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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Stromessung für 180A


Autor: Fralla (Gast)
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Hallo!
Ich möchte einen Strom bis 180A messen, kurzzeitig auch mehr.
Es handelt sich dabei um Gleichstrom, jedoch kann dieser mit bis zu 10Hz 
"pulsieren". Wie wüdet ihr das anstellen, wenn möglich einen 
Shuntwiderstand und U-Messung. Stromwandler fällt ja wohl weg.
Die Empfindlichkeit sollte mindestens 1A betragen.

MFG

Autor: Karl (Gast)
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Stromzange

Autor: Gast (Gast)
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LEM-Modul (Hallsensor)

Autor: spess53 (Gast)
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Hi

>Stromwandler fällt ja wohl weg. Die Empfindlichkeit sollte mindestens 1A 
>betragen.

Im Gegenteil. Klassischer Fall für Stromwandler. Sieh dich mal bei LEM 
um.

MfG Spess

Autor: Philip (Gast)
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Wobei hier natürlich kein einfacher, induktiver Wandler sondern nur 
einer auf Basis Hallsensor zum Einsatz kommen kann.

Die empfehlung mit LEM möchte ich auch aussprechen. Bekommt man z.B. bei 
Farnell recht gut.

Autor: Fralla (Gast)
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Achja ich möchte das Signal mit einem µC auswerten, nicht eifach nur mit 
der Stromzange draufgrabschen.


Stromwandler für DC? Wie soll das funktionieren?

Bei LEM hab ich mich umgesehen, da war der einzige der passen könnte 
dieser: http://www.lem.com/docs/products/la%20200-sd%20sp3.pdf
möchte aber nicht wissen was der kostet, bestimmt viel.

Die Automotive Teile gehen meist erst von 20A weg. Ich möchte schon 2A 
von 3A unterscheiden können, empfindlichkeit 1A eben.

Wo bekommt man LEM-Wandler? Sind alle LEMs "Halleffekt"-Wandler?
Kosten? Andere Vorschläge?

Autor: JaaWaa (Gast)
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180A wird eh nicht billig. Auch mit einem shunt nicht.

Autor: Andi ... (xaos)
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die dinger von LEM sind sehr gut, gibt welche für AC und welche für DC, 
gibt auch spezialversionen für DC mit single supply.

normale gibts zB bei farnell
http://de.farnell.com/lem/la-100-p-sp13/current-tr...


sind mit 30-50euro wirklich billig

Autor: Dennis (Gast)
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Falls es nur ein Bastelprojekt ist, nimm ein Stück Kabel das eh schon 
vorhanden ist als Shunt.

Autor: spess53 (Gast)
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Hi

>nimm ein Stück Kabel das eh schon vorhanden ist als Shunt.

Und dann? Nach dieser Methode wird er nie erfahren, wieviel Strom 
wirklich fliesst.

MfG Spess

Autor: Alexander Schmidt (esko) Benutzerseite
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>>nimm ein Stück Kabel das eh schon vorhanden ist als Shunt.
> Und dann? Nach dieser Methode wird er nie erfahren, wieviel Strom
> wirklich fliesst.

Für einen Bastler (und es sollte ja billig sein) ist das hinreichend 
gut.
Was spricht dagegen?
Man kann noch zusätzlich die Temperatur der Leitung bestimmen, dann wird 
das Ergebnis sicher ausreichen.

Achtung:  1Milli-Ohm*(180A)^2 =33W

Autor: spess53 (Gast)
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Hi

>Für einen Bastler (und es sollte ja billig sein) ist das hinreichend
>gut.

Es soll sogar Bastler geben, die Messen wollen und nicht Schätzen.
Aber das muss Fralla selber entcheiden.

>Bei LEM hab ich mich umgesehen, da war der einzige der passen könnte
>dieser: http://www.lem.com/docs/products/la%20200-sd%20sp3.pdf

Das Angebot von Lem ist recht umfangreich. Das ist nur einer von Vielen.

MfG Spess

Autor: Gregorius, der arme Sünder (Gast)
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| Ich möchte einen Strom bis 180A messen, kurzzeitig auch mehr.
| Es handelt sich dabei um Gleichstrom, jedoch kann dieser mit bis zu 10Hz
| "pulsieren".

Und was mächtest du nun genau messen? Peak? Mittelwert?

| Wie wüdet ihr das anstellen

Indirekt. Über das Magnetfeld.

hth, Gregorius

Autor: Gast4 (Gast)
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Den schon vorhandenen Draht als Shunt benutzen und mit einer Stromzange 
den Widerstand feststellen (R= U/I).
Dann aus der Spannung jeweils den Strom berechnen.
Wo soll da das Problem sein?

Gast4

Autor: Otto (Gast)
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Mir macht es immer etwas Angst, wenn jemand "einen Strom bis 180A 
messen, kurzzeitig auch mehr" möchte und nicht weiß wie.

Damit passieren auch bei niedrigen Spannungen schonmal lustige Sachen.

Hast Du denn genug Kerbkabelschuhe, 70mm²-H07VK, 30x5mm-Kupferschienen 
usw.?

Otto

Autor: Otto (Gast)
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Hier schon mal ein Katalog mit passenden Utensilien:

http://www.rittal.de/downloads/PrintMedia/PM4/de/S...

Autor: Alexander Schmidt (esko) Benutzerseite
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@spess53:
Wo siehst du denn die Fehler bzw. Unzulänglichkeiten im Konzept Kabel 
als Shunt?

Autor: Fralla (Gast)
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>Hast Du denn genug Kerbkabelschuhe, 70mm²-H07VK, 30x5mm-Kupferschienen
>usw.?
Lass das einfach meine Sorge sein. Welche Schienen, Kabel etc ich 
verwende kann dir egal sein.


Die Messung mit dem Kabel als Shunt setzt aufgrund des hohen TK von 
Kupfer eine Temperaturmessung voraus.
Ist zwar nur ein Bastelprojekt, aber die genauigkeit wäre mir zu gering.

Habe festgestellt, dass ein Mess-Shunt für diese Ströme auch nicht 
billig ist.
Werde daher einen LEM-Sensor verweden und hoffen das dieser nicht mehr 
als 50€ Kostet.



Zur genauen Messung:
1.Alle Peaks über 180A möchte ich erfassen, unter 180A möchte ich den 
Strom mit ca 30Hz abtasten, mehr muss nicht sein. Messung mit eiem uC 
und Datenübertragung zu einem PC. Die Weitere Signalverarbeitung 
geschieht am PC.

MFG

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Habe noch ein Amperemeter 0-150A hier liegen. Unbenutzte Lagerware. Für 
10 Euro  ist es Deins.

Autor: Fralla (Gast)
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Nein, sowas brauch ich nicht. Möchte die Messwerte ja mitels uC 
weiterverarbeiten, da passt das mit den LEM Sensoren schon.

Werden 180A überschritten brauch ich diese Information sofort,-> Analog 
Komparator des uC verwenden?

MFG

Autor: Michael (Gast)
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>Den schon vorhandenen Draht als Shunt benutzen und mit einer Stromzange
>den Widerstand feststellen (R= U/I).
>Dann aus der Spannung jeweils den Strom berechnen.
>Wo soll da das Problem sein?
>
>Gast4

Ja ne, is klar. Mit ner Stromzange den Widerstand bestimmen um dann da 
raus den Strom zu berechnen. Von Hinten durch die Brust ins Auge 
schießen ist genauso gut oder was spricht dagegen mit der Stromzange den 
Strom direkt zu messen?

However.

@Fralla

Der Komperator des µC sollte ausreichen, du willst ja nur mit 30 Hz 
abtasten, d.h. schneller wirst du es eh nicht erfahren können wenn es 
über 180 geht und 30 Hz, so denke ich mal, kann der Komperator des µCs 
sicherlich mitmachen.

Autor: Thilo M. (Gast)
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Wie wär's damit:
http://www.allegromicro.com/en/Products/Part_Numbe...

Bei Spoerle erhältlich für ca. 10..15€

Autor: Thomas W. (wagneth)
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Was hast Du denn für eine Spannungsquelle ?

Autor: Gast4 (Gast)
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>Ja ne, is klar. Mit ner Stromzange den Widerstand bestimmen um dann da
>raus den Strom zu berechnen.

Natuerlich, wie willst Du sonst den Widerstand des (gegebenen) Stueckes 
Draht/Stromschiene/Kabel... herausbekommen? Bei einem mit der Zange 
gemessenen Strom die Spannung messen. Widerstand berechnen.

Anschliessend kannst du dann die Stromzange wieder entfernen und nur 
noch die Spannung messen. Daraus berechnet dann der uC den Strom.

Gast4

Autor: Fralla (Gast)
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Jetzt hatte ich mich für den LA 125-P entschieden um 50€.

Aber das Allegro -Teil hört sich auch interessant an. Nur sind die 
Anschlüsse etwas klein, wie soll ich da eine Stromschiene oder 50er 
Kabel befestigen?


Die Shunt als Kabel Methode werde ich sowieso nicht anwenden, ohne 
Temperaturmessung wäre das Raten.

@Michael: Ich hätte es so vor: mit dem ADC des uC abtasten, Messwerte 
grob Vorbearbeiten, zum PC schicken.
Zusätzlich den Analog Komparator so beschalten, dass dieser bei über 
180A auslöst da dann schnell(Interrupt) was getan werden soll. Sollte ja 
funktionieren.

Autor: LotsOfCurrent (Gast)
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http://www.isabellenhuette.de/fileadmin/pdf/Flyer/IMSen.pdf

+/- 1500A, Resolution 50mA. Keine Ahnung was das Ding kostet, aber wenn 
jemand den Preis rausfindet bitte posten

Autor: Michael (Gast)
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@Gast4

Warum denn bei der Variante den Strom mit einer Stromzange messen und 
warum nicht gleich mit nem Ohmmeter messen? Und das dies nicht geeignet 
ist wegen der Erwärmung wurde ja schon gesagt ;)


@Fralla

Was soll denn dann getan werden und von wem? Ich dachte der µC soll dann 
was tun wenn es über 180A geht. Da kann man sicherlich über einen 
Interupt gehen, wird gar sinnvoll sein. Hast du dir schon einen µC 
ausgesucht? Und ist das noch ein Buch mit sieben Siegeln für dich?

Autor: Fralla (Gast)
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Die Stromwerte sollen immer mit 30Hz gesampelt werden und an einen PC 
verschickt (UART) werden, die weitere Singnalverarbeitung geschieht 
dort.

µC hab ich schon ein paar Programmiert 8051er, C167, AVR, PICs 
(Zwangsweise).
Für meine Zwecke wirds wohl ein kleiner AVR tun. Ein ATTiny 13A kann ja 
nur Vcc und interne 1,1V als Referenz nehmen.

Welchen würdet ihr nehmen? UART kann ich wenns sein muss auch in 
Software machen.

MFG

Autor: Falk Brunner (falk)
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ATmega8. Hat genug Pins, ADC, UART etc.

Autor: Michael (Gast)
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Ja, das mit dem Samplen schriebst du schon. Da hab ich mich ein wenig 
unglücklich ausgedrückt, ich meinte damit was passieren soll wenn 180A 
oder mehr gemessen wird? Eine Abschaltung einleiten? Welche Aktoren sind 
denn im Einsatz? Und was wäre schnell genug für dich?

Ich fass mal zusammen:

1. Ein µC soll den Strom messen und die Daten, vorverarbeitet, zu einem 
PC schicken bei dem sie weiter verarbeitet werden.

2. Parallel dazu soll ein Komperator den Strom überwachen und bei einem 
Strom von 180A oder mehr ein Signal (z.B. wechseln von low auf high) 
erzeugen.

1. ist ja noch klar und was soll bei 2. geschehen? Ich denke mal, je 
nach Sensor für deine Stromerfassung, ist das Messen kein Problem. 
Nehmen wir mal an, dein Sensor misst einen Strom von 0 bis 500A und gibt 
dazu ein proportionales, lineares Signal von 0 bis 5 V aus. Die 
Schaltschwelle deines Komperators müsste dann bei 1.8V liegen denn das 
entspräche ja 180A. Das sind natürlich jetzt alles Fantasiewerte und es 
kommt ganz darauf an, welchen Sensor zur Strommessung du nun verwenden 
wirst. Eine Frage brennt mir aber noch auf den Zähnen dazu: Warum einen 
Komperator nebenbei arbeiten lassen wenn du den genauen Strom schon mit 
einem µC misst? Oder willst du einen zweiten Sensor einsetzen?

Autor: M. Beffa (m_beffa)
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Weil er ja an allen Peaks über 180A interessiert ist.

Würde er nur die Daten des AD-Wandlers auswerten, mit welchem er mit 30 
Hz sampled, dann verliert er wahrscheinlich den Grossteil der Peaks.

Deshalb der Komparator.. Nehme ich jetzt mal an..

Autor: Fralla (Gast)
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Ganz genau so ist es.
Dieser µC dient nur zum loggen der Messwerte (keine Abschaltung 
einleiten oder ähnliches), Mehr als 30 Messwerte pro Sekunde brauch ich 
nicht. Jedoch wenn 180A überschritten werden, wenn auch nur als Peak, 
möchte ich das auch mitloggen, daher meine Idee mit dem Komparator.

Selbst Wenn ich mit maximaler Frequenz Samplen würde und nur mit 30Hz 
Daten verschicken, könnte trotzdem ein Peak "übersehen" werden.

Als Sensor möchte ich diesen Verwenden: 
http://www.lem.com/docs/products/la%20125-p%20e.pdf

Gibts andere Vorschläge, bin für alles offen....

MFG

Autor: Andreas K. (ergoproxy)
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Ja gibt es: Sample mehr Werte und zwar nahezu soviele wie möglich. 
Vergleiche sie und wenn sie sehr gleich sind lässt du die weg die du 
nicht brauchst. Nachteil: Da du keine kontinuierlichen Werte hättest 
müsstest du noch einen Zeitstempel mit aufnehmen. Wäre aber bei der 
Peakmessung ähnlich.

Gruß ErgoProxy

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Fralla (Gast)

>nicht. Jedoch wenn 180A überschritten werden, wenn auch nur als Peak,
>möchte ich das auch mitloggen, daher meine Idee mit dem Komparator.

Vergiss das, viel zu umständlich für viel zu wenig Ergebnis.

>Selbst Wenn ich mit maximaler Frequenz Samplen würde und nur mit 30Hz
>Daten verschicken, könnte trotzdem ein Peak "übersehen" werden.

JEDES Messgerät hat eine obere Grenzfrequenz, auch das schnellste GHz 
Oszi.

>http://www.lem.com/docs/products/la%20125-p%20e.pdf

Sieht gut aus.

Sample mit maximaler Frequenz, der AVR kann den ADC mit 200 kHz laufen 
lassen, macht eine Abtastrate von 200/13 ~15,3kHz, du erwischt also auch 
noch Peaks, welche nur 65us breit sind. Das sollte reichen.

MfG
Falk

Autor: Fralla (Gast)
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HallO!

Danke für eure Vorschläge.
Die Idee von Andreas K. hört sich interessant an. Schnelle Änderungen 
werden genauer gesampelt. Das Problem ist, dass dann ein Zeitstempel 
notwendig ist, für die Signalverarbeitung am PC (mit Matlab) brauche ich 
aber Samples mi gleichen Abständen. Man könnte dann interpolieren, 
jedoch kann ich dann gleich alles Aufzeichnen, Speicherplatz ist am PC 
ja kein Problem.

Weitere Frage:
Wo soll die AD-Wandlung stattfinden? Auf die schnelle hätte ich 
möglichst nahe beim Sensor gesagt, jedoch ist diese Umgebung durch 
schaltende MOSFETS verseucht.
Aber der Sensor liefert ja ein Analoges-Stromsignal, dh ich könnte den 
Bürdenwiderstand vom Sensor entfernt plazieren und dort mit dem ADC 
draufmessen. Ich denke da an industrielle Sensorsignale 4-20mA. In 
meinem Fall wären es ja 0-180mA. diesen Strom könnte man ja zusätzlich 
mit einer Common-Mode Drossel "beruhigen" (Abtastrate berücksichtig). 
Leitungsbruch der Sensorleitung kann nicht detektiert werden.

Ich freu mich auf eure Vorschläge...

MFG

Autor: Fralla (Gast)
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Und ja die Peaks sind läger 65us.

mFG

Autor: Michael (Gast)
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Na dann spricht doch nichts dagegen, das Signal mit dem µC mit ca. 15 
kHz zu samplen und wenn ein Peak kommt den µC ne Abschaltung, oder was 
dann halt passieren soll, machen zu lassen. Den Komperator kannst du dir 
dann so sparen ;)

Autor: Fralla (Gast)
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>Weitere Frage:
>Wo soll die AD-Wandlung stattfinden? Auf die schnelle hätte ich
>möglichst nahe beim Sensor gesagt, jedoch ist diese Umgebung durch
>schaltende MOSFETS verseucht.
>Aber der Sensor liefert ja ein Analoges-Stromsignal, dh ich könnte den
>Bürdenwiderstand vom Sensor entfernt plazieren und dort mit dem ADC
>draufmessen. Ich denke da an industrielle Sensorsignale 4-20mA. In
>meinem Fall wären es ja 0-180mA. diesen Strom könnte man ja zusätzlich
>mit einer Common-Mode Drossel "beruhigen" (Abtastrate berücksichtig).
>Leitungsbruch der Sensorleitung kann nicht detektiert werden.

MFG

Autor: Fralla (Gast)
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Ihr habt mir schon viel geholfen, jetzt möcht ich nur wissen (wie oben 
beschrieben) wo die Messung stattfinden soll. Samplen werd ich mit 
15kHz.

MFG

Autor: Michael (Gast)
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Am besten findet sie so nah an der Messstelle wie möglich statt. Gegen 
die schaltenden Mosfets hilft ein abgeschirmtes Kabel ;)

Autor: Fralla (Gast)
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Ich hab eher Angst, dass der µC geresetet wird oder sonst wie gestört. 
Ein Stromsignal ist ja weniger empfindlich als ein Spannungssignal, 
oder?

MFG

Autor: Michael (Gast)
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Nunja, Sensor und µC müssen ja nicht im Abstand von 10 mm sitzen ;). Die 
Messleitung darf da schon den ein und anderen Meter lang sein. However, 
man kanns auch nebeneinander setzen und nen Schirm drüber machen, das 
sollte auch genügen, z.B. den µC in ein geschirmtes Gehäuse packen. Auf 
der anderen Seite: Ich hab schon einige µCs zum Einsatz gebracht und das 
auch neben schaltenden MOSFETs, ganz ohne Abschirmung, und hab da bisher 
noch nie Probleme gehabt. OK, bei 180A war ich da bisher auch noch 
nicht, das höchste waren so um die 50A die da geschaltet wurden. Muss 
man halt mal testen.

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Fralla wrote:
> ...
> Ein Stromsignal ist ja weniger empfindlich als ein Spannungssignal,
> oder?
>


Das hat in diesem Anwendungsfall keine Bedeutung.

Autor: Fralla (Gast)
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>Das hat in diesem Anwendungsfall keine Bedeutung.

Weil?

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