Рано или поздно каждый радиолюбитель сталкивается с необходимостью измерения тока. Конечно, самым простым решением является применение для этой цели универсального измерительного прибора – мультиметра (рисунок 1). Мультиметр есть практически у каждого радиолюбителя по причине того, что сегодня это наиболее практичный прибор для домашней лаборатории.
Между тем, часто при конструировании различных устройств радиолюбители сталкиваются с необходимостью использования встраиваемых модулей измерения тока. Ниже рассмотрим конструкцию такого модуля являющегося датчиком постоянного тока.
Схема устройства приведена на рисунке 2.
Основой датчика является специализированная микросхема измерителя тока резистивного шунта INA168. Фактически данная микросхема представляет собой измерительный усилитель с возможность регулировки коэффициента усиления. Последний зависит от сопротивления резистора R2. Максимальный коэффициент усиления, при котором сохраняется устойчивая работа микросхемы INA168, равно 100. Возможность регулировки коэффициента усиления, крайне важная и востребованная функция для подобных микросхем. Она требуется, во-первых, для различных значений сопротивления шунта (R1 на схеме рисунок 2), во-вторых, от требований к максимальному выходному напряжению DA1 налагаемых последующими каскадами (например, аналого-цифровой преобразователь).
Зависимость коэффициента усиления DA1 от сопротивления R2 приведена в таблице 1.
В качестве R2 возможно применение подстрочного, много оборотного резистора, для точной настройки коэффициента усиления. Однако, в этом случае, для исключения дрейфа коэффициента усиления, необходимо выбирать с высокой стабильности.
Данный датчик предназначен для передачи измеренного напряжения на шунте в аналого-цифровой преобразователь (АЦП) для дальнейшей оцифровки и использования. Для исключения влияния входного сопротивления АЦП на сопротивление R2, а следовательно, на коэффициент усиления схемы необходим буферный каскад. Такой буфер-повторитель выполнен на rail-to-rail операционном усилителе DA2 с однополярным напряжением питания.
На выходе буферного повторителя установлен фильтр нижних частот R3,C4.
Датчик собран на одной, двухсторонней печатной плате (рисунок 3).
Датчик тока подключается последовательно с нагрузкой в плюсовой провод с помощью клемм X1-X4. Клеммы X1,X4 ножевого типа. Клеммы X2,X3 под винт М3.
Топологическая схема датчика тока приведена на рисунке 4.
Данный модуль будет полезен радиолюбителям коротковолновикам в различных приложениях. Его можно применить для измерения тока выходного каскада трансивера либо усилителя. Так, например сделано в трансивере Kenwood TS-890S, где применен старший брат INA168 микросхема INA193 (рисунок 5).
Необходимо отметить, что так как цепи питания DA1 и DA2 объединены напряжение питания датчика не должно превышать 5 В. При этом в случае, если датчик включается в разрыв цепи, в которой напряжение более 5В., земли датчика и измеряемой цепи объединять нельзя.
Общий вид печатной платы датчика тока на INA168 приведен на рисунке 6.
Данный проект открыт для свободного использования в некоммерческих продуктах. Скачать файлы печатной платы вы можете по ссылке:
https://www.pcbway.com/project/shareproject/INA168_Current_senser_module.html
#PCB #INA168 #INA138
