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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik multi-string strommessung mit attiny861


Autor: Richard Scheffenegger (rscheff)
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Hi,

ich will mit dem attiny861 einen relativ simplen, und auch nicht 
unbedingt absolut genauen vielfach-strommesser (solaranlage) aufbauen...

Die effektive Sample-Rate irgendwas in der 0,01 - 1 Hz gegend (also eine 
Messung pro Strang pro Minute bis Sekunde), also keine wirkliche 
Herausforderung...

Ist die primitive Beschaltung wie angehängt soweit ok?

Ein paar Fragen:

Soll ich AREF mit einem Kondensator gegen GND entkoppeln? Als effektive 
ARef würde ich die interne 1.1V Bandgap nutzen wollen...

Die Widerstände sind 10 mOhm, der maximale Strom zw. 0,8 und 1,5 A pro 
Shunt -> 15 mV @ Imax (bei ca. 0,02W Verlustleistung).
Bei 10 bit auflösung ist ein LSB ja rund 1,07 mV.

Eventuell hänge ich noch einen sonst ungenutzen ADC Port (ADC1) auf GND, 
um für zwei Stings auch Differentielle Messungen mit dem Vorverstärker 
(32x) zu machen...

Leider scheint es ja nicht möglich zu sein, eine größere Anzahl an 
Differentiellen Meßeingängen zu konfigurieren (also zB ADC1..10 jeweils 
gegen ADC0 messen).

Vielleicht nehme ich doch 3 attinys und messe (mit 20x gain):
        0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
001011  + -
001110    - +
010100          + -
010111            - +
011001                  + -
011100                    - +

(also ADC1, 5 und 9 auf das +Rail, und die shunts an 0, 2, 4, 6, 8, 10)

Hmm...

Zwischen den 3 attinys muß dann nur eine einfache kaskaierung der Daten 
gemacht werden, und die Daten werden einfach ständig über einen 
einfachen (K1010) Optokoppler bei 1200 bps an einen PC geschickt...


Der DC/DC Wandler ist ein einfaches elektronisches (Nokia) Netzteil.

Hat jemand Kommentare zu dem Vorhaben?

Grüße,
  Richard

Hat jemand eine Idee, wie man eventuell doch noch die Auflösung erhöhen 
könnte?

Autor: Gast (Gast)
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Ein einfaches Netzteil würde ich nicht nehmen.
Enstörkondensatoren nicht vergessen und AVCC mit
einer Induktivität und Kondensator Entkoppeln.
Aref muss glaube ich sogar mit einen Kondensator
entkoppelt werden.

Lieber eine Externe Referenz nehmen und
die Verstärkung und bearbeitung des Messignales mit
einen guten OpAmp machen.

Du nutzt den ADC bis jetzt noch zu wenig.
20 Fache Verstärkung macht gradmal 300mV
Signal auf 1100mV.. .

Mir ist aber nicht klar warum du auch den
Strom durch den µC und den Optokoppler und
so mitmisst.
Was machst du eigentlich genau?

Autor: Richard Scheffenegger (rscheff)
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Der gesamtaufwand der Schaltung soll so gering wie möglich sein - 
klarerweise auf Kosten der Genauigkeit; effektiv geht es auch eher um 
die Ströme relativ zueinander.

Das ganze soll eine einfache Multi-String Strommessung für eine 
Solaranlage werden, und ich mag hier nicht "nur" 2000 EUR für was 
fertiges investieren:
18x 
http://www.elv.de/output/controller.aspx?cid=74&de...
oder noch mehr (EosArray, ein WR pro String etc).

Zw + und - liegen 120-200 Vdc an (später vielleicht auch mal mehr).

Optokoppler, damit die erfassten Daten potentialfrei auf einem PC 
ausgelesen werden können (DTR liefert +12, RTS -12V).

Für "richtige" OpAmps würde ich wohl eine noch sauberere 
Versorgungsspannung brauchen, Vcc und Vss bereitstellen müssen, diverse 
analoge Komponenten rundherum bauen (oder teurere, single-Vcc OpAmps 
nehmen, die mehr als ein attiny816 kosten).

Aber der Hinweis mit Aref extern ist ein guter. Ich hab noch irgendwo 
einen TL431 (2,495Vref +- 2%). Dann müsste sich doch sowas machen 
lassen:

+5V ---|100k|---+------+
                |      |
             +--+     ---
             |  |    |180k|
             | ---     |
             +-/ \     +-----+--- ARef (156 mV +-3% )
         TL431 ---     |     |
                |    |12k|  ===
                |      |     |
Gnd ------------+------+-----+----

(3% wenn 1% Metallfilmwiderstände genommen werden);

Die Meßshunts haben auch nochmal 5%, also Gesamtgenauigkeit bei 8% - 
digital kompensierbar auf <2% zw. 0 und 30 Grad denke ich.

Autor: Richard Scheffenegger (rscheff)
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Korrektur: Teiler über den TL431 muß 120k+1k (ARef) 1k sein - dann 
entspricht ein LSB ziemlich genau (<1%) 2 mA...

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