Druckbare Version
Hallo,
ich weiß dass sich das jetzt wieder komisch anhört,
aber ich habei ein Problem mit dem Messen eines Stroms.
Ich will dem Atmel für eine Motorsteuerung den Strom messen lassen.
Strommessungen, über Shunt, kein Problem.
Das Problem sind aber die 25A. Denn ich habe nich so viel Platz
zur verfügung, dass ich einen rießigen Lastwiderstand unterbringe.
Jetzt wolt ich mal fragen, ob Ihr mir da vielleicht weiterhelfen könnt?
Vielen Dank schon mal
hi,
nimm dir doch ein externes bauteil zuhilfe da gibts was bei farnell musst mal kucken wenn ich es finde sag ichs dir.
mfg
Hallo,
danke für den Tipp, aber jetzt weiß ich überhaupt nicht wonach ich bei farnell suchen soll :-)
Was genau meinst du?
Vielen Dank aber für Deine Bemühungen
Hallo,
wenn du +15V und -15V zur verfügung (und den Platz dazu) hast dann würd ich nen einfachen Strommesswandler nehmen (hab hier z.B. 3 LA 55P von LEM rum fliegen ;) ).
Dann einfach den Messausgang vom Wandler über nen Messwiderstand auf GND und fröhlich mit dem AVR Messen lassen \:D/
P.S.: habs fast vergessen, der misst nicht nur AC sondern auch DC und Impulse ;)
Hmmm. ich hab eigentlich nur 12V zur Verfügung...
Kann ich auch die Spannung zwischen einem Stück Leiterbahn messen?
über Operationsverstärker?
Hallo Keiser-F!
Natürlich, da als Shaut eine beliebige Resistanz, durch die der zu messende Strom fliesst, genommen werden kann. Es kann auch ein Stück Draht sein. Man kann das ganze mit der Verstärkung des Operationsverstärkers kalibrieren.
Die für ein Operationsverstärker benötigte negative Spannung (-12V) kann man bequem mit ICL7660A (8-Pin) und nur zwei Elkos aus +12V erzeugen.
MfG
Hallo PICture,
Danke für den Tipp.
Ich hätte als OPV den LM324N genommen...
Muss ich direkt mal einen Versuch starten ob das so hinhaut!
Sollte ich bei 25A nicht die 70µ-Platine nehmen?
Ich würde lieber eine Leitung die der Strom zu Motor(en) führt auf zwei stellen abisolieren und die da abfallende Spannung mit zwei dünnen Leitungen zum Operationsverstärker (der als Diferenzialverstärker dienen wird) zuführen. Die Potenziale an den Anzapfstellen gegen GND spielen dann keine Rolle.
Natürlich, je weiter die Anzapfstellen auseinander werden, um so höhere Spannung entstehen wird. Dann braucht man niedriegere Verstärkung.
Eigentlich kann man GND und einen Anschluss vom Motor nehmen.
Bei dem Verfahren von PICture hast du aber einen Temperaturfehler von 0,39 % / °C aufgrund des Temperaturkoeffizienten von Kupfer zu berücksichtigen. Ein Shunt mit gutem TK ist hier besser geeignet.
Gruß
Detlef
Hallo magnetix48!
Vielleicht sind die 0,39%/°C noch annehmbar ? :)
Ich hoffe, dass die Motorzuleitungen nicht heiss werden.
MfG
Mit gutem TK meine ich, dass er einene kleineren Temperaturkoeffizienten als Kupfer hat. Ein guter Shunt fängt für mich als Messtechniker bei einem TK von 0,0025 % / °C an. Selbst normale Metallschichtwiderstände haben einen TK nur 0,005 % / °C (50 ppm / °C).
Gruß
Detlef
So wie ich es sehe, der Keiser-F möchte ein Shunt als Bauelement vermeinden.
Im schlimmsten Fall, man kann die Temperatur, der als Shunt dienender Leitung, messen und seine Resistanz softwaremässig kompensieren.
MfG
OK, vielleicht reicht die Genauigkeit des Leitungswiderstands von der Temperaturstabilität. Es kommt ja auf die Anforderungen von Kaiser-F an. Wenn ihm die Genauigkeit ausreicht, ist die Methode vom Aufwand sehr gering.
Gruß
Detlef
Hi,
Hier wird ja heiß getüftelt..
Mir reicht es, wenn ich auf 1A genau messen kann.
Ich will zB einstellen, dass der Motor beim erreichen von zB 10A abschaltet.
eine Leitung vom motor zurückführen möchte ich eher nicht...
Sonst muss man das Ganze bei anderer Verkablung immer neu kalibrieren.
Gegen einen Shunt hab ich soweit nichts einzusetzen... nur weiß ich keine,
die für 25A ausgelegt sind und gliechzeitig klein sind...
bei einem 5W bräuchte ich max. 0,008Ohm.
Dabei hat manbei 25A eine Spannung von 0,2V.
Dann müsste ich noch was wissen.
Ich muss dann wenn die Widerstände so klein sind die spannung nicht vom Shunt-motor-ende auf masse messen, sondern direkt zwischen den shuntenden. Den es kann ja sein dass die anderen drei motoren dann die messung verfälschen.
Mein ADC kann ich aber nur gegen ein Potential messen lassen.
Ausser ich hänge diesen an einem Multiplexer dran...
Zusammenfassend:
Shunt, wenn es einen geeigneten Gibt, gerne.
Ansonsten muss ich es über eine Leiterbahnstrecke machen.
Apopro Shunt. Ich habe da mal welche gesehen, das war eigendlich nur eine
Drahtbrücke. Da stand zB 0,01Ohm drauf...
Wisst ihr wo ich sowas herbekomme? ich weiß garnicht wonachi ch bei dieser Bauart suchen soll...
Vielen Dank für eure Hilfe!!!
Hallo,
bei eBay werden Shunts angeboten, z.B. 60 mV für 25 A. Das sind 0,0024 Ohm. Die haben aber auch eine entsprechend der Stromstärke eine gewisse Größe. Noch einmal auf den Temperaturkoeffizient von Kupfer zurückkommend, wenn das Kabel sich aufgrund des Stroms um 10 °C erwärmt, hast du bei 25 A schon einen Fehler von 1 A.
Gruß
Detlef
Achjaaaa....
mal sehen ob ich vier von diesen hier:
Bild hier
auf eine 100x100mm große Platine, zwischen den 8 Relais unterbringe :-)
Ich muss gleich mal wenn ich zuhause bin im Bürklin-Katalog blättern...
evtl gibds da was vom Ratiofarm...
@Kaiser-F
So wie Du es jetzt beschrieben hast, es sind insgesamt 4 Motoren, für die Du angeblich einzeln Ströme messen willst. Dann wird es 25/4=ca. 6A zum Messen sein, oder braucht jeder Motor 25A ?
Du kannst auch "Stromstrecken" nehmen, die unabhängig von der Verkabellung sind.
Wenn Du für jeden Motor ein Differenzialverstärker anwendest, werden auf dessen Ausgängen alle Spannungen auf den gleichen Potenzial bezogen, egal wo sich die Shunts befinden.
Du brauchst dann sowieso einen analogen Multiplexer, der die Spannungen an den ADC schaltet.
Man kann nicht alles haben, hohe Genauigkeit, kleine Bauform und einfache Schaltung. Nimm den Vorschlag von PICture, miss die Temperatur des Kabels und korrigiere ensprechend der Temperatur deine Messwerte, schließlich muss der uC auch etwas zu tun haben!
Gruß
Detlef
@PICture,
Die Steuerung soll 4 Motoren Steuern.
die Motoren die bei meiner Steuerung zum einsatz kommen sind gemischt.
Einer braucht nur max 5A, einer eben 25A ( ÖlPumpe ).
Wenn einer auf Anschlag fährt, soll er abgeschaltet werden.
( Sorry, das Ganze hätte ich evtl früher sagen sollen.... )
Daher muss jeder Kanal einzeln gemessen werden.
Ich werde es dann so realisieren, dass ich einen Multiplexer
( 4052 ), 2x4 kanäle einsetze, um jeweils die zwei Shunt, bzw. Streckenabgriffe auf den OPV zu leiten... Damit stimmt auch das Potential.
Das Potential setze ich dann auch auf den AGND des atmels.
Potential = erster Abgriff am Shunt (auf der Masse-seite).
Es Läuft zwar meist sowieso nur ein Motor.. aber wenn schon denn schon...
Ich rede von 25A, wenn er auf Anschlag fährt (höchstbelastung).
Dann soll er abschalten (bei 20A abschalten... 25A, ein bisschen Spielraum).
@magnetix48,
klar, man kann nicht alles haben, aber ich möchte es auf +- 0,5A hinbekommen. Damit ich im LCD dann aufs A einstellen kann.
Vielen Dank für Eure Bemühungen!!!
Ich finde einfach keinen geeigneten Shunt... grrrrr
Warum möchtest Du ein Motor der auf Anschlag fährt auf so kompliezierte Weise abschalten?
Den gleichen Zweck erfüllt doch ein Endschalter.
Er soll aber auch abschalten, wenn was dazwischen kommt...
Wie beim Fensterheber... Endschalter ist nicht möglich in diesen Fall...
Leider...
Ich weiß jetzt nicht, ob die Idee mit dem LM324 noch aktuell ist. Ich würde jedenfalls zur Spannungsverstärkung einen OpAmp mit weniger als den max. 7mV Offset vom LM324 nehmen. OP07 könnte gehen, der hat auf jeden Fall deutlich weniger.
MfG
Genau für solche Fälle hab ich mir ein universelles Strommess-Modul mit einem LEM Stromwandler gebaut.
Kleine Platine, wird mit 5V versorgt und gibt die Spannung an einem dritten Pin aus. Mit einem Poti lässt sich der Offset für diese Spannung einstellen (damit der ADC auch AC messen kann). Auf der Platine befindet sich ein kleiner DC/DC-Wandler von Traco, der mir aus den 5V die +- 12V wandelt, und ein OPV, damit ich einen Offset einstellen kann.
Geht bis 50A, kann auch ans Oszi gehängt werden.
Hallo Markus,
Gibst du dazu auch mehr infos raus?
Wäre Super...
Ich kenne mich mit Operationsverstärker noch nicht so gut aus...
Kann mir beim OP07 jemand helfen?
Habe mir jetzt bei Bürkllin einen Widerstand bestellt...
SMD Bauform:3920.
Leistung: 3,0Watt
Widerstand: 0,003Ohm
Toleranz 1,0%
Laut rechnung:
R = U/I <=> U=R*I <=> U=0,003Ohm * 25A = 0.075V
Bedeutet: bei einem Strom von 0...25A hat man 0...0.075Volt..
Ist das überhaupt messbar? Schafft das der OPV?
ich bräuchte die 66-fache Verstärkung (für 0...5V)!
Leistungsrechnung:
P=U*I <=> U=P/I <=> U=3W/25A <=> U=0,12V
R=U/I <=> I=U/R <=> I=0,12V/0,003Ohm <=> I=40A
Bis 0,12V darf die Spannung am Widerstand ansteigen bis er die
3 Watt erreicht... Das wären beim 0,003Ohm-Widerstand dann
40A... 25 Hab ich maximal(mehr bringt das Relay garnicht...
Das sollte in Ordnung sein...
Geht nur noch ums messen...
Ich muss ja DIREKT vor und SIREKT nach dem Widerstand zwei messleitungen abgreifen, und dazwischen die Spannung verstärken...
Die "neue" Spannung soll aber als Potential AGND haben...
Ich hoffe Ihr versteht?
Hallo,
Ich habe mir jetzt von Bürklin einen 0R003 und einen 0R005 Präzisionswiderstand zukommen lassen.
Aussehen tun die so:
Bild hier
Sowas schimpft sich Vierleiterwiderstand.
Jetzt ist die Frage, wie sind die zwei kleinen Pins verbunden?
Wenn das meine Messleitungen wären, dann wär das ja IDEAL!!!
Hallo Kaiser-F,
die zwei kleinen Anschlüsse sind die Mess-Pins, sie liegen parallel zu den Lastanschlüssen.
Gruß
Detlef
Hallo Kaiser-F,
hab gerade gesehen, dass du auch noch nach der Messschaltung suchst. Bei dieser kleinen Spannung brauchst du auf jeden Fall ein Differenzverstärker mit einem guten OP. Da du keine negative Betriebsspannung hast, kommt nur ein Typ in Frage, der bis Masse am Eingang messen kann. Zusätzlich sollte der OP eine Offseteinstellung haben. Hier meine Schaltung mit einem AD 820.
R1 = R3 = 1 kOhmCode:
___R2
Laststrom +---|___|--+
^ | |
| | |
| ___R1 | 2|\ |
| +--|___|---+---|- \ 6 |
| | 3| >--+-- U_out
| | +---|+ /|1
| | | |/| |
| | ___R3 | 5|.-.
|/--(--|___|---+ || |Offset
.-. | .-.R4 || |<-+
| | | | | |'-' |
| | | | | | |P1 |
'-' | '-' +-+ |
|\--+ | |
| | |
---+--------------+-----------+- 0 V
R2 = R4 = V * 1 kOhm
P1 = 20 kOhm
Was ich nicht eingezeichnet habe: +Betriebsspannung Pin 7, Masse Pin 4 am AD820. Und Blockkondensator 0,1 µF von Pin 7 nach Pin 4 nicht vergessen!
Gruß
Detlef
Hallo Detlef,
Vielen Dank für Deine Hilfe!
Dass das Messpins sind ist ja klasse!!!
Eines wäre da noch...
Ich glaube ich kann nicht gegen masse massen.
Ein Abgriff an den messpinsist zwar mit Masse verbunden,
aber wenn der Strom Fließt, dann kann sich die Masseseite spannungsmäßig
erhöhen gegen der masse, die am ADC, bzw. am OP ist.
Wenn zB ein zweiter Motor läuft.
Daher bräuchte ich einen OP, der die Spannung zwischen zwei Punkten misst, und sie gegen Masse ausgibt.. oder auf zwei Pins.
Einen schließ ich dann am AGND des ADCs an, und den anderen am IN des ADCs...
Ich hoffe du verstehst was ich meine.
Hallo Franz,
der Messverstärker ist ein Differenzverstärker, der die Differenz zwischen zwei Potentialen misst. Du greifst die Shuntspannung an den beiden Messpins ab. Damit, dass R4 nach Masse geschaltet ist, bestimmst du, dass die Ausgangsspannung auf Massebezogen ist und zwar genau auf den Punkt wo R4 auf Masse geschaltet ist.
Mit anderen Worten, du misst eine Spannungsdifferenz, verstärkst sie mit Faktor V und gibst sie massebezogen am OP-Ausgang aus.
Trotzdem solltest du den Last- und dem Messkreis gut voneinander entkoppeln, z.B. indem du vom Netzteil mit der Masse in zwei Richtungen weggehst. Einmal zum Lastkreis und einmal zum Messkreis.
Noch mal zum OP. ich war davon ausgegangen, dass du nur eine unipolare Betriebsspannung zur verfügung hast. Inzwischen habe ich gesehen, du hast auch eine negative Betriebsspannung. Mit dem OP, den ich dir angegeben habe, kannst du mit +5 V auskommen. Der OP kann bis auf wenige mV an die Betriebsspannungsgrenzen kommen, wenn er nicht groß belastet wird.
Gruß
Detlef
negative spannung hab ich bis jetzt noch nicht, aber so eine ist ja gleich erzeugt....
Hallo
Mit der Schaltung hier geht es Massebezogen und mit nur einer Betriebsspannung von 5V in beiden Stromrichtungen.
Der Plan ist ein Auszug aus einer Batterieüberwachung daher die etwas merkwürdigen Teilenummern. Der OPV kann auch ein anderer sein der mit einer Versorgungsspannung auskommt, wie zB. LM324 nur, ist der nicht so genau. Die Dimensionierung lässt sich ja leicht an die eigenen Bedürfnisse anpassen.
Hallo,
Danke für den Schaltplan.
Hier jetzt mal ein Plan, was genau zu Messen ist:
Bild hier
Zwischen MESS-A1 und MESS-B1 soll die Spannung gemessen werden.
MESS-A1 kann von der Masse bei der "Messeinheit" abweichen!
Denn die Masser der Motoren wird von der Masse der Elektronik getrennt,
bzw. weit vorher abgezweigt!
Da die Spannung bei 0,003OHM (!!!) sehr klein ist,
und von der Abzweigung bis zum Messwiderstand eine
Spannung an der Zuleitung anliegen kann, muss unbedingt
zwischen MESS A1 und MESS B1 gemessen werden...
Ausgegeben werden sollte es am besten dann eben mit der Masse
der Elektronik als Potential.
Brauche ich dann für so einen OPV warscheinlich eine negative Spannung oder? Mit den OPV kennich mich noch nicht so toll aus... bin noch am lesen
der Datenblätter und googlen...
Wäre nicht schlecht wenn Wir das heute noch austüfteln könnten,
weil dann flitz ich morgen früh gleich zum Conrad nach Regensburg :-)
Besten Dank schon mal!
Hmm
Das müste mit meiner Schaltung auch funktionieren wenn man die mit Masse verbundenen R70 und 72 mit A1 verbindet und R67 und 68 mit A2.
Das klappt solange wie die Spannungsdifferenz zwischen GND und A1 nicht gleich ein paar volt ausmacht.
Für einen OPV braucht man nicht unbedingt eine negative Spannung wenn ein Typ eingesetzt wird der für diesem Zweck gebaut wurde wie zB LM324, TLC274, oä.
Ansonsten kann man auch mit einer per Spannungsteiler erzeugten 'künstlichen' Masse arbeiten.
Wenn aber Pegel über 1V ins negative gegen Masse geht oder Die Ausgangsspannung gegen MAsse negativ sein soll braucht man eine symetrische +/- Spannungsversorgung (geht mit n'em icl7660 recht einfach zu machen)
Hallo Franz,
musst du beide Polaritäten messen? Wenn dir eine Polarität reicht, ist die Differenzverstärkerschaltung, wie ich sie dir geschickt habe wesentlich einfacher. Die Schaltung hat, da sie die Eingangsspannung nicht massebezogen, sondern als Differenzspannung zwischen den Fühlerleitungen des Messwiderstands, kein Problem mit Differenzen auf der Masseverbindung.
Und den Bezugspunkt für den Ausgang wählst du mit R4.
Mit einer zusätzlichen negativen Betriebsspannung wären bei der Schaltung auch beide Polaritäten des Stroms messbar.
Gruß
Detlef
Also:
Bild hier
MESS_A kann ich nicht als MASSE-PORTAL ansehen, da es sich
leicht verschieben kann. Und diese leichte verschiebung kann meine
messung um ein vielfaches fälschen.
Daher muss ich irgentwie mit dem OPV die Spannung zwischen MESSA und MESSB messen, diese um den faktor 60verstärken,
und dann ausgeben.
Die AUSGABE wäre IDeal, wenn sie als Portal GND-Elektronik hätte.
MUSS ABER NICHT SEIN...
Also bräuchte man einen OPV, an dem ich die zwei Leitungen MESSA und MESSB direkt anschließe, und auf der anderen Seite direkt auf meinen
ATMEL gehe.
EDIT: Die zu messende Spannung liegt im Bereich:
0.....0,12V, wenn möglich sollte ich minimum 50Stufen erkennen...
Hallo Franz,
vielleicht hat dich in meinem Schaltplan die direkte Verbindung zwischen dem Masseende des Messwiderstands und der Messelektronik etwas irritiert. Solange zwischen den beiden Punkten nicht Spannungen weit über 1 V liegen, kannst du die Verbindung auch auftrennen. Über R1 und R3 wird die Spannung zwischen den beiden Messanschlüssen aufgenommen, unabhängig davon, ob auf der Masseleitung zwischen dem Shunt und R4 hunderte von mV liegen. Das ist das Prinzip des Differenzverstärkers. Voraussetzung für diesen Verstärker ist, dass R1 = R3 und R2 = R4 möglichst exakt gegeben ist. In diesem Fall spielt ein Spannungsabfall auf der Masse keine Rolle.
Gruß
Detlef
Hallo Detlef,
Vielen Dank für Deine Hilfe. Um es noch besser zu versehen, lese ich jetzt noch die beschreibung des Differenzverstärkers bei Wikipedia und ähnlichen Seiten durch...
Soweit mal besten Dank. Ich hooffe nur der Conrad in Regensburg hat den da ;-)!
ACH JAAA... jetzt hab ichs geschnallt!
Man sehe sich dieses Bild an:
Bild hier
Stammt von:
http://www.elektronik-kompendium.de/...lt/0210153.htm
Zur Übersicht nochmal:
Bild hier
Ich schließe jetzt einfach E2 auf an MESSA, und E1 auf MESSB an.
E2 sollte nicht mehr als 1V höher sein als GND (ist es bestimmt nicht! )
Ua ist dann sie spannung die ich gegen GND messen kann....
Stimmts?
Was mit jetzt noch nicht ganz klar ist,
Wozu sind (in der ELKO schaltung ) die Widerstände R1 bis R4?
Spannungsteiler R1 und R2 sind für den Verstärkungswert, und R3 und R4?
Hallo Franz,
diesen Verstärker habe ich unter der Vorrausetzung gewählt, dass du nur +5 V zur Verfügung hast. Wenn Du z.B. +-12 V zur Verfügung hast, erhöht sich die Anzahl der möglichen OPs wesentlich. Wichtig ist, dass es ein guter OP mit kleiner Offsetspannung und kleiner Offsetspannungsdrift ist. Die meisten älteren guten OPs wie z.B. der OP07 kommen nach + und nach - jeweils nur bis 2 V an die Betriebsspannung heran, deshalb braucht man für diese OPs höhere Betriebsspannungen und wenn man bis 0 V arbeiten will, auch negative Betriebsspannungen. Es gibt sicher noch mehr OPs in der Art wie der AD820, müsste ich aber auch erst in den Datenblättern forsten. Stichwort ist: Rail to Rail Eingang und Ausgang, also, dass der OP ab -Betriebsspannung bis +Betriebsspannung am Ein- und Ausgang arbeiten kann.
Gruß
Detlef
Und wenn ich so nen DC/DC Wandler aud meine Platine setze,
Dann kann man bestimmt bessere Ergebnisse erzielen oder?