Hallo Leute, ich möchte mich demnächst mal an ein etwas komplexeres Projekt wagen: Die Strommessung. Habe dazu schon 10Bit ADCs (es soll relativ genau werden) von Maxim gesampled. Die Spannung liegt bei dem Netzteil (das soll es werden) bei 0...300V DC. Gedacht habe ich mir Folgendes: Ich messe einen Spannungsabfall am Shunt, und verstärke mir den mit einem Differenzverstärker: http://www.mikrocontroller.net/wikifiles/e/e4/Instrument.png Also den einen Eingang vor dem Shunt, die andere Seite hinter dem Shunt. Die Ausgangsspannung geht dann an den ADC, der den Rest übernimmt. Aber das ist nur theoretisches Wissen. Was sagen die Leute aus der Praxis dazu? Hört sich das so machbar an? Alternative: Ich brauch ja sowieso auch die Spannung (Netzteil soll aj beides anzeigen). Warum also nicht ne einfache Spannungsmessung vor dem Shunt, hinter dem Shunt (per Spannungsteiler), und die Differenz per Software erledigen? Was klappt am besten? Gruß Bastler
Bastler wrote: > ... > Gedacht habe ich mir Folgendes: Ich messe einen Spannungsabfall am > Shunt, und verstärke mir den mit einem Differenzverstärker: > http://www.mikrocontroller.net/wikifiles/e/e4/Instrument.png > Also den einen Eingang vor dem Shunt, die andere Seite hinter dem Shunt. > > Die Ausgangsspannung geht dann an den ADC, der den Rest übernimmt. Ok. (1) > > Aber das ist nur theoretisches Wissen. Was sagen die Leute aus der > Praxis dazu? Hört sich das so machbar an? Yo. Shunt dann in die Minusleitung, wenn Minus auch Masse für Deine uC Schaltung ist. > > Alternative: Ich brauch ja sowieso auch die Spannung (Netzteil soll aj > beides anzeigen). Warum also nicht ne einfache Spannungsmessung vor dem > Shunt, hinter dem Shunt (per Spannungsteiler), und die Differenz per > Software erledigen? Rechne mal aus wieviele Bit Auflösung Dein ADC bei dieser Anordnung haben müßte, damit eine brauchbare Auflösung beim Strom rauskommt. Merkst Du es jetzt? > > Was klappt am besten? > Deine erste Überlegung (1). hth, Andrew
überleg dir mal: -wo du überall messen willst -wo deine Masse ist -wo deine versorgungsspannung ist -wie groß die zu messenden Spannungen gegenüber deiner masse maximal werden -ob deine µC masse auch die netzteil masse ist (sein muss) -wo du deine schaltung überall berühren kannst (berührst) und ob das ungefährlich ist!! -welchen unterschied es für deine messungen macht den shunt in die + leitung oder in die masseleitung einzubauen bei 300VDC is das alles nicht so ganz ohne BTW so gut wie jeder µC hat intern auch einen 10bit ADC, das gehampelt mit dem externen kannst du dir wohl sparen
>Rechne mal aus wieviele Bit Auflösung Dein ADC bei dieser Anordnung >haben müßte, damit eine brauchbare Auflösung beim Strom rauskommt. >Merkst Du es jetzt? alles kein problem wenn er die referenzspannung des ADC passend wählt
willi wrote: >>Rechne mal aus wieviele Bit Auflösung Dein ADC bei dieser Anordnung >>haben müßte, damit eine brauchbare Auflösung beim Strom rauskommt. >>Merkst Du es jetzt? > > alles kein problem wenn er die referenzspannung des ADC passend wählt ja, nee, issklar. Oder am Shunt 30V Spannungsabfall bei 30 mA hat. Etc. Nochmehr so unsinnige Vorschläge?
>ja, nee, issklar. >Oder am Shunt 30V Spannungsabfall bei 30 mA hat. Etc. wo steht denn was von 30V am shunt? ein shunt an dem 30V abfallen, auch bei 300V (was ja immerhin 10% sind), is für mich kein shunt, sondern ein lastwiderstand. was spricht denn dagegen den shunt so klein zu wählen, dass maximal 5V abfallen, und die externe referenzspannung mittels hard- und software an die zu messende spannung nach unten anzupassen?
willi wrote: >>ja, nee, issklar. >>Oder am Shunt 30V Spannungsabfall bei 30 mA hat. Etc. > > wo steht denn was von 30V am shunt? ein shunt an dem 30V abfallen, auch > bei 300V (was ja immerhin 10% sind), is für mich kein shunt, sondern ein > lastwiderstand. > was spricht denn dagegen den shunt so klein zu wählen, dass maximal 5V > abfallen, und die externe referenzspannung mittels hard- und software an > die zu messende spannung nach unten anzupassen? Weil es irrelevant ist. Lies Dir mal das über seine vorgeschlagene Meßanordnung durch. Dagegen spricht: das er einen 10 Bit AD hat, und in seiner Überlegung Nr. 2 einmal Ausgangsspannung digitalisiert, den Wert1 speichert und danach Ausgangsspannung + shuntspannung digitalisert, diesen Wert2 von Wert1 abzieht und als Ergebnis hat er Wert3= sein Ausgangsstrom. Da kannst Du noch soviel Referenz anpassen, Du hast da einfach jede Menge Auflösungsverlust.
Ja das stimmt, Andrew, der Auflösungsverlust wäre wirklich zu hoch. Ja, ich verwende ein Step-Up-Converter für die 300V, der hat die selbe Masse wie der Controller. Was ich nicht verstehe, ist Folgendes: Was habe ich davon, wenn ich den Shunt in die Minusleitung lege? Kann ich den Differenzverstärker dann genauso anschließen? Gruß Jens
Bastler wrote: > Ja das stimmt, Andrew, der Auflösungsverlust wäre wirklich zu hoch. > > Ja, ich verwende ein Step-Up-Converter für die 300V, der hat die selbe > Masse wie der Controller. Was ich nicht verstehe, ist Folgendes: Was > habe ich davon, wenn ich den Shunt in die Minusleitung lege? Kann ich > den Differenzverstärker dann genauso anschließen? > > Gruß > Jens Tja, einigen wir uns bitte erstmal über eine gemeinsame Sprechweise: Ist Minus Deiner 0-300V identisch mit der Masse (Minus) vom Diff.-Verstärker/uC- Teil Deines Systems?
Die Schaltung steht ja noch nicht, ich bin aber bisher davon ausgegangen, dass alle die selbe Masse haben, also: ja.
Bastler wrote: > Die Schaltung steht ja noch nicht, ich bin aber bisher davon > ausgegangen, dass alle die selbe Masse haben, also: ja. Ok, dann zu dem Differenzverstäker && Shunt in der Minusleitung: Da wäre dann die Gleichtaktspannung deutlich geringer (und fast konstant) als wenn Du: den Shunt in die Plusleitung legst. Dort muß der Diff.-Verstärker die vollen 0...300 V mit geringem Fehler abkönnen. Wenn Du also die Wahlmöglichkeit hast im Aufbau, würde ich die Shunt_in_der_Minusleitung Variante bevorzugen. hth, Andrew
zumal die meisten Current Sense Amplifier CSA (für High Side Messung) die ich gesehen habe bei ca. 60 V aufhören. Da oben wird es richtig eng. Auf Low Side einen CSA von zB. LT und alles wird gut.
Wäre es besser, einen fertigen CSA zu verwenden, oder das selber aufzubauen? Den ADC bräuchte ich ja so oder so, aber ich könnte mir den Differenzverstärker sparen, wo ich auch nicht allzu viel Erfahrung mit habe (bin eher der Digitaltechnik angehörig).
Wobei, ich hab mal geschaut, es scheint nicht so kleinauflösende CSAs zu geben, die im 50mA-Bereich liegen, oder sehe ich das falsch?
das Problem ist der Differenzverstärker. Dafür werden SEHR genaue Widerstände benötigt. Das können die Hersteller besser. zB.: http://www.linear.com/pc/categoryProducts.jsp
Das kann schon sein, ich denke auch, dass ein CSA besser geeignet wäre. Aber welcher CSA wäre dafür geeignet? Die meisten sind ja bis 3, 4, 5A und größer, ich bräuchte einen bis 500mA, um die Ausgangsspannung halbwegs auswerten zu können... Denn bei 1V/A ist das ziemlich haarig, da einen Strom von 0...30mA zu messen. Gibt's einen CSA für extra kleine Ströme? Oder sonst einen Tip, wie ich's mit nem CSA realisieren könnte? Gruß Bastler
Mach's Dir einfacher: Ein Shunt an dem 300mV abfallen und ein Verstärker 10fach - schon hast Du sehr gut auswertbare 3V. Das müßte schon ganz gut passen für Deinen uC. Also 10 Ohm 1% Metallfilm 0.5W damit der wenig erwärmt wird Ein OP27 oder den "langsamen" OP77 beschaltet mit 10k / 100k - macht +11 oder -10 fache Verstärkung. A bisserl Versorgung (so +/-15V wäre nett) müßtest Du noch spendieren. Wenn's ganz langsam sein darf (GBW 30 kHz): OPA215 R2R OP . All das funzt, selber ausprobiert. hth, Andrew
die CSA lassen sich "programmieren". Ein Widerstand legt meistens die Verstärkung fest. Damit läßt sich der Rsense in Grenzen an eigene Bedürfnisse anpassen. Bei Low seitiger Messung reicht eigentlich ein einfacher OPV aus. Differnzprinzip ist fast überlüssig. Wie Andrew sagt, einfach nen 1:10 Verstärker und gut isses.
Danke für den Hinweis, Andrew. Ich werde das dann mal so aufbauen. Aber welche Versorgungsspannung brauch der OP27? Ich habe für den OPV insgesamt ca. 9-10V zur Verfügung. Könnte ich den mit 9V am V+ und GND am V- betreiben? Brauche ja nur 3V Ausgang. Baue das dann so auf, oder? http://www.mikrocontroller.net/wikifiles/c/cc/Op-verstaerker-b.png Gruß Bastler PS: Bitte verzeih meine vielleicht blöden Fragen, ist das erste Mal, dass ich was mit OPVs mache. Danke nochmal für deine Hilfe!
nein, unsymetrisch kommst Du nicht auf Null runter. Wenn nicht anders würde ich ne Ladungspumpe nehmen. 7660 o.ä.
Also die Ladungspumpe verwende ich dann, für die paar OPVs reicht der Strom ja, oder? Also baue ich den Differenzverstärker mit dem OP27 mit dem Faktor ~10 auf. Ist das so gemeint gewesen, Andrew?
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