Spannung messen mit Arduino

OP #5537022
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Hallo Zusammen,

ich steure mittels Arduino 9x12V PC-Lüfter. Die eigentliche Steuerung 
geschieht über ein PWM-Signal des Arduinos, das mit dem PWM-Eingang der 
Lüfter verbunden ist.
Um die Lüfter bei 0V PWM Mittelspannung ausschalten zu können, ist die 
Versorgungsspanung mittels seperaten Mosfet-Modul trennbar.

Die Drehzahl der Lüfter werden mittels Tacho-Signal ausgelesen.

Alles klappt soweit. Ich kann die Lüfter ein und ausschalten, die 
Geschwindigkeit steuern und die Drehzahl auslesen.

Der Aufbau ist im Anhang beigefügt.

Als nächstes würde ich gerne die Leistung der Lüfter ausrechnen (Produkt 
aus U und I). Hierfür habe ich Spannungssensor und Stromsensor besorgt.

Spannungssensor bis 25V:
https://www.funduinoshop.com/epages/78096195.sf/de_DE/?ObjectPath=/Shops/78096195/Products/B-5-3
Stromsensor bis 5A:
https://www.funduinoshop.com/epages/78096195.sf/de_DE/?ObjectPath=/Shops/78096195/Products/B-5-5

Im ersten Schritt wollte ich jetzt die aktuelle Spannung anzeigen 
lassen, leider scheitere ich bereits hieran. Schließe ich GND und VCC 
paralell zum "Verbraucher" also dem Lüfter an des Mosfet an, so bekomme 
ich ganz komische Werte.
Der Code selbst stimmt, da bereits getestet mit 9V Blockbatterie.

Ich habe die Vermutung, dass ich durch den Anschluss ein Kurzschluss 
produziere und so die Werte nicht mehr richtig sind. Wo liegt mein 
Fehler?

Danke für eure Hilfe
Angehängte Dateien:
Gast #5537028
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Paul H. schrieb:
> Schließe ich GND und VCC paralell zum "Verbraucher" also dem Lüfter an
> des Mosfet an, so bekomme ich ganz komische Werte.
> ...
> Wo liegt mein Fehler?

Du zeigst keinen Schaltplan von deinem Aufbau und beschreibst nicht, was 
du unter "komisch" verstehst.
OP #5537034
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Forist schrieb:
> Paul H. schrieb:
>> Schließe ich GND und VCC paralell zum "Verbraucher" also dem Lüfter an
>> des Mosfet an, so bekomme ich ganz komische Werte.
>> ...
>> Wo liegt mein Fehler?
>
> Du zeigst keinen Schaltplan von deinem Aufbau und beschreibst nicht, was
> du unter "komisch" verstehst.

Ist doch im Anhang mein Schaltplan?!

Komisch heißt, dass bei hoher Drehzahl die Spannung sinkt (0,5V).
Bei niedrigen Drehzahlen die Spannung bei bei 1,5V liegt. Kann ja bei 
einer Versorgungsspannung von 12V nicht sein.
#5537042
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Der Spannungssensor sieht verdächtig nach einem reinen Spannungsteiler 
aus. Hast du die Schraubklemme des "Spannungssensors" mit dem Lüfter 
verbunden? Das würde einen vermutlich einen Kurzschluss erzeugen, wenn 
der + pin und VCC verbunden sind.

Falls du bedrahtete Widerstände hast (gehe stark davon aus), schmeiß den 
Spannungssensor raus und bau einfach einen Spannungsteiler. Dazu nimmst 
du zwei Widerstände R1 und R2. R2 verbindest du von GND auf A1, R1 von 
dem Messpunkt auf A1. Die Spannung an A1 ist dann: R2/(R1 + R2). Du 
musst nur dafür sorgen dass an A1 immer 0-5V sind, die kannst du dann 
mit analogRead lesen. Finde das eine Frechheit, dass ein Spannungsteiler 
für fast 3€ verkauft wird...
Gast #5537043
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Der Sensor ist ein einfacher Voltage divider aus 2 Widerständen im 
Verhältnis 1:4 (die Spannung wird durch 5 geteilt 25V -> 5V). Für 2 
wahrscheinlich nichtmal sehr genaue (5% ?) Widerstände 2,90€ zahlen ist 
auch cool...
OP #5537052
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Joachim B. schrieb:
> Paul H. schrieb:
>> Ist doch im Anhang mein Schaltplan?!
>
> nein!
> was ist ein Schaltplan?
> was ist ein Anschlußschema?

Pardon ist natürlich ein Anschlussschema.
Schaltplan an sich habe ich nicht.

Georg G. schrieb:
> Dein "Spannungssensor" ist vermutlich für PWM nicht geeignet. Leider
> finde ich vom dem Sensor kein Schaltbild. Und im übrigen ist der Sensor
> auf dem "Datenblatt" anders verschaltet als in deinem Aufbau.

PWM Signal sollte er so auch nicht bekommen wenn ich die Spannung messe, 
da die Drehzahl sich über das vom Arduino kommende PWM Signal (gelbe 
Leitung) einstellt.

Alex D. schrieb:
> Der Spannungssensor sieht verdächtig nach einem reinen Spannungsteiler
> aus. Hast du die Schraubklemme des "Spannungssensors" mit dem Lüfter
> verbunden? Das würde einen vermutlich einen Kurzschluss erzeugen, wenn
> der + pin und VCC verbunden sind.

Ja das vermute ich auch.

Hey! schrieb:
> Der Sensor ist ein einfacher Voltage divider aus 2 Widerständen im
> Verhältnis 1:4 (die Spannung wird durch 5 geteilt 25V -> 5V). Für 2
> wahrscheinlich nichtmal sehr genaue (5% ?) Widerstände 2,90€ zahlen ist
> auch cool...

Zahlt glücklicherweise die Hochschule, aber recht hast du. Sollte 
vermutlich einfach mein eigenen Spannungsteiler bauen.


Ist es überhaupt nötig die Spannung zu messen? Sollte ja eigentlich 
immer bei 12V bleiben (je nachdem wie genau das Netzteil ist)?
#5537057
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Paul H. schrieb:
> Ist es überhaupt nötig die Spannung zu messen? Sollte ja eigentlich
> immer bei 12V bleiben (je nachdem wie genau das Netzteil ist)?

Wahrscheinlich nicht, der Messfehler wird bei 5% oder 10% Widerständen 
im Spannungsteiler vielleicht sogar größer sein als die Abweichung des 
Netzteils. Da du die Spannung auch nicht besonders genau brauchst, denke 
ich reicht es vollkommen es ideal als 12V anzunehmen. Sonst vielleicht 
einmal mit dem Multimeter messen wie genau die 12V sind.
OP #5537063
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Alex D. schrieb:
> Paul H. schrieb:
>> Ist es überhaupt nötig die Spannung zu messen? Sollte ja eigentlich
>> immer bei 12V bleiben (je nachdem wie genau das Netzteil ist)?
>
> Wahrscheinlich nicht, der Messfehler wird bei 5% oder 10% Widerständen
> im Spannungsteiler vielleicht sogar größer sein als die Abweichung des
> Netzteils. Da du die Spannung auch nicht besonders genau brauchst, denke
> ich reicht es vollkommen es ideal als 12V anzunehmen. Sonst vielleicht
> einmal mit dem Multimeter messen wie genau die 12V sind.

Super danke! Dann mess ich mal wie genau das Netzteil ist. Der 
Stromsensor (AC712) sollte ja einfach in Reihe einbaubar sein.
Gast #5537443
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Christian M. schrieb:
> Hey! schrieb:
>> Widerstände 2,90€ zahlen
>
> Und eine Anschlussklemme, ein Pfostenfeld und ein Print mit
> Bestückungsdruck und (einem (!)) Montageloch!
>
> Gruss Chregu

Stimmt natürlich :), aber er benutzt ja sowieso ein Breadboard, dann 
würde ich einfach 2 Widerstände reinstecken und fertig. Je nachdem wie 
das ganze am Ende aussehen soll braucht er die ja auch später nicht. 
Sowas gibts übrigens für 1 Euro bei eBay, und wahrscheinlich noch 
billiger bei Banggood oder AliExpress. Dann dauert die Lieferung aber 
ein paar Wochen...

Alex D. schrieb:
> Wahrscheinlich nicht, der Messfehler wird bei 5% oder 10% Widerständen
> im Spannungsteiler vielleicht sogar größer sein als die Abweichung des
> Netzteils. Da du die Spannung auch nicht besonders genau brauchst, denke
> ich reicht es vollkommen es ideal als 12V anzunehmen. Sonst vielleicht
> einmal mit dem Multimeter messen wie genau die 12V sind.

Die 5-10% der Widerstände sind ja konstant, d.h. Man könnte sie durch 
Kalibrieren ausgleichen und trotzdem genaue Werte kriegen. Du hast aber 
recht, eigentlich braucht man es nicht, das Netzteil wird ja 
einigermaßen stabil sein.

BTW Warum willst du mit dem MOSFET die Lüfter ausschalten? Ich denke mal 
wenn er kein PWM-Signal kriegt läuft nur der Controller der das 
PWM-Signal liest und das sollte eine vernachlässigbar kleine Leistung 
sein (weniger als der MOSFET verbraucht ?)
OP #5537652
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Hey! schrieb:
> BTW Warum willst du mit dem MOSFET die Lüfter ausschalten? Ich denke mal
> wenn er kein PWM-Signal kriegt läuft nur der Controller der das
> PWM-Signal liest und das sollte eine vernachlässigbar kleine Leistung
> sein (weniger als der MOSFET verbraucht ?)

Fast alle PWM Lüfter drehen bei einem PWM-Signal von 0 mit der 
geringsten möglichen Drehzahl. Also ausgeschaltet sind sie dann nicht.
Mit dem Mosfet kann ich einfach sicher gehen, dass die Lüfter vollkommen 
ausgeschaltet sind.

Hey! schrieb:
> Du hast aber recht, eigentlich braucht man es nicht, das Netzteil wird
> ja einigermaßen stabil sein.

Ich hab gestern noch nachgemessen. Die Spannung liegt stabil bei 11,98V, 
also sollte ein messen nicht nötig sein.

Danke für eure Hilfe :)
#5538129
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Wolfgang schrieb:
> Paul H. schrieb:
>> Ich hab gestern noch nachgemessen. Die Spannung liegt stabil bei 11,98V,
>> also sollte ein messen nicht nötig sein.
>
> Es fragt sich natürlich trotzdem, warum das Messen mit dem
> "Spannungssensor" nicht funktioniert hat.

Tut er doch.

Der Spannungsteiler hängt doch an den +5V vom Arduino Board, und der 
Lüfter am 12V Netzteil.

Mit was versorgst Du das Arduino Board? Vin? Wo?

Und: Die Leistung des Lüfters dürfte nicht einfach werden zu messen, 
höchstens die _Aufnahme_leistung.
Gast #5538461
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Hey! schrieb:
> Sowas gibts übrigens für 1 Euro bei eBay, und wahrscheinlich noch
> billiger bei Banggood oder AliExpress. Dann dauert die Lieferung aber ein paar 
Wochen...

Schlimm finde ich, dass funduinoshop es nicht für nötig erachtet, eine 
eindeutige Produktbeschreibung mit Schaltung auf die Webseite zu 
stellen.

Meine letzten ACS712-Boards habe ich beim Ali für 1,10 € gekauft, zwar 
auch ohne Beschreibung, aber dafür eben günstig.

Na ja, der ahnungsfreie Bastler wird seine liebe Not haben, den ACS712 
sinnvoll mit dem Arduino zu verknüpfen, wenn er schon mit zwei 
Widerständen zur Spannungsmessung überfordert ist.

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