¿Es válido el uso de un amplificador operacional? [cerrado]

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Mi objetivo final es medir cuántos amperios se agotan de mi batería UPS con un chip Arduino. El circuito debe estar listo para cargas de hasta 1kW creando corrientes de aproximadamente 50A.

Considera el siguiente circuito: Enlace al simulador de circuito

En ese circuito tengo una batería de 24 V (2 x 12 V en serie en realidad). La resistencia de 0,6 Ohmios simula una carga de 1kW.

Quiero medir cuántos amperios fluyen en el circuito, midiendo la caída de voltaje en una derivación de 1 mOhm.

En el ejemplo vinculado puede ver que hay una caída de 41.6 mV. Eso es muy poco para Arduino, que mide 0-5V como un número de 10 bits, por lo que solo hay 1024 pasos entre 0 y 5V.

Por lo tanto, conecté un amplificador operacional con resistencias de 1 mega Ohm y 10 kOhm, lo que debería brindarme una amplificación de 100x.

En el voltímetro superior, de hecho, veo un 4.16 V, por lo que parece funcionar.

Estoy aprendiendo los conceptos básicos de cómo funcionan los amplificadores operacionales y mi pregunta es:

¿Es este un enfoque válido? ¿El amplificador operacional está conectado correctamente?

    
pregunta Eiver

1 respuesta

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La idea básica debería funcionar. Aquí hay algunas cosas con las que tendrás que lidiar.

Primero, el voltaje de salida del amplificador operacional debe medirse entre la salida y la tierra, no la salida y la entrada inversora. Así es como el Arduino lo medirá. (¿A menos que el ADC de Arduino tenga una entrada diferencial?)

Segundo, la ganancia de un amplificador no inversor es la relación de las resistencias de realimentación más una. Por lo tanto, su ganancia será de 101, no de 100. Esto está actualmente oculto por la medición incorrecta del voltaje de salida. No es un gran problema, necesariamente, pero su software tendrá que dar cuenta de ello.

Tercero, probablemente querrás un amplificador operacional "riel a riel". La salida de un amplificador operacional solo puede acercarse tanto a los rieles de suministro. (¿Qué tan cerca? Verifique la hoja de datos). A bajas corrientes, su salida podría llegar a ser muy inferior a 0V. También hay que pensar en el alto nivel. Es probable que no desee apuntar exactamente a 5 V para la salida máxima, ya que se corre el riesgo de recortar en la entrada del ADC.

    
respondido por el Adam Haun

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