mikrocontroller.net

Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Stromrichtung feststellen (AVR) bei Fahrradmotor


Autor: Thomas Scherer (zeilentrafo)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Mein Fahrradmotor ist ein Getriebeloser, buerstenloser Motor, der 
Rekuperation erlaubt. Der mitgelieferte Controller unterstuetzt den 
Reku-Betrieb: in den Bremsgriffen sind Mikroschalter eingebaut, die den 
Antrieb unterbrechen und der generierte Strom wird in die Batterie 
zurueckgespeist.

Nun moechte ich den fliessenden Strom in der low side messen. (Hi-side 
im Schaltplan nicht eingezeichnet). Es geht um +/- 15 Amp. Dazu moechte 
ich einen Shunt einschleifen und die abfallende Spannung per OPAmp fuer 
den ADC des ATMega aufbereiten. Nun frage ich mich, wie ich die 
Flussrichtung feststellen kann, so dass der ATMega weiss, ob er Wh 
addieren oder abziehen soll.

Die obige Schaltung faellt mir bislang ein, ist aber reichlich 
verlustbehaftet (0,7 V an den Dioden) und belegt zwei ADC-Kanaele.

Gibt es eine Loesung, bei der nicht der ganze Strom durch eine Diode 
muss, und bei der die Stromrichtung als digitaler Wert fuer einen Pin 
des AVR anliegt ?

Autor: MaWin (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Du wirst einen AVR mit Analogeingang benutzen, und musst nur den kleinen 
Spannungsabfall an EINEM Shunt von -0.15V bis +0.15V auf einen Bereich 
von 0V bis 5V verstärken (bei 0 Strom misst der AVR also 2.5V).

Damit dazu ein mit 0V und +5V versorgter Operationsverstärker reicht, 
sieht die Schaltung so aus:


      AVCC   AVCC
       |       |
      10k     10k
       |       +-100k-+
       +-------(-|+\  |
       |       | |  >-+- AVR (2.5V=0A, 4.075V=+15A, 0.925V=-15A)
      10k      +-|-/  TS912 oder ähnlicher Rail-To-Rail OpAmp
       |      10k
Motor -+-Shunt-+- GND
         0.01R

Autor: Thomas Scherer (zeilentrafo)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
MaWin schrieb:
> Damit dazu ein mit 0V und +5V versorgter Operationsverstärker reicht,
> sieht die Schaltung so aus:
>

Danke MaWin - ich geh' gleich morgen den OPAmp kaufen. So wie oben 
abgemalt korrekt ?

Autor: Walter (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ich habe für das gleiche Problem einen LEM eingesetzt, funktioniert 
prima, man spart sich Shunt (Spannungsabfall) und OpAmp

Autor: MaWin (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
> So wie oben abgemalt korrekt ?

Nein. 100k geht an In-

Du wirst noch ein Problem mit Störungen bekommen,
wenn du Masse vom MOtor und Masse des uC verbindest.
Ein guter Aufbau hilft, Störungen zu vermeiden,
ein kleiner (Folien-)kondensator (so 47nF) von In+
nach GND auch.

Autor: Thomas Scherer (zeilentrafo)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
MaWin schrieb:
>> So wie oben abgemalt korrekt ?
>
> Nein. 100k geht an In-
>
> Du wirst noch ein Problem mit Störungen bekommen,
> wenn du Masse vom MOtor und Masse des uC verbindest.

Vielen Dank Euch Beiden !

Die Messung erfolgt nicht direkt am Motor - da ist noch der Controller 
dazwischen. War heute bei Segor und habe mir den Allegro ACS714 mit 30 
Amp geholt - der liefert bei 0 Amp 2,5 V und schlaegt dann nach oben und 
unten aus. Also recht AVR-vertraeglich. Wenn ich das richtig verstehe, 
kann der sowohl in der hi- als auch low-side installiert werden. Den 
TS912 habe ich auch geholt und werde es damit auch probieren.

Einige Tage Experimentieren sparen stundenlanges Nachdenken !

Autor: Andreas K. (derandi)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Thomas Scherer schrieb:
> MaWin schrieb:
> Einige Tage Experimentieren sparen stundenlanges Nachdenken !

Tage < Stunden? ;)

Autor: Thomas S. (tsalzer)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Also ich denke, den Shunt kannst Du sparen
Die drei Halbbrücken werden aus einer Gleichspannungsquelle versorgt, 
und die Low-Side Mosfet mit ihrem  Rdson könnten (mit dem erwartetetn 
Strom ) schon reichen. Wenn nicht, dann kann wenigstens der Shunt 
entsprechend kleiner werden. Dann halt nicht nur über dem Shunt 
abgreifen, sondern über Shunt + Mosfet.

Da Du nur von Stromrichtung erkennen gesprochen hast, gehe ich davon 
aus, daß erkannt werden soll, ob gerade Moto-oder generatorbetrieb 
vorliegt.

Da würde ich doch lieber ein schönes altes Zeigerinstrument 
(Amperemeter)aus dem Kfz-Bereich suchen mit Mittelstellung. Das in die 
Plusleitung des Akku, und Du kannst Stromstärke UND Richtung ablesen.

guude
ts

Autor: Thomas Scherer (zeilentrafo)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Thomas S. schrieb:

>
> Da würde ich doch lieber ein schönes altes Zeigerinstrument
> (Amperemeter)aus dem Kfz-Bereich suchen mit Mittelstellung. Das in die
> Plusleitung des Akku, und Du kannst Stromstärke UND Richtung ablesen.

Hallo Thomas S.,

da sprechen zwei Gruende dagegen: Zeigerinstrument auf einem fahrenden 
Rad - kann men ggf. noch als G-Meter verwenden (Vibration) und nur 
digital werde ich die Ah  Wh entnommen  geladen berechnen koennen. Der 
Allegro enthaelt uebrigens keinen shunt, sondern einen Hallsensor, der 
in einer festen Distanz zum Leiter montiert ist. Kommt aus dem 
KFZ-Bereich.

Autor: Thomas S. (tsalzer)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Die Anforderungen sind dann aber schon ganz schön gestiegen gegenüber 
der Eingangsfrage "Stromrichtung feststellen (AVR) bei Fahrradmotor".

Zu dem Allegro:

Dann gehört der nicht in die Brücke/Halbbrücke, sondern in die 
Batterieleitung.

Komparator (evtl. Fensterkomparator mit sehr kleiner Hysterese um 2,5V) 
sorgt für die Richtung (laden/entladen), und der Messwert auf einen 
Präzisonsgleichrichter gegeben für den Wert, also abs(messwert).Das dann 
im AVR verrechnen.
Das ist die analoge Lösung.


Ohne diesem Umweg kannst Du aber das Allegrosignal auch direkt 
verrechnen.

Wie ist jetzt die genaue Frage?


guude
ts

Autor: Thomas Scherer (zeilentrafo)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Thomas S. schrieb:
>
> Wie ist jetzt die genaue Frage?
>

Moin,

ich gebe zu, der Titel ist (mittlerweile) ein wenig irrefuehrend. Ich 
moechte den Strom zw. Batterie und Regler messen und - da das System 
Rekuperation hat - in beide Richtungen. Der Allegro scheint mir ein 
Volltreffer zu sein. Kommt uebrigens in SMD und ja zwei Beinchen f. Ein- 
und Ausgang. Und da sollen max. 30 Amp durch koennen. Ich will's noch 
gar nicht glauben - selbst Sicherungen haben einen dickeren Draht. Aber 
gut, fuer 7,70 Euro darf man kleine Wunder erwarten.

Melde mich, sobald das Teil verbaut ist.

Autor: ACS714 (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.