioné con la producción cercana al suelo?
[1]: Mencionan como ejemplo que con un tiempo de conversión de 588 µs y 4 promedios, los datos pueden leerse aproximadamente cada 4.7 milisegundos. No estoy seguro de por qué eso no es cada (0.588 * 4) ms en su lugar.
