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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik kleine Spannung verstärken


Autor: Dieter (Gast)
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Hallo,

ich muss eine kleine Spannung verstärken. Die Spannung kommt von einem 
Strommess-Shunt und soll von einem Mega8 per ADC erfasst werden. Ich 
muss dabei einen Spannungsabfall von 1mV am Shunt mit dem AVR 
detektieren. Es geht mir nicht um den genauen "Wert", sondern eigentlich 
nur darum ob Strom fließt oder nicht. Meine erste Idee war ein OP mit 
niedriger Offsetspannung. Eine andere Idee war einen 
Kleinsignalverstärker mit bipolar-Transistor aufzubauen. Was meint Ihr? 
Was ist zielführender? Danke.

mfg
Dieter

Autor: Lehrmann Michael (ubimbo)
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Also du musst schon entschuldigen.

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Das sind Fragen die werden täglich gestellt und es sind immer wieder die 
gleichen trivialen Antworten.

Autor: Lukas K. (carrotindustries)
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Wenn du Glück hast, hat dein AVR sogar schon den notwendigen 
(Differenz)Verstärker eingebaut.

Autor: MaWin (Gast)
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> Was ist zielführender?

Sicherlich der OpAmp, und zwar möglichst ein Instrumentation-OpAmp wie 
LTC2053.

Aber noch zielführender wäre es, statt 1mV lieber 100mV zu nehmen, denn 
bei 1mV spielt auch der Aufbau eine wichtige Rolle, und das wird bei 
deinen Kenntnissen in die Hose gehen. Bei 100mA täte es auhc ein LM358 
oder TS912.

Autor: Dieter (Gast)
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Den Shunt zu vergrößern geht leider nicht. Sonst wird die 
Verlustleistung bei max. Strom zu groß.

Autor: Zwölf Mal Acht (hacky)
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Ja. einen OpAmp mit hinreichend kleinem Offset wird die loesung sein. 
Mit Transistoren wirste nicht hinkommen. Es muss nicht zwingend ein 
Chopperteil sein. Ein MCP616 hat 150uV und kostet 0.60$

Autor: MaWin (Gast)
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> Ein MCP616 hat 150uV und kostet 0.60$

Bloss wie willst du ohne Instrumentenverstärker einen derart kleinen 
Shunt messen ?

Da sind doch die Störungen über die Masseleitung höher als der Messwert.

Man muss schon unabhängig von Masse messen, direkt an den Anschlüssen 
des shunts, daher ein Instrumentenverstärker.

Damit bei 1mV die Verlustleistung zu hoch wird, müsste schon ein Strom 
von über 10000 Ampere fliessen, da hast du ganz andere Probleme durch 
das Magnetfeld des Stromes.

Ich halte die Aufgabenstellung für Spinnerei eines Laien.

Autor: Zwölf Mal Acht (hacky)
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Nicht der Shunt ist klein, sondern der Strom, der minimal detektiert 
werden soll... Es kann ein 10 mOhm Shunt sein, der Maximalstrom waere 
dann um die 10A, und man moechte 100mA noch sehen. Diese 1mV sind noch 
gut versterkbar wen man etwas mit dem Layout aufpasst. Mit diesen OpAmp 
uebrigens.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Dieter (Gast)

>Was ist zielführender? Danke.

Dass du mal was über Netiquette liest und uns dein Vorhaben im 
Zusammenhang darstellst.

MfG
Falk

Autor: MaWin (Gast)
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> Nicht der Shunt ist klein, sondern der Strom,
> der minimal detektiert werden soll...

Wobei er grösseren Strom offenbar nicht messen muss,
also auch eine Diode nehmen könnte statt einem Shunt,
an der ja der Spannungsabfall nicht über 1V geht,
bei trotzdem bei niedrigem Strom schon deutlichem
Spannungsabfall von beispielsweise 0.5V.

So lange nichts genaueres geschrieben wird, halte ich
die Aufgabenstellung nach wie vor für Humbug.

Autor: bingo (Gast)
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schau Dir mal die MAX4238 MAX4239 an, die haben eine extrem niedrige 
Offset-Spannung und sind sehr gut dafür geeignet.

Autor: Hajo K. (plurimi)
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http://alternatezone.com/electronics/ucurrent/
How It Works
-----------
A current adapter is basically just a shunt resistor with an amplifier, 
and that is essentially all the μCurrent is.

The heart of the design is U1, a Maxim MAX4239, a special “ultra-low 
offset/drift, low noise precision amplifier”.

Autor: Dirk (Gast)
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Da ist er wieder - MaWin, der alles besser weiss.

Auch im neuen Jahr wird uns der Klugscheissr erhalten bleiben.

Danke MaWin!

Autor: MaWin (Gast)
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So isses Dirk, ich weiß es besser als du,
nimm's einfach zu Kenntnis und maule nicht rum,
ich kann nichts für deine Dummheit.

Autor: Dieter (Gast)
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Erstmal danke für alle Antworten zum Thema. Es geht um folgendes:

Ich hab einen Shunt von 10mOhm. Über diesen fließt ein Wechselstrom, 
max. 10A. Wenn ich den Shunt vergrößere wird natürlich auch die 
Verlustleistung größer, das würde ich gerne vermeiden. Der zu messende 
Strom (bzw. die Spannung am Shunt) und die Versorgungsspannung des Mega 
sind galvanisch getrennt. Ich würde nun gerne Ströme ab 100mA 
"detektieren" (messen ist eigentlich gar nicht notwendig).

Autor: ahaha (Gast)
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Sorry konnte mich nicht zurückhalten.

Ich finde MaWins Antworten Urgeil - diese Selbstsicherheit ;D

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Dieter (Gast)

>sind galvanisch getrennt. Ich würde nun gerne Ströme ab 100mA
>"detektieren" (messen ist eigentlich gar nicht notwendig).

Dazu reicht ein Stromwandler.- Einfach, robust, galvanisch getrennt. 
Dahinter ein Gleichrichter, muss nicht mal ein Präzisionsgleichrichter 
sein, vier Schottkydioden reichen.

MFG
Falk

Autor: Ulrich (Gast)
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Der Stromwandler lässt sich deutlich einfacher auswerten. Ggf. reicht 
auch einfach der Shunt am Stromwandler (deutlich größer als 10 mOhm) um 
direkt eine Wechselspannung von z.B. 0,5 - 1 V zu bekommen, die der AD 
Wandler ggf. auch ohne Verstärkung auswerten kann. Als Schutz vor 
Spannungspitzen oder für eine gewollte nichtlineare Kennlinie eignen 
sich dann Dioden. Die Gleichrichtung kann man auch gut mit nur 2 Dioden 
machen, so wie man es früher bei den Drehspulinstrumenten gemacht hat, 
als eine Brücke mit 2 Dioden und 2 Widerständen.

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