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Thema: Batteriestrom messen mit AVR

  1. #1
    Erfahrener Benutzer Fleißiges Mitglied
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    Batteriestrom messen mit AVR

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    Hallo!
    Ich möchte mir für eine 12V Gelbatterie ein kleines Messgerät bauen, das mir die Spannung und den Strom anzeigt. Das mit der Spannungsanzeige am LCD funzt schon.
    Ich verwende ein STK200 mit Mega8535. Am ADC Kanal0 messe ich die Spannung, am ADC Kanal2 möchte ich den Strom über einen Shunt (1mOhm) messen (Weil ich den hier rumliegen habe). Messbereich soll 0,5 .... 100A sein. AREF habe ich auf 4V.

    Jetzt hab ich mir gedacht ich greife die Spannung am Shunt ab und verstärke mit einem OP um 40 fach. Sollte man da nochwas beachten? Welcher OP etc?

    d.h.
    1A = 1mV x 40=40mV .... 100A = 100mV x 40 = 4V

    4V/ 1023 = 3,91mV Auflösung.

    Könnte das so funktionieren?

    Ich würde den Shunt in die Masseleitung der Batterie einschleifen.
    Erstmal interessiert mich der Strom nur in einer Richtung d.h. der Verbrauch. Wenn das funzt solls natürlich auch bei der Ladung gehen.

    Für eure Hilfe wäre ich Dankbar!
    Gruß
    Hans

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Roboter-Spezialist
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    Könnte so klappen. Nur die OPV Schaltung so aufzubauen das es über den gesammten Bereich einigermassen genau bleibt ist nicht ohne.

    Ich empfehle einen Strom-Meßverstärker wie den LMP8271, LTC6104 oä. zu nehmen. Damit spart mann sich eine Menge Arbeit mit Offsetabhleich etc. Sind zwar nicht für Cents zu haben aber ein für diese Aufgabe brauchbarer OPV ist auch nicht viel billiger.

    Brauchst Du wirklich 100A? Wenn Ja würd ich das auf einer Dickkupfer -Leiterplatte aufbauen.

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Fleißiges Mitglied
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    Hallo !
    Erst mal Danke für die Antwort.
    Ich hab mir gerade die Datenblätter besorgt, die sind gerade richtig meine ich. Damit könnte ich sogar beide Stromrichtungen messen.Ich muss mal sehen obs die beim Conrad oder Reichelt gibt.

    100A muß nicht unbedingt sein aber aber so um die 30A wäre nicht schlecht.

    Hast du die schon mal eingesetzt?
    Gruß
    Hans

  4. #4
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    Ja den LMP setze ich oft ein, bisher gute Erfahrungen. Das schöne an dem Teil ist das wenn für ADC und Messverstärker die gleiche Ref-Spannung verwendert wird die mögliche Schwankung dieser nicht auf die Genauigkeit auswirkt. Ich kauf die Dinger bei Farnell, Spoerle müsst die auch haben aber nur große Stückzahlen. Kann man aber auch bei National als Muster schnorren wenn 2-3 Stück reichen. Der grosse C hat so was warscheinlich nicht wie ich den Laden kenne.
    Da ich aber auch oftmals in der Highside messen will und Spanungen bis 70V hab hab ich mir mal ein Paar Muster vom LTC besorgt aber noch nicht getestet.

    Bei Maxim gibts auch einige recht interessante Teile zum Thema Strommessung.

  5. #5
    Erfahrener Benutzer Fleißiges Mitglied
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    Hallo!
    Ich hab mir heute bei Mercator ein paar LMP8270 und ..71 bestellt, nachdem ich beim Conrad (hier ganz in der Nähe) keine bekommen habe.
    Ich wollte eine Skizze in den Text hier einfügen, aber irgendwie krieg ich die nicht rein.
    Nun versuch ich die Schaltung ohne Skizze zu erklären:

    Ich hab einmal die 12V GEL-Batterie, vom Plus der Batterie geht's zu den Verbrauchern. In der Rückleitung von den Verbrauchern hängt ein Shunt von 1mOhm, die andere Seite des Shunt geht auf Batterie Minuspol.

    Bei 30A Maximalstromfluß sind das 30mV am Shunt. Laut Datenblatt ist das zuviel, da am LMP8270 am +IN/ -IN nur 1mV maximal anliegen darf.
    Also muss ein Spannungsteiler davor : Oben 100k Poti/ unten 1k Fest.

    Parallel zum 1k Festwiderstand gehe ich auf +IN und -IN des LMP8270.

    An Pin 6 (Vs) schließe ich +Vcc = 5V des AVR an.
    Von Pin5 (OUT) geht's direkt in den Eingang des AVR ADC Kanals.

    Dann gibt's noch einen C der zwischen A1/ A2 und GND hängt. Wie groß soll der sein? 10n ist das ok?

    Meinst du das passt so?

    Gruß
    Hans

    PS: Die Antwort dauert einige Zeit, da die Dinger Heute erst bestellt wurden.

  6. #6
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    Mit den 1mV musst Du dich verlesen haben!
    Da das Teil in der Standardschaltung V=20 hat wären da ja nur 20mV Ausgangsspannung. Bei mir laüft das Teil mit bis zu 150mV Spannung am Shunt

    Die beiden Eingangsanschlüsse müssen direkt und ohne Umwege an den Shunt (Praktisch wenn er Kelvinanschlüsse hat - daran)

    Der Kondi an a1/2 sollte unbedingt drann. Die Grösse hängt davon ab wie schnell Werteänderungen erkannt werden sollen. 10n ist für die Batterieüberwachung zu wenig 100n -1µ sind besser.

  7. #7
    Erfahrener Benutzer Fleißiges Mitglied
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    Mensch, du hast recht.
    Danke.

    Mein Shunt 50mV = 50A ist auch recht mikrig.
    Das gibt am Ende bei 30A am Shunt auch nur 30mV x 20= 0,6V am ADC.
    10mOhm wäre besser.

  8. #8
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    Der 1 mOhm shunt ist nicht zu klein. Bei einem größeren shunt hat man eher Probleme mit der Abwärme und den daraus möglicherweise entstehenden Thermospannungen. Bei 50 A und 50 mV sind das auch schon 2,5 W. Gerade wenn man nur den 10 Bit Wandler im AVR benutzt macht es gar nichts wenn man nur 50 mV an Spannung messen muß, dass sind dann innerhin noch 50 uV pro LSB.

  9. #9
    Erfahrener Benutzer Fleißiges Mitglied
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    Ok, Danke für die Antwort!
    Dann bin ich beruhigt. Ich hab nämlich nur den einen.
    Die ICs LMP8270 und ..72 für die Strommessung sind auch gerade angekommen, hat ja super geklappt
    Allerdings sind das welche mit SMD Anschluss, dh. das wird ein Gefummel.
    Gruß
    Hans

  10. #10
    Erfahrener Benutzer Roboter-Spezialist
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    Ja die gibts, wie die meissten modernern IC's, nur noch in SMD. Aber der ist ja als SO8 recht gut zu händlen. Nehm ja seit langen fast nur noch SMD-Teile (bin sowiso zu faul zum Bohren )

    Im Datenblatt steht aber auch drin wie man die Verstärkung durch 1-2 Widerstände zusätzlich erhöhen kann.

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