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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Strommessung, aber galvanisch getrennt!


Autor: Manfred Brunni (fredl0511)
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Guten tag,

ich möchte gerne den Motorstrom eines Gleichstrommotors messen um somit 
rück schließen zu können, ob dieser auch richtig funktioniert.

Ich möchte das ganze aber gerne galvanisch getrennt haben und wenn geht 
ohne irgendwelche HALL_Sonden etc.  Verwenden würde ich daher gerne 
dieses Beschaltung wie im Anhang ersichtlich (LTC6101). Der Ausgang 
treibt einen Strom der Usense/Rin ist durch die LED des Optokopplers.

Ok, die Formel für die Ausgangsspannung kann ich nachvollziehen, aber 
woher bekomm ich das N, was soviel wie CTR sein soll oder? CTR ist aber 
von If abhängig und If will ich ja eigentlich haben, aber ohne CTR zu 
wissen??? steh da grad aufn schlauch......


Kann mir da bitte jemand auf die Sprünge helfen???

mfg
Fredl

Autor: Manfred Brunni (fredl0511)
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Hallo nochmals,

alternativ zu einem stromausgang gibt es ja noch High-Side current sense 
amplifier z.B. den ADM4073. Der hat einen Spannungsausgang der prop. der 
Sensespannung am Sensewid. ist. Jetzt müsste ich diese Spannung nur noch 
galvanisch getrennt messen können. Hab daher diese Schaltung aus einen 
älteren Beitrag gefunden:

Schaltung:http://www.roboternetz.de/phpBB2/download.php?id=1...
Beitrag: http://www.roboternetz.de/phpBB2/zeigebeitrag.php?t=32861

Ist die Funktion so richtig: OPV Ausgang steuert LED so stark an dass 
der Strom der Photodiode durch den Widerstand R3 einen Spannungsabfall 
ergibt der gleich der Spannung am Eingang ist (Up-Un=0) der gleiche 
Strom fließt auch durch R5( da die LED die beiden dioden gleich 
anstrahlt) der wiederum gleich R3 ist und somit den selben 
Spannungsabfall erzeugt wie bei R3-->= Eingangsspannung.

Ich möchte den OPV mit 5V/GND single supply versorgen. Dafür muss ich 
dann wohl einen rail to rail OPV verwenden um annähernd an 5V und GND 
ranzukommen oder?

Für Korrekturen oder bessere Vorschläge bin ich sehr dankbar

mfg
Fredl

Autor: Stefan B. (stefan) Benutzerseite
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Da ist gerade was in der Bucht:

Komplette Motorenstromsensor-Platine + Shunts HCPL-788J
Artikelnummer: 110186817265

Basis des Ganzen ist der IC HCPL-788J
Im Prinzip ist das auch ein Optokoppler-Device plus die Logik drumherum.

Autor: Manfred Brunni (fredl0511)
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Hallo, danke für den tipp. ist ne feine sache, hab mir das datenblatt 
vom chip schun mal kurz angeguckt. wär natürlich ne schnelle und feine 
sache aber nicht ganz billig das ding.

Möchte trotzdem gerne mal zwecks lerneffekt die schaltung analog 
aufbauen. preisfaktor von analog muss ich mir dann aber noch 
durchrechnen wenn ich weiß welche komp. ich nun verwenden muss.

mfg fredl

Autor: JensG (Gast)
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@ Manfred Brunni (fredl0511)

>Ok, die Formel für die Ausgangsspannung kann ich nachvollziehen, aber
>woher bekomm ich das N, was soviel wie CTR sein soll oder? CTR ist aber
>von If abhängig und If will ich ja eigentlich haben, aber ohne CTR zu

ist N nicht der (Strom)Übertragungsfaktor des Optokopplers? Der ist zwar 
von Exemplar zu Exemplar unterschiedlich, aber der Bereich sollte ja im 
Datenblatt stehen.

Autor: Manfred Brunni (fredl0511)
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@JensG: Ja der steht zwar im Datenblatt aber ist von If abhängig. und 
genau diesen If will ich ja haben, denn daraus kann ich mir dann Isense 
ausrechnen.

Werde aber mal die Schaltung mit den OPV's und dem Optokoppler mit 
Photodioden ausprobieren.......

Wenn jemand aber noch ne andere erklärung oder ideen hat, nur her damit 
:-)

Somit, GUTE NACHT!

mfg
fredl

Autor: Snt Opfer (snt-opfer)
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Mit "normalen" Optokopplern wird das mühsam, die sind von hause aus 
nicht unbedingt linear.
Kann persönlich den HCPL 7840 empfehlen, analog Optokoppler. Der ist für 
galvanisch getrennte Stromerfassung gebaut worden.

http://www.ortodoxism.ro/datasheets/hp/HCPL-7840.pdf

Autor: Thomas (Gast)
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Du könntest dir natürlich auch eine Regelschleife aufbauen, die einem 
Baugleichen Optokoppler auf Vout regelt. Damit hättest du die 
Nichtlinearität rausgekürzt. Ich weiß allerdings nicht, wie groß die 
Streuung innerhalb einer Baureihe ist, aber dein zweiter Vorschlag 
basiert ja auf dem gleichem Prinzip.

Autor: Manfred Brunni (fredl0511)
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hallo,

habe heute die bauteile IL300-C und den TLC272 OPV bekommen. Mit diesen 
Teilen will ich Schaltung 
http://www.roboternetz.de/phpBB2/download.php?id=1... 
aufbauen.

Datenblatt Il300-C: 
http://www.datasheetcatalog.net/de/datasheets_pdf/...

Versorgungspg. liegt beiderseits bei 5V. Max. Eingangsspannung am OPV 
3V.

Problem: Normal müsste die Spannung am neg. Eingangspin des OPV's ja 
+Uin entsprechen, diese wird aber nie erreicht. z.B. bei +Uin=0,8V, 
-Uin=0,65V. Ab ca. 1.6V am Eingang +Uin bleibt -Uin auf 1.6V und geht 
bei höherer +Uin nicht mehr weiter rauf.???!!

Was mach ich falsch? Falscher OPV???

R3=27k,R5=39k,R4=100R, Tranfer Gain K3=0,73
Ausgangsspg. am OPV 2,27V, UF(LED)=1,25V

Datenblatt OPV: http://www.hep.upenn.edu/SNO/daq/parts/tlc272.pdf



Die Schaltung wurde schon öfters von leuten hier im forum nachgebaut, 
kann mir da jemand weiterhelfen???

mfg
fredl

Autor: Der Techniker (_techniker_)
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Nimm einen Hallsensor von LEM! :)

Autor: Manfred Brunni (fredl0511)
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@techniker: die hallsensoren von LEM kenne ich, danke. möchte trotzdem 
gerne mal das ganze analog mittels der oben erwähnten schaltung 
aufbauen.

lg fredl

Autor: rayelec (Gast)
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ACS713 von Allegro Microsystems. Ist zwar ein Hall-Stromsensor, aber von 
dem merkst du nichts. 2x2 Beinchen für Stromanschluss bis 20A und ein 
galvanisch getrennter Ausgang, wo eine dem Strom entsprechende 
Gleichspannung rauskommt. Einfacher geht's nicht! Bei Farnell kostet das 
Teil ca 3.50-4.00 Euro, bei Digikey $2.90.(Nur im US-Shop verfügbar)
(Habe soeben an der Arbeit bei einer Stromversorgung drei solche 
"eindesignt"...)

Gruss
rayelec

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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Ich kann  rayelec (Gast) nur zustimmen,

Nimm einen ACS713

Autor: Manfred Brunni (fredl0511)
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morgen,

@rayelec : Danke für den Tipp mit dem ACS713! Ist wirklich die Beste und 
billigste Lösung, hab mit bei allegro gleich mal welche als Sample 
angefordert :-). Am Ausgang dann noch am nen Verstärker dran und dann 
zum ADC Eingang des AVR's juhuu

Bin aber trotzdem grad wieder bei der Variante mit OPV und Optokoppler, 
irgendwie will die Schaltung einfach nicht funktionieren. Liegt 
wahrscheinlich doch am TLC272 OPV??? Wollte das ganze mal nur 
ausprobieren um meine OPV Kenntnisse ein wenig zu verbessern.........

Vielleicht hat ja irgendwer mal die Schaltung verwendet und kann mir 
Ratschläge geben ???!!!


lg fredl

Autor: Manfred Brunni (fredl0511)
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hallo nochmals,

habe jetzt noch schnell mal den TLC272 gegen einen einfachen LM324 
ausgetauscht, single supply 5VCC beschalten und siehe da, es 
funktioniert.Jetzt ist die Spg. an Uin+ und Uin- auch ziemlich gleich. 
Die Spannung am Ausgang des IL300 entspricht jetzt der Spannung am Uin+ 
des LM324 :-) JUHUUU.

Trotzdem kommt mir die Frage auf, warum funzt das mit dem TLC272 nicht?

Datenblatt LM324: 
http://www.ortodoxism.ro/datasheets/stmicroelectro...

TLC272: http://www.hep.upenn.edu/SNO/daq/parts/tlc272.pdf

lg fredl

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