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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Strom-/Spannungsmessung mit OpAmp und ATMega8


Autor: Simon (Gast)
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Strommessung mit OpAmp und ATMega8

Hallo,

ich möchte eine 12V/50W Halogenlampe mit einem ATMega8 ansteuern. Die 
Helligkeit werde ich über eine Pulsweitenmodulation regeln. Gleichzeitig 
möchte ich die Leistungsaufnahme der Lampe messen. Dazu möchte ich die 
Spannung messen, die über die Lampe abfällt und den Strom, der durch die 
Lampe fließt.

Im Anhang habe ich eine Schaltung skizziert, die den Spannungsabfall und 
den fließenden Strom für den ADC des ATMega8 aufbereiten soll. Im 
wesentlichen habe ich den Schaltplan aus der Application Note 450 von 
Atmel. Leider bin ich in der Analogtechnik nicht so firm. Ich würde mich 
also über Anregungen und Verbesserungsvorschläge freuen.

Konkret interessiert mich folgendes:
- Ein OpAmp hat einen Input Offset, der im Datenblatt angegeben ist. Wie 
wirkt sich der in der beschriebenen Verwendung aus?

- Ein OpAmp kpmmt mit der Ausgangsspannung nicht bis ganz an die 
Versorgungsspannung. Für einen möglichst großen Messbereich bräuchte ich 
also einen Rail-To-Rail Op-Amp. Wie nah kommt so ein OpAmp denn dann an 
die Versorgungsspannung ran?

- In der Application Note 450 von Atmel wird ein LM358 eingesetzt. Ist 
dieser OpAmp geeignet, bzw. gibt es OpAmps, die besser für diese 
Anwendung geeignet sind. (Preis sollte möglichst die 1-Euro-Marke nicht 
übersteigen und bei Reichelt verfügbar sein)

- In der Application Note 450 von Atmel wird eine externe 
Referenz-Spannungsquelle verwendet. Ist das notwendig oder komme ich mit 
5V aus einem 7805 auch hin? Sooo genau brauch ich die Messwerte auch 
wieder nicht. +/- 100mV und +/-100mA würden mir reichen.

- Ist es notwendig, sinnvoll oder überflüssig die Spannungsversorgung 
des OpAmps mit einem Kondensator zu entkoppeln?

- Müssen die Störungen durch die PWM (ich dachte an irgendwas zwischen 
100Hz und 1kHz) noch gefiltert werden, wenn ja wie?

- Stimmen folgende Berechnungen so:
  Am Spannungsteiler stellen sich 232,56mV pro Volt ein. Der Opamp 
verstärkt 1,303-fach auf 303,03mV/V. Bei 5V ADC-Referenzspannung ergibt 
sich ein Meßbereich von 0 bis 16,5V.  Durch die 10-Bit-Auflösung des ADC 
ergeben sich ca. 16,113mV pro LSB.

  Am Shunt fallen 10mV pro Ampere ab. Der Opamp verstärkt 48-fach auf 
480mV pro Ampere. Bei 5V ADC-Referenzspannung ergibt sich ein Meßbereich 
von 0 bis 10,417 Ampere. Durch die 10-Bit-Auflösung des ADC ergeben sich 
ca. 10,1725mA pro LSB.

- Den Shunt will ich aus einem Stück 2mm-Widerstandsdraht (0,15Ohm/m) 
mit 6,7cm Länge fertigen. Ist der Wert von 10mOhm für die Aufgabe 
angemessen, oder sollte er eher größer oder kleiner sein?

Danke für die Hilfe.

Gruss
Simon

Autor: Jörn Paschedag (jonnyp)
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Eingangsspannung von 12 V und Versorgungsspannung des IC von 5 V? 
Vergiss es.

Autor: mario (Gast)
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Wiese willst Du die Leistungsaufnahme messen

P = 50W x Tastverhältnis

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