carico attivo con PIC

[graziano2000]

salve a tutti...
mi sono cimentato nella realizzazione di un carico attivo controllato da microcontrollore PIC , lo schema di potenza è quello classico che si trova in rete , quindi mosfet con resistore di shunt in serie, adattato alle mie esigenze. a parte qualche piccolo accorgimento da sistemare il dispositivo funziona alla grande !!! (testato a fino a 12v con assorbimento 13A!!!!)
adesso veniamo al problema :
il dispositivo funziona alla grande se testato con batterie o alimentatori lineari, ma se ad essere testato è un alimentatore switching il rumore dello stesso non mi permette di leggere correttamente la corrente assorbita (ah dimenticavo la corrente viene letta dall'ADC del pic sulla resistenza di shunt).
la domanda è come posso filtrare in modo efficace questo segnale? ho provato ad aggiungere dei condensatori e visualizzato il segnale con l'oscilloscopio il rumore si attenua ma non è sufficiente per risolvere il problema .
spero di essere stato chiaro nella spiegazione
vi ringrazio in anticipo !!!

[Maxvarese]

Ma non hai previsto un circuito di condizionamento tra shunt e pic?
Per migliorare l'affidabilità, dovresti procedere con un approccio ibrido software / hardware.
Ps. A breve, su questa comunità, dovrebbe essere presentato un accoppiatore ottico lineare, potrebbe fare al caso tuo.

[graziano2000]

grazie per la risposta ,
si il segnale tramite un op amp in modalità non invertente viene amplificato di 10 volte per semplificare la lettura da parte dell' ADC del pic.

[Maxvarese]

Hai posto un quesito di interesse generale, che merita un approfondimento.
Potresti pubblicare lo schema del tuo circuito di condizionamento ?
Poi, se hai un buon oscilloscopio, controlla il segnale in uscita dall' op amp in presenza di rumore.

guarda questo video...
https://youtu.be/vMcr2N-WEwg

[graziano2000]

ti ringrazio per la risposta,
a questo punto posto lo schema che ho ideato così se ci sono consigli su come miglioralo sarebbe il top !!!


-i mosfet sono due in parallelo
- le resistenze di shunt sono due con valori diversi e vengono selezionate tramite un relè via software al fine di scegliere quella appropriata per la scala di corrente da leggere
- in questo momento il circuito di condizionamento della lettura di corrente è impostato come voltage follower (non ho risolto il problema ma ho mitigato l'errore dovuti agli spike)

per quanto riguarda le immagini:
-nella prima ho collegato un alimentatore lineare (5v) e si può notare che la tensione sulla R di shunt è 1.77v (ch1)che è la stessa a valle del circuito di condizionamento (ch2) stabile e quindi letta correttamente dall'ADC del pic
-nella seconda foto , alimentatore switching con i suoi benedetti pacchetti di switch che ovviamente mandano in confusione l'ADC del PIC


le soluzioni da valutare credo siano due :
-condizionare il valore letto sulla shunt
-realizzare un circuito che filtri o stabilizzi la sorgente da testare (ma ci vorrebbe un circuito robusto viste le potenze in gioco )

cosa mi consigliate ??
grazie per l'aiuto !!!!!!

[drpaolo]

Prova a mettere un condensatore (da 1 a 10 nF) meglio se ceramico X7R, in parallelo a R3, che è la resistenza di reazione dell'opamp di condizionamento.
In ogni caso limita la banda degli opamp a 1 KHz (o meno), con il condensatore in parallelo a Rf

[drpaolo]

LM358 è un opamp che ha un prodotto GuadagnoxAmpiezza di banda (GBW) limitatissimo ed avrà una banda passante ad anello aperto estremamente limitata. Alle tipiche frequenze di switching il feedback ha già perso da mo' la sua efficacia, se l'opamp deve gestire una ampia banda di frequenza.

Si aggiunga che LM358 ha anche un ridottissimo EMIRR (Electromagnetic Interference Rejection Ratio), sotto il MHz o intorno ad esso; con questi parametri la frittata è fatta.

Per cui: limita il più possibile la banda sugli opamp, tanto misurerai per lo più carichi in continua.

[Maxvarese]

In uscita dall' op amp hai inserito un carico capacitivo, necessario a stabilizzare il valore della tensione, ma in questo modo in caso di segnale impulsivo si genera instabilità.
Una cura é quella suggerita da dr.paolo, puoi anche provare a ridurre il valore delle resistenze di shunt e aumentare il guadagno, così da diminuire la banda passante.
Che valori hanno C7 R3 ed R4?
Che impedenza d'ingresso ha l'adc del pic ?
Sistemata questa parte andrà ritoccato il software.

Ps. Il canale uno è l'uscita dell' op amp?

[drpaolo]

Per risolvere il problema che ti ha segnalato giustamente Maxvarese basterebbe mettere R2 prima di C7 e anche dello zener (che ha una componente capacitiva pur'esso) in modo da isolare la rete di controreazione dell'opamp dal carico reattivo. Per R2 ci andrebbe -a naso- un valore tra i 10 e i 50 Ohm.
L'impedenza di ingresso degli A/D di quella famiglia di PIC è intorno ai 2K5 Ohm

Quell'opamp lì, comunque, è un vero cesso; se gli arriva uno spike di tensione dallo switching che lo manda in saturazione (e avviene molto facilmente) allora la controreazione non lavora più e l'ampli diventa ingestibile.
L'opamp LM358 nella versione indicata nello schema (non la ver. B) ha un tempo di recupero dell'ordine delle decine di microsecondi, che sono tanti, in microelettronica.

[drpaolo]

Per esperienza personale quando si lavora con gli switching, bisogna curare tutti i dispositivi controreazionati, a partire dagli integrati regolatori di alimentazione: CMRR , PSRR , EMIRR, impedenza di uscita, open loop gain, il tutto con i diagrammi in frequenza, in modo da non avere -ad esempio- impedenze troppo alte alle frequenze di switching, o PSRR penosi, sempre a quelle frequenze, ecc.

Agendo in questa maniera i test EMC si superano alla prima (se gli apparati non sono di potenza elevata).