Hallo, ich möchte die Spannung an einem Messwiderstand messen, wobei sich allerdings die Polung der Spannung ändern kann (keine Wechselspannung; Spannung ändert sich unregelmäßig in größeren Zeitabständen). Messwiderstand __ __ wechselnd VCC / GND ---|___|---------|___|--- wechselnd GND / VCC Verbraucher Gemessen werden soll die Spannung mit dem A/D-Wandler eines Mikrocontrollers (ATmega8). Hat jemand eine Idee, wie man dies realisieren kann? mfg Stefan Holzer
Hallo Stefan, wie kann sich denn GND einer Schaltung verändern?
Hallo, das ganze ist eine Motorsteuerung, wobei der Motortreiber (L293) die Spannung umpolen kann. mfg Stefan
Wenn ich Dich richtig verstehe, geht's um das Problem der Verarbeitung von negativen Spannungen bei einer unipolaren Spannungsversorgung. - Abgriff der Spannung über den Shunt - Weitergabe an einen Operationsverstärker als Differenzverstärker - Betriebsspannung des OPV auf die des ADU (z.B GND und Vcc=5V) - Referenzeingang des OPV auf halbe Betriebsspannung (2,50 Volt) - Verstärkung des OPV (und Größe des Shunt) so wählen, dass die maximalen Spannungen innerhalb 2V liegen -> fließt der max. negative Strom --> bringt OPV 2.50V + 2.00V = 4.50V -> fließt der max. positive Strom --> bringt OPV 2.50V - 2.00V = 0.50V - jetzt kannst Du über den ADU die zugehörigen diskreten Werten errechnen - Du kannst die Messleitungen vom Shunt zum OPV auch drehen, um die invertierende Wirkung des Differenzverstärkers zu umgehen Ich hoffe, ich konnte helfen... cu müllo
Hallo, hab das ganze wohl etwas missverständlich formuliert. Wie gesagt, das ganze ist eine Motorsteuerung, wobei der Motor mit 9 V betrieben wird (VCC war hier als Bezeichnung wohl schlecht gewählt). Ich hab mir jetzt das ganze folgendermaßen gedacht, sobald die Spannung umgepolt wird, misst der A/D-Wandler nicht mehr die Spannung, die am Messwiderstand abfällt, sondern die Spannung am Verbraucher (Motor), was hier etwa 8...9 V sein sollten. Die Frage ist nun, wie ich es auch nach dem Umpolen der Spannung schaffe, die Spannung am Messwiderstand (und nicht am Verbraucher) zu messen. mfg Stefan
Hallo Stefan, müllo's Vorschlag klingt schon perfekt. Den Differenzverstärker hatte ich auch schon im Kopf, als ich die erste Verständnisfrage gestellt hatte. Allerdings wird dir der Moter eine Menge 'Rauschen' erzeugen. Da solltest du Werte auf eine gute Entstörung des Motorstranges legen
Der Differenzverstärker misst nur die Spannung zwischen den Klemmen ----|---Shunt---|--- | | | | (wer viel misst, misst Mist :)) )
R1 ist Shunt wiederstand bis 1 ohm ,und egal welche Polarität auf Verbraucher ist,Spannung auf R1 ist immer Positiv.
Hallo, erstmal danke für die Vorschläge. @Branko: Vielleicht sollte ich die vorliegende Motorsteuerung noch etwas konkretisieren. Mit Hilfe des L293D werden 2 Motoren (über PWMs) gesteuert. Es sollten nun auch die Ströme der Motoren jeweils einzeln gemessen werden. Bei deiner Schaltung würde aber, zumindest soweit ich das sehe, der Strom beider Motoren und des Treibers gemessen (bzw. die entsprechende Spannung an dem Shunt). @müllo Leider hab ich noch nicht allzu viel mit Operationsverstärkern gemacht, allerdings hab ich mal versucht das ganze mit PSpice (MicroSim) zu simulieren (entsprechende Schaltung im Anhang). Sofern ich statt 5 V als Betriebsspannung für die Operationsverstärker 10 V oder mehr verwende, funktioniert das auch wunderbar. Wenn ich allerdings 5 V verwende, funktioniert das nur, wenn die Spannung umgekehrt wie auf der Schaltung zu sehen gepolt ist oder die Spannung, die am Motor abfällt, geringer als 5 V ist. Hab ich da einfach nur was übersehen oder gibt es da andere Gründe dafür? mfg Stefan
@müllo nochmal Um noch zu konkretisieren, was bei 5 V Betriebsspannung "nicht funktioniert". Die Spannung am Ausgang des letzten Operationsverstärkers (die dann auch mit dem A/D-Wandler gemessen wird) ändert sich erst wenn die Spannung, die am Motor abfällt, unter 5 V sinkt. mfg Stefan
Ich vermute, dass der LM324 nicht für 5V geeignet ist. Dann nimm einfach eine höhere Betriebsspannung je nach Verfügbarkeit (+15V und GND) und lege Uref auf 7,5V (bei Spannungsteiler die Strombelastung beachten). Zusätzlich ein Blick ins Datenblatt werfen, um den OPV nicht zu zerschießen. Ich habe mal kurz meine Idee in MicroCap gehackt und hoffe, es passt so. Kurz zur Erörertung meiner Dimensionierung. Die Referenzspannung sollte ca. bei der Hälfte der Betriebsspannung liegen. (1) für eine symmetrische "Auslenkung" der Ausgangsspannung um die Uref (2) max. Ausgangspannung ist von der Betriebsspannnung abhängig (man sollte hier einen Abstand von ca. 0,5V bis 1,0V lassen -> Datenblatt) Je nach Wahl Deiner Spannungsversorgung und Größe des Mess-Shunt musst Du natürlich die Verstärkung des Differenzverstärkers anpassen. Anbei noch ein Link zu OPV: http://www.abe-si.de/ET/opv.html Ich habe für die 5V-Spannungsversorgung einen OPV von Analog Devices (AD8651) genommen und es hat sehr gut funktioniert. Der dürfte für eine private Anwendung zu "dick" und teuer sein. Viele Grüße müllo
Hallo Stefan Du könntest nach dem Shunt einen Vollweggleichrichter einfügen. Der Aufwand ist 1 OV, 2 Widerstände und eine Diode.Der OV wird mit einfacher Betriebspannung betrieben.Im Moment fällt mir alledings kein OV-Typ ein. Die Schaltung ist aber in den Datenblättern von vielen gängigen OV enthalten. Viele Grüße Hartmut
Wenn es sich nur um einen Motor handelt, misst man am einfachsten den Strom in der VCC2 Versorgung. Dieser Strom hat immer die gleiche Richtung und kann auch einfach mit einem Differenzverstärker auf ein für den ADC passendes Potential umgesetzt werden. Da der L293 ja wohl über einen Controller angesteuert wird, müsste dieser ja "wissen", welche Drehrichtung der Motor hat. Den Eigenverbrauch kann man rausrechnen.
Hallo, @müllo danke, mit der von dir angehängten Schaltung funktionierts auch mit dem LM324 und einer Betriebsspannung von 5 V. @Hartmut Gröger Werd mir deinen Vorschlag nochmal genauer anschauen und simulieren, danke. @Arno Sind 2 Motoren, sonst wärs aber ne gute Möglichkeit, das zu bewerkstelligen. mfg Stefan
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