Датчик тока на качерной технологии: 10 лет разработки для идеального измерения
Почему так долго?
Этим вопросом я задавался много раз за последнее десятилетие. Патенты изобретателя Владимира Ивановича Бровина на качер (генератор разрывов электрической цепи) открыли путь к уникальным методам измерения. Мне удалось не только изучить и повторить его схемы, но и создать нечто большее — готовое к применению на рынке изделие. Как часто говорил сам Бровин, качерную технологию можно “завалить рынок качерами с самой низкой себестоимостью”.
В 2022 году я поставил цель: завершить разработку датчиков тока — как постоянного, так и переменного — на базе доступного микроконтроллера STM8S. Этот путь начался давно.
Долгий путь к совершенству
- 2012 год: Собран первый макет качерного измерителя тока.
- 2013 год: Написана первая программа для микропроцессора, измеряющая частоту — ключевой параметр работы качера.
- 2017 год: Появление окончательной схемы датчика тока на качере с измерительным модулем, фиксирующим частоты (F1, F2) и напряжения (V1, V2).
- 2022 год (итог): Два месяца кропотливой работы над алгоритмом увенчались успехом. Завершена разработка первого измерительного модуля на микроконтроллере STM8S, созданного специально для качеров Бровина.
Сердце системы: модуль на STM8S
Выбор микроконтроллера STM8S103F3 не случаен. Это недорогой, но мощный чип с 8-битным ядром, 8 КБ Flash-памяти и богатой периферией: таймерами, АЦП и UART-интерфейсом, идеально подходящим для наших задач.
Что умеет модуль? Разработанная плата с микроконтроллером потребляет всего 5 мА от источника питания 3.3В. Её основная задача — с высокой точностью измерять входную частоту сигналов с качерного датчика, на основе чего вычисляется значение постоянного тока. Каждую секунду модуль передаёт по последовательному порту UART строку с результатами измерений F1, F2, V1, V2. Этот же порт можно использовать для подключения к компьютеру или интеграции в более сложные системы.
Универсальность — наш принцип. Эта же платформа открывает возможности далеко за пределами измерения тока. Подав сигнал с индуктивного датчика на входы V1 и V2, можно рассчитывать расстояние в миллиметрах. Таким образом, на базе модуля можно создавать абсолютные датчики перемещений, повторяя идеи, заложенные в патенте Бровина “Датчик для измерения перемещений”.
Качерная технология: просто о сложном
В основе нашего датчика лежит запатентованный генератор разрывов электрической цепи (качер) на транзисторе. В отличие от обычных трансформаторов, качер способен работать в непрерывном режиме, создавая особые электромагнитные условия внутри полупроводника.
Как это работает для измерения тока? Протекающий через специальную цепь измеряемый ток влияет на процессы в кристалле транзистора качера. Это, в свою очередь, изменяет частоту генерируемых им электрических разрывов. Микроконтроллер фиксирует эту частоту, а заложенный алгоритм пересчитывает её в точное значение тока. Метод бесконтактный и обладает высокой чувствительностью.
Область применения и заказ
Главное практическое применение нашего датчика — точный контроль тока заряда и разряда аккумуляторных батарей. Это критически важно для продления их срока службы и безопасности эксплуатации.
Мы завершили этап макетирования и готовы предложить вам уникальный датчик тока на качере. Это готовое, отлаженное изделие с открытым для интеграции цифровым выходом.
ЗАКАЗЫВАЙТЕ! И получите в свое распоряжение технологию, на стыке фундаментальных открытий и современной микроэлектроники, созданную за десять лет упорной работы.
Разработка основана на исследованиях и патентах В.И. Бровина (RU2444124C1 и др.). Используемый микроконтроллер STM8S103F3 широко применяется в промышленной автоматике и IoT-устройствах.