Necesito estimar la carga total que fluyó desde el condensador por un corto tiempo de 2 ms. Estoy usando un ATmega128 para esto. ¿Alguien puede aconsejarme si la muestra / retención analógica frente a un ADC es aplicable para esto? ¿O alguna otra solución analógica quizás? No estoy muy familiarizado con este procedimiento de medición. Por favor vea esta imagen:
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Q = CV, por lo que la pérdida de carga también es proporcional a la pérdida de voltaje (siempre que no haya una ruta de recarga que pueda aumentar el voltaje).
Si conoce la capacitancia, el cálculo es muy sencillo.
El uso de una muestra y retención (y ADC) que mide el voltaje inicial (se convierte a digital y lo almacena), luego mide el voltaje final (2 mili segundos más tarde) y lo almacena, es casi una configuración normal para convertidores de analógico a digital . Prácticamente cualquier ADC de TI, ADI, Maxim, NXP y Linear se ajustará a la ley siempre que tenga suficiente precisión pero que esté profundizando en otra área que no esté cubierta en su pregunta.
La forma obvia de medir la carga es medir el voltaje a través de su resistencia 80 \ $ \ Omega \ $ con el ADC e integrarla numéricamente usando uno de los algoritmos comprobados (regla trapezoidal, por ejemplo).
Si leo correctamente, el ATMega128 ADC solo puede funcionar a aproximadamente 15 kps, por lo que solo tendrías unas 30 muestras en tu pulso de 2 ms. Cada medición será difuminada un poco por el tiempo de adquisición del ADC, por lo que la precisión sería algo limitada.
Otro problema potencial es que deberías asegurarte de desechar la mayoría de los datos antes y después de que se produzca el desencadenante, porque de lo contrario cualquier compensación en la medición de ADC se integraría también y crecería sin límite a medida que el tiempo avanza . Establecer un umbral para la integración podría ser una forma (ligeramente descuidada) de trabajar eso.
Si desea utilizar este tipo de método, un ADC externo o un procesador diferente con un ADC incorporado que se ejecute a (por ejemplo) 200 kps podría ser más apropiado.
Sabes que la corriente inicial es de 5000 uA, hasta 80 ohmios. Eso significa que el voltaje inicial del capacitor es de 400 mV.
También puede estimar la constante de tiempo a partir de su curva I (t). A simple vista, estimo que es de unos 0.3 ms. Suponiendo que tiene los datos reales, puede estimarlos con mayor precisión.
Dado que la constante de tiempo es de 0,3 ms, ahora puede estimar que la capacitancia es de aproximadamente 3,75 uF.
Ya que conoce la capacitancia y el voltaje, ahora conoce la carga inicial, que es aproximadamente 1.5 uC.
Debido a que su tiempo de descarga es de aproximadamente 6.7 veces el tiempo necesario, ha descargado casi la totalidad de la carga inicial, o 1.5 uC. El error en esta aproximación es inferior al 0.2%, que probablemente sea más preciso de lo que sabe el valor del resistor. Incluso si elige una resistencia de precisión, este error es probablemente menor que el error en la estimación de la constante de tiempo (lo cual no es un problema de ajuste fácil).
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