Hallo, ich hab ne Frage zur Strommessung mit einem Shunt. So wie ich das bisher gelesen habe, brauch man dazu einen solchen Shunt (= niederohmigen Widerstand) um mit dem Strom ne Spannung zu bilden, evtl nen OPV zum Verstärken/abschwächen der Spannung und nen Optokoppler vor dem µc zum Schutz. Jetzt würd ich nur gerne wissen: wenn mir egal ist, was mit dem Strom nach der Messung passiert, und ich außerdem davon ausgehen kann dass ich nur Ströme von 4mA-20mA messen werde, kann ich dann nicht einfach am µc nen 250 Ohm Widerstand zwischen AD Wandler und Erde legen, da den Strom drüber laufen lassen und somit meine 5V-1V Spannung aufnehmen? Spricht etwas dagegen, nen so großen Widerstand zu benutzen, wenn mir egal ist, dass da Leistung verloren geht? Und wenn ich doch nen OPV, shunt und optokoppler benutzen soll, kann mir jemand vielleicht sagen welche Teile/Modelle da geeignet sind? Ich bin relativ neu dabei und bei den meisten Teilen weiß ich nicht worauf es ankommt. Wozu brauch ich zB bei nem Optokoppler nen Vorwiderstand, und wie groß muss der sein? Also, ich bin für jede Hilfe dankbar. Grüße Tom
Also der erste Absatz scheint recht intelligent zu sein, die zwei die danach kommen sind recht verwirrend. Du musst dir mal merken was dir von einem Lehrer in der 7.(?) Klasse mal erzählt wurde. Er sagte damals R=U/I Und damit ist alles gesagt, den Rest findest du jetzt selbst raus.
kurz und knapp Ja es ist möglich, nur das dein "Shunt"-Widerstand dann ehr ein Messwiderstand ist. Musst nur berücksichtigen was für einen AD-Wandler du nimmst und mit welcher Referrenzspannung du den AD-Wandler "fütterst"
Also erstmal danke an alle. B.A.: Ja as is schon klar, deswegen die 250 ohm.. dann hätte ich bei 4mA ne Spannung von 250 Ohm * 4mA = 1V und bei 20mA ne Spannung von 250 Ohm * 20mA = 5V... d.h. mit nem 10 bit AD Wandler hab ich für den Bereich 1V-5V 800 Schritte, das würd mir reichen (oder ich nehm nen Wandler mit mehr Auflösung). Das alles geht natürlich nur solange der Widerstand zwischen AD Wandler und Erde im µc unendlich ist, aber davon kann ich wohl ausgehen. Die Sache ist ja, in meinen Augen müsste das klappen, und fertig. Ich hab halt nur bei aller Recherche immer nur was von shunt+OP+opto gelesen, und mich gefragt, wieso nich einfach "hochohmiger" Widerstand+evtl opto reichen würde. Jedenfalls wenn mich nicht stört, dass Leistung flöten geht. David: 4mA-20mA halt Stefan: Gut zu hören, danke. Ich würde fürn µc eben 5V nehmen. Und die zweite Frage, zum Vorwiderstand beim Optokoppler... ich hab jetzt hier und da was übern Opto gelesen, und dass der als Schutz vor zB Spannungsspitzen so nen Widerstand brauch, aber wie groß ich den wählen muss, oder welchen Opto ich nehmen sollte, weiß ich immernoch nicht. Wonach wird das entschieden? Jedenfalls ist so ein linearer Optokoppler (zB http://www.reichelt.de/?;ARTICLE=76158 ) schon teurer als ein mega48, da lass ich den wohl eher weg. Nochmal danke soweit, ciao Tom
Ja schon klar, aber wo kommen die Ströme her. Der Grund von den fast 0 Ohm beim Shunt wird wohl auch sein, den zu messenden Strom nicht zu verändern (Wg Spannungsabhängigkeit des Stroms). Wenn du den messenden Strom aus Stromquellen beziehst ist das ja ok.
Der Strom ist das Messignal von nem Druckmessumformer. Da könnte es tatsächlich glatt sein, dass ich doch nen shunt und opamp nehmen muss... Also dann würd ich nen 1 ohm Widerstand (zB http://www.reichelt.de/?;ARTICLE=11402 ) nehmen als shunt , nen LM358 und ein paar Widerstände für die opamp Schaltung um die 4mV..20mV auf 0..5V zu ändern, und evtl nen linearen optokoppler... wär das so vernünftig? Oder sollte ich auf den opto verzichten, wenn der teuerer ist als der mega48 den er schützen soll? Wie gesagt, ich bin recht sicher dass die 20mA und somit 5V nicht überschritten werden. Außer natürlich Spannungsspitzen beim Einschalten oder so, damit kenn ich mich nich so aus. Danke, ciao Tom
Wenn dein Druckmessumformer einen genau definierten Strom liefert ist das ja wirklich gut. Also brauchst du keinen OpAmp und keinen Optokoppler! Zum Schutz deines mega48 machst du folgendes: - die Referenz von der externen Spannung (5V) auf die interne Referenz legen (2.54V) ! Das hat den Vorteil dass deine interne Referenz oftmals genauer ist als irgend ein 7805 und nicht schwanken kann. Wenn die Spannung zwischen 2.54 und 5V liegt ist immer noch alles in Ordnung, als ADC Wert wird 1023 angezeigt. - Am ADC Eingang kannst du einen Widerstand anlöten, er verfälscht dein Messergebnis nicht und verhindert bei einer Spannung über 5V dass zu viel Strom in den Eingang fließt. Nimm 10kOhm als Schutz für den Eingang. Man könnte auch größere Werte (2MOhm) nehmen, aber da der Eingang doch eine ganz kleine Kapazität hat würde man da vielleicht Fehler beim messen erzeugen. Welche Spannung kann dein Druckmessumformer denn maximal bereitstellen? Von dem geht ja die Gefahr aus.
>LM358 und ein paar Widerstände für die opamp Schaltung >um die 4mV..20mV mV oder mA??? Denke mal du meinst mA. Also wiederstand hin (lieber <250 Ohm da Referenz wahrscheinlich 5V sind und nen bisl Puffer sinnwoll ist) und Zack damit an den Pin des ADC. 20mA zerstören nicht deinen µC falls was schief laufen sollte...
Hi Wenn der Sensor 4-20mA liefert - bei irgend einer Spannung ist der Sensor 'am Ende' - kA, ob dort die Schutzkleinspannung greift oder welche Spannung da rausgehauen wird. Wenn der Sensor die Spannung soweit nach Oben schieben kann, daß Du die 5V Spannungsfall an Deinen Widerstand hast und trotzdem der Rest der Schaltung die 4-20mA 'mitlesen' können (können ja mehrere Messwerke sein), denke ich, daß Nichts gegen die Methode 'nur ein Widerstand' spricht. Obwohl, vll. noch die Tolleranz - aber das könnte man auch dann im Programm abgleichen. Was passiert, wenn Du die 250 Ohm in den Stromkreis einschleifst? Fließen dann noch diese 4-20mA? Wie hoch ist die Spannung am Sensor? (Der muß die Spannung ja liefern damit diese 4-20mA fließen) Und fließt auch der Strom, den der Sensor fließen lassen will? Wieviel Strom abgegeben wird konnte man teilweise in den Sensoren (Menüführung, Klärwerkzeugs) ablesen - ob der Wert auch das ist, was fließen MÜSSTE (Messwert wird ja angezeigt) muß man vergleichen, ob der Strom Dem entspricht, was da fließen soll. Jesses ... wenn die Zeichenfehler sich in Grenzen halten ist dieser Post mal echt Deutsch ;) MfG
... ok, etwas viel Deutsch - einige 'ob der' sollte mal vll. 'rauskürzen' ... MfG
Hm. Mal sehen ob ich da noch durchsteige. Also VREF auf VCC legen heißt einfach die beiden zu verbinden? Aber dann benutz ich doch die "schwankenden" 5V als Ref... Und welche Spannung der Messkopf bereitstellen kann weiß ich nicht, betrieben wird er mit 24V. Und ob der Strom bei den 250 Ohm unverändert bleibt weiß ich auch nicht :( Hm. Also mein Plan sieht dann derzeit so aus (mit Atmega8): http://i43.tinypic.com/2mma137.png Also VCC und VREF verbinden, 10k annen ADC, dahinter nen 250 Ohm Widerstand, über den die 4..20mA laufen. Ich hab auch noch die Schaltung ausser pdf vom Messumformer reingepackt, die kommt mir etwas komisch vor, da die 24V Versorgungsspannung über dieselben Leitungen gehen die das 4..20mA Signal. Kann das so klappen? Ansonsten würd ich halt doch statt der 250 Ohm nen Shunt (kann ich da einfach nen 1 Ohm Widerstand nehmen?) und dahinter zwei OPV zum Verstärken benutzen. Hm. Ich hoffe ich hab mit dem Schaltplan da nich total ins Klo gegriffen. Danke schonmal für alle Tipps, ciao Tom ps. wie erkenne ich ob das http://www.reichelt.de/?;ARTICLE=45025 ein 15.24mm oder 7.62mm breiter Chip ist? Also wegen dem Sockel? Das Foto muss ja nich stimmen...
Ich weiß ja nicht was euch hindert, aber ich verwende gerne ein paar 100nF Kerkos parallel, dazu noch ein Elko (47µF) das ist dann auch sicher. Wenn du die 5V als Referenz nimmst fehlt dir jeglicher Schutz, der Strom würder dann über den Eingangspin des ADC über die interne Diode in die Versorgungsspannung fließen. 24-5=19V Das läuft über den 10k Widerstand .. sind 1.9mA die da rüber fließen. Wenn dein Controller mehr als 1.9mA verbraucht wird dein Festspannungsregler im Falle dass die 24V am 250 Ohm Widerstand anliegen einfach nicht so stark belastet. Bei 5V/20mA = 0.1Watt Verlustleistung wird der Widerstand schon recht warm. So ein 1-10 Ohm Widerstand würde da schon erheblich weniger an Leistung verbraten, so extrem weit runter solltest du aber nicht gehen. Bei diesem einem Ohm musst du einen Opamp nutzen und die Spannung 250 fach erhöhen. Da so ein normaler LM358 kein Rail_to_Rail Opamp ist brauchst du als Versorgung min. 1.5V mehr als maximale zu messende/auszugebende Spannung. Du kannst dir auch eine externe Referenzspannung von 2.048V besorgen, dann braucht man nicht so viel zu rechen. Weshalb magst du die 2.54V nicht? Gibt es damit bei dir Probleme? > wie erkenne ich ob das ein 15.24mm oder 7.62mm breiter Chip ist? ATMEGA 8L8 DIP - Das Foto ist nur so ein "Symbolfoto" Schau mal ins Datenblatt, da steht 7.62 bis 8.255mm Was gedenkst du damit zu tun? (tja meine Neugier)
hi, für deine Anwendung ist die 250Ohm Variante doch garnicht übel, berücksichtigen musst du allenfalls, dass bei 20mA der Shunt sich ein wenig aufheizt und damit das Messergebnis leicht abgefälscht wird. Wegen zu hoher Spannung muss man sich eher keine Gedanken machen, die Messumformer werden in der Regel von 8...30V betrieben, bei 8V ist die Bürde mit 250 Ohm dann aber schon zu hoch, ca. 6V 'fallen ja am Drucksensor ab' (wenn man das mal so sagen kann) Wir setzen in unseren Steuerungen 2x124 Ohm in Serie ein, ist betriebssicher und zuverlässig, zwar nicht auf's µ genau, aber das sind die Sensoren auch nicht. Die 1-5V kannste dem ADC via 10K zuführen, Über- und neg. Spannungsschutz machen dann die Dioden im AVR. 100nf (war ober schonmal erwähnt) runden die Messung ein wenig, meist 'zappeln' die Sensoren ja ein wenig. Grüssens, harry
So nochmal vielen Dank für die ganzen Infos. Was ich lustig fand: der zweite Treffer für eine google Bilder-Suche nach "atmega8" (hab ich gemacht um die Pinbelegung nochmal nachzusehen) ist dieser hier: http://tinyurl.com/besshz . Das ist nicht nur genau meine Anwendung (Druckmesser mit 4..20mA, fand ich schon nen krassen Zufall), sondern auch genau die Lösung mit 250Ohm. Scheinbar hatte schonmal jemand das gleiche Problem :) Was ich damit zu tun gedenke, ist halt den Druck in einer Gasflasche laufend per rs232 in ner log-datei mitzuschreiben. Ist für so n Experiment inner Uni. Achja und etwas über µc Technik will ich dabei auch noch lernen :) Und mit den 2.45 V hab ich keine Probleme, ich kenn mich einfach noch nich so aus. Das sind alles ne Menge infos, und da die meisten Begriffe für mich neu sind nehm ich lieber erstmal ne Lösung die ich halbwegs verstehe. Sind die 2.45V intern jetzt stabiler als ne externe Spannung? und ist es ratsam die zu nehmen weil ein nicht-rail-to-rail-opamp mit 5V Betriebsspannung 2.54V erreichen kann, nicht aber 5V? Was wär denn n Standard rail-to-rail opamp (== er kann mit 5V Betriebsspannung auf 5 V verstärken?) Und wo soll ich immer so 47nF/100nF elkos hinsetzen? Zwischen AGND und meinen ADC Pin, gegen Schwankungen? Und dann noch zusätzlich zwischen AREF und VCC? Die elkos scheinen mir sehr beliebt zu sein, immer mal zwischen VCC und GND und so... und vor allem: "24-5=19V Das läuft über den 10k Widerstand" versteh ich nicht.. so wie ich das sehe ( http://i43.tinypic.com/2mma137.png ) fallen die 24V komplett überm Druckmesser ab, jedenfalls ist der ja ncih in Reihe mit den 10kOhm, oder? Naja. Hauptsache ist dass der Druckmesser nich beschädigt wird, aber das dürfte ja nich passieren, solang ich den einfach mit 24V versorge... höchstens meine Schaltung verbrutzelt evtl mal, aber die kost ja nich so viel. Danke nochmal, tschö Tom
Die 47 nF oder 100 nF Kondensatoren gehören an die Versorgungsspannung, gang dicht an die GND-VCC und AGND-AVCC Pins. Die interne 2,5 V Referenz ist eventuell etwas stabiler als der externe 5 V regler. Der Hauptvorteil ist aber, dass man so etwas Reserve für höhere Ströme hat. Der Widerstand müßte dann halt nur etwas kleiner (z.B. 120 Ohm) werden um auf rund 2,5 V maximalwert zu kommen. Als Nebeneffekt ist dann auch die Erwärmung nur noch die Hälfte.
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