Projekt: AVR soll Strom und Temperatur messen und Daten->

Soo.... das alte Projekt ist passé - ein neues muss her! :D

Also, das Gerät soll so aussehen:
-> Es misst den Strom (A) den ein Akku abgibt (das ganze ist in einem RC-Modell)
-> Es misst die Temperatur
-> Es kann die Daten an den PC senden der dann ein Diagramm erstellt, also muss der Controller regelmäßig Messwerte speichern

Wegen Modellbau sollte sich die Größe in Grenzen halten (SMD?!).

Leider bin ich noch kein AVR Crack, aber ich möchte an diesem Projekt einiges lernen und da Reichelt bei mir um die Ecke ist, kann ich ruhig mal was schrotten :D

Mmhh... wie fang ich an. Erstmal alles theoretisch durchgehen. Wie kann man am besten Stromstärke messen? Ich habe bis jetzt nur Spannungen gemessen.

Gruß, Björn

hallo,
Ich würd das so machen:
einen ziemlich kleinen Widerstand in Reihe zu Stromversorgung,
an beiden Seiten des Widerstandes ADC von AVR dran...
Damit kannst Du Spannungsabfall am Widerstand Bestimmen, und nach dem ohmischen Gesetz den Strom ausrechnen.
Frage ist nur wie groß die Ströme in etwa sind?

Gruß Sebastian

Hallo,

im Schnitt liegen sie so bei 30A - es können aber auch zeitlich über 50A sein.

Gruß, Björn

Das mit dem Widerstand ist schon ein guter Anfang.

Das aber dann direkt mit dem Mikorkontroller zu messen wird nicht gut da an einem kleinen Widerstand auch nur ein kleiner Spannungsfall ist, also muß die gemessene Spannung noch mal verstärk werden.


MfG

bei 50A brauchst du schon nen sehr dicken widerstand... wenig ohm, viel leistung...

der widerstand wird bei soviel strom heiß, umd er muss für die entstehende wärmeleistung ausgelgt sein, sonst raucht er ab... bei reichelt seh ich auf den ersten blick nichts passendes im angebot...


@rofo88:
bei 50A ergibt sich schon einiges an spannung... ich hab mal nen paar hochlastwiderstände von reichelt durchgerechnet:
0,082 ohm -> 4,1V spannungsabfall, 205W verlust (dabei kann das teil nur fünf ;( )
also muss was dickeres her: 17W, aber leider nur 1,5 ohm
macht 3750W und 75V...


ich schätze das ganze wird auf ein kurzes stück dünnen draht hinauslaufen...

@Rofo88
das geht, habe schon Projekte gemacht, wo sowas gemacht wird, bei 10Bit ADC ist das gut messbar, aber bei Strömen von 30-50 A kann man das schon mal vergessen...
Dann muß man das irgendwie induktiv machen, mit einem Ferritring plus Spule um den Leiter
so wie bei Zangenampermetern....
Gruß Sebastian

oder man zapft sich sein signal direkt im fahrtenregler an den mosfets ab... da messen die nämlich auch den strom für ihre strombegrenzung...

Mmhh... sieht ja schwierig aus ;)

Auf jedenfall nicht irgendwie am Regler anzapfen oder so.

Gruß, Björn

dann wäre der eleganteste weg per induktionsspule oder magnetfeld...

ein, zwei windungen kabel um einen hallsensor, und schon lässt sich berührungslos der strom messen...

Ihr könnte mal nach LEM Wandlern schauen.

Zum Beispiel einfach mal bei http://de.farnell.com/jsp/home/homepage.jsp als Suchbegriff "LEM" eingeben und dann unter "Elektrotechnik > Wandler".

Oder auch bei http://www.digikey.com nach "LEM" Suchen unter "Sensors > Current" ...

MfG Kjion

Kennst du den Aufbau des Ladereglers? Es gehen ja nicht 230V mit 50A in die Akkus. Also wird der Strom an einigen Stellen geringer sein. Kannst du da nicht ein Spannungfall messen, der in der Schaltung sowieso vergegeben ist?

@Kjion

Das kostet aber auch einiges...


@uwegw

Klingt interessant! Wie funktioniert denn ein Hallsensor - hatte noch nie mit ihnen zu tun ;)


Gruß, Björn

gan eifach. du hast ne kleine platte aus nem leitenden material. da schickst du nen strom durch (aber nicht die 50A!!!). wenn jetzt von oben ein magnetfeld auf die plattetrifft, verschiebt es die fließenden elektronen zum rand der platte hin, wo man dann ne spannung messen kann...

ausführlicher:
http://de.wikipedia.org/wiki/Hall-Effekt


das ganze gibts dann als fertiges IC... betriebsspannugn anlegen und analoge, bereits verstärkte ausgangsspannung messen...

Und dann hat man die Stromstärke?

Was kosten denn solch ein fertiges IC?

Gruß, Björn

Zitat:

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Zitat von Marco78

Zitat:

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Zitat von ICH

Kennst du den Aufbau des Ladereglers? Es gehen ja nicht 230V mit 50A in die Akkus. Also wird der Strom an einigen Stellen geringer sein. Kannst du da nicht ein Spannungfall messen, der in der Schaltung sowieso vergegeben ist?

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Es geht hier nicht um ein Ladeforgang sondern um ein Model das eine Baterie auf extremste Weise lehr saugt.

Zitat:

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Zitat von Z80

Es geht hier nicht um ein Ladeforgang sondern um ein Model das eine Baterie auf extremste Weise lehr saugt.

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Ganz genau - und es soll protokolliert werden wie sehr es saugt.

Gruß, Björn

Zitat:

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Zitat von Björn

Und dann hat man die Stromstärke?

Gruß, Björn

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Die Stromstärke nicht, sondern eine Referenzspannung.

Aha. Dann müsste ich aber trotzdem noch eine der oben genannten Methoden anwenden um letztendlich die Stromstärke zu bekommen?

Gruß, Björn

Ich bitte 1000mal um Verzeihung. Ich hatte es falsch gelesen.

Strom kann man nicht messen! Die einzige elktrische Größe die man messen kann ist der Ladungsunterschied zwischen zwei Punkten und das ist die Spannung. Wenn man Strom messen will hat man nur die Möglichkeit, den Spannungsfall über einem bestimmten Widerstand zu messen und die Stromstärke zu errechnen. Was anderes machen Multimeter auch nicht.
Wenn du also den Strom haben willst, kannst du es nur über eine Spannung machen. Was auch ein Vorteil ist, wenn du den ADC des AVR benutzen willst.

@Marco
Ah gut. Soweit habe ich ja alles verstanden. Nur mit Widerständen wird's ja schwierig wegen der Stromlast => Temperatur.
Außerdem soll keine Spannung für das RC-Modell verloren gehen.

Gruß, Björn

Zitat:

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Zitat von izaseba

Zitat:

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Zitat von Björn

Und dann hat man die Stromstärke?

Gruß, Björn

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Die Stromstärke nicht, sondern eine Referenzspannung.

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Hmm,
wenn ich mir die Dattenblätter von Reichelts Hallsensoren anschaue, dann habe ich hier quatsch geschrieben, die haben einen eingebauten Schmitttrigger, d.h. funktionieren als Schalter.....
Vielleicht gibt es welche, die eine Refspannung rausgeben ?

Zitat:

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Zitat von uwegw

das ganze gibts dann als fertiges IC... betriebsspannugn anlegen und analoge, bereits verstärkte ausgangsspannung messen...

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Zitat:

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Zitat von Björn

Was kosten denn solch ein fertiges IC?

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Genau das machen die LEM Wandler doch :-)

Bei 0,1 mOhm hält sich der Spannungsabfall in Grenzen, allerdings sind sie wie gesagt in den oberen Leistungsklassen relativ teuer. Was besseres wirst du dafür allerdings nicht so einfach finden ...

Zum Thema Shunt. Es gibt auf welche für 100 bis 200 A ( zum Beispiel bei Conrad glaube ich ). Das sind dann einfach dicke Drähte die einen bestimmten Widerstand haben.
Das wird vermutlich das billigste sein. Dann schließt du das ganze an einen Differenzverstärker an und erzeugst dir so aus den wenigen Millivolt Spannungsunterschied eine vom AVR messbare Spannung im Bereich von 0 bis 5 Volt ( oder was man auch immer haben will ).

MfG Kjion

@izaseba
Geht das nicht vielleicht wenn man die nicht enprellt also ein PullUp macht?

Gruß, Björn

Zitat:

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Zitat von Björn

@izaseba
Geht das nicht vielleicht wenn man die nicht enprellt also ein PullUp macht?

Gruß, Björn

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Nicht entprellen?
Was willst Du da nicht entprellen?
Wenn ich die Dattenblätter richtig lese, geht der Ausgang bei soundso militesla auf High, und bei weniger als soundso auf Low, je nach Sensor

Das mit den LEMs wäre auch mal was, aber die Preise....
Die Shunts sind denke ich mal brauchbar,60 mV bei 50A müßte man eventuell verstärken.

Achso...

Die LEMs sind mir auf jeden Fall zu teuer.

Gruß, Björn

shunt in der stromkategorie sieht etwa so aus:
Bild hier  
der kann 150A und liefert dabei 60mV

ein hallsensor mit analogausgang ist im kosmos elektronik experimentierkasten dabei... ich schau mal nach was das für ein typ ist...

edit: schade, das inet gibt nichts darüber her... das teil hat jedenfalls ein quadratisches gehäuse von 5x5x2mm, drei anschlüsse: vcc, gnd und nen ausgang, an dem ohne B-feld 2,5V und mit je nach feldrichtung mehr oder weniger spannung anliegt...

um analog messen zu können kämen vielleicht die KMZ... sensoren von reichelt in frage. allerdings hab ich vom schnellen datenblatt-überfliegen noch nicht ganz gerafft, wie die dinger arbeiten und wie man damit misst...


wie dick sind die leitungen die im modell verlaufen? was für eine kleine spule kann man damit um den sensor legen? gehe ich recht in den annahme, dass es sich um dickes hochstromkabel mit ca 5mm außenduurchmesser handelt? dann rechne ich mal durch, wieviel feld man damit erwarten kann... wahrscheinlich wär ein kern nicht schlecht...

Die dürften dafür schon fast zu empfindlich sein - jedenfalls, wenn sie in der näheren Umgebung eines Elektromotors verwendet werden sollen. Ich habe hier einen magnetischen Lageschalter (nach http://www.rocketpage.de.vu, unter "Zubehör" / "D-Serie: D-Mag") mit einem KMZ51: da reicht teilweise schon der Restmagnetismus eines Schraubendrehers, um den Sensor dauerhaft so zu beeinflussen, daß er per Stromimpuls zurückgesetzt werden muß. Die Magnetfelder eines laufenden E-Motors dürften da noch weit heftiger hinlangen...

Vom Prinzip her ist der Sensor eine Brückenschaltung aus magnetempfindlichen Widerständen: je nach Lage und Stärke des Magnetfeldes relativ zum Sensor ergibt sich ein analoges Ausgangssignal wechselnder Polarität. Allerdings sind die Spannungen dabei so gering, daß noch eine Vorverstärkung nötig ist, um sie mittels uC weiterzuverarbeiten.

Viele Grüße,
Thomas

Ist von Modell zu Modell unterschiedlich. Incl. Isolierung so 2,5 - 5mm Durchmessern.

Gruß, Björn

ein shunt von Conrad 100A hat die maße 100x80x20 mm hast Du so viel Platz übrig ?

Nein, auf keinen Fall.
Im übrigen ist ca. 0-20cm entfernt wie gesagt ein Elektromotor, der sicher Störungen verursachen würde...

Gruß, Björn

Guten Morgen!

Geht die Strommessung dann überhaupt noch ;-( ?

Gruß, Björn

Wenn keine absolute Genauigkeit gebraucht wird, sollte es eigentlich reichen, irgendwo im Stromkreis den Spannungsabfall zu messen - zB über einer sowieso vorhandenen Entstördrossel. Wenn man deren Widerstand kennt, ist der Rest nur noch Mathe. Vermutlich erhält man aber wieder nur ein schwaches Ausgangssignal und muß verstärken...

Ansonsten schau Dir nochmal die weiter oben erwähnten LEM-Wandler an, wie zB den HXS 50-NP (http://www.farnell.com/datasheets/61021.pdf). Die liefern eine stromproportionale Ausgangsspannung sowie eine Referenzspannung, mit denen man direkt den ADC eines uC füttern kann. Die Größe ist mit 18x16x10mm noch handlich, eine Eigenbaulösung mit Spule und Magnetsensor oder ein leistungsstarker Shunt dürfte bei den benötigten Stromstärken auch kaum kleiner ausfallen.

Allerdings sind die Teile mit knapp 10€ nicht gerade billig - die Frage ist halt (wie überall), welchen Kompromiß aus Kosten, Aufwand und Genauigkeit man eingehen will.

Viele Grüße,
Thomas

Was ist denn zwischen Akku und Motor außer Leitungen. Ist da nicht wenigstens ein Schalter? Da wird doch irgendetwas sein was einen Widerstand hat.

EDIT: Da war ich wohl ne Minute zu langsam ;) Du kannst ja auch die Akkuspannung messen. Je kleiner, desto größer der Strom. Du brauchst nur ab und zu mal die Leerlaufspannung um zu wissen wie groß die Kapazität der Akkus noch ist.

Ein Fahrtregler. Das Problem ist dass das Teil ja in veschiedene Modell mit unterschiedlichen Reglern und unterschiedlichen Motoren kommt.

Ich weiß ja nicht, was ihr unter "genau" versteht. Wäre schon gut wenn es auf eine Nachkommastelle genau wäre (besser zwei).

Gruß, Björn

Zwei Nachkommastellen bei 30A??? Warum muss es soooo genau sein?
Wenn man ein Schaltplan vor sich liegen hat und ale Ströme und Spannungen berechnet (bis auf zwei Nachkommastellen) wird man in der Praxis feststellen, das die Genauigkeit unnötig war (zumindest in vielen Fällen und ich behaupte mal Modellbau gehört dazu)

Wenn es aber so genau sein soll und es jedes mal andere Regler und Motoren sind bleibt dir nichts anderes übrig als ein (etwas größeres) und genaues (und damit etwas teurer) Referenzbauteil zu verwenden. Z.B. ein Widerstand.

Welche Genauigkeit wäre denn ohne Referenzbauteil etc. drin?

Gruß, Björn

Ich denke mal +-2A (worst case).
Aber du solltest die Akkuspannung mit messen wenn du wirklich zwei Stellen nach dem Komma haben willst. Weil mit abfallender Spannung verringert sich auch die Leistung. Es ist ja kein Netzteil das konstant 24V bei 50A abgeben kann.

Was darf es denn kosten? Wie genau muss es sein? Was ist denn mit der Lösung ein Stück Draht zu nehmen und dessen Widerstand zu berechnen? (Und die Verlustleistung).
5cm Cu 4mm² + ein paar mm für die Klemmen. Der Übergangswiderstand den du hast um an den 5 cm die ADC anzuschliessen kann man vernachlässigen, weil der ADC hochohmig ist. Dann hast du 2 ADC-Werte, deren Differnez der Spannugsfall über einem bekannten Widerstand ist und somit den Strom ergibt. Ob diese Spannung erstmal noch verstärkt werden muss, muss man zuvor ausrechnen.
Oder du brachsten einen ADC mit vielen Bit Auflösung. Dann muss die Spannung nicht verstärkt werden.

Hallo,

es soll ja der Akkustrom gemessen werden.
Die Genauigkeit, solange sie nicht 2A übersteigt wäre erstmal OK. Wenn möglich, sollte das Teil nicht größer als 60x30x15mm sein (ich weiß, sehr kleiner aber in den Modellen ist nicht mehr Platz) und alles in allem nicht über 20€ kosten (wenn es geht).

Gruß, Björn

Wenn es nicht so genau sein muß, kannst du doch die vorhandene Motorleitung als Shunt verwenden, die zum festen Potential führt (meist +Batt).
Die Spannung am Anfang und Ende der Leitung abgreifen und über einen Differenzverstärker auf einen Pegel verstärken, der vom Controller gut lesbar ist.
Für diesen Zweck gibt es sogar spezielle Meßverstärker z.B. bei Max417

http://www.maxim-ic.com/appnotes.cfm/appnote_number/746

Der Meßehler des Shunts liegt im Temperaturbeiwert des Anschlußkabels. Da du auch die Temperatur mißt, hast du sogar eine Korrekturmöglichkeit für den Meßfehler.
Eine zu hohe Störspannung im System könnte die Auswertung erschweren, es ist aber einen Versuch wert.
Gruß Stupsi