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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik PWM Effektivwert messung


Autor: Horst (Gast)
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Hallo zusammen,

habe hier ein Problem, das mich schon seit einigen Tagen belastet.

Ich bin gerade dabei ein Meßgerät zu bauen, das Drehzahl, Spannung und
Strom eines RC-Motors messen soll. Die Drehzahlmessung ist kein Problem
die habe ich schon realisiert. Um Spannung und Strom zu messen muß ich
beim AVR 2 A/D Wandler belegen.

Mein Problem, der Motor wird vom Fahrtenregler mit einem PWM Signal
angesteuert. Die Frequenz ist von Hersteller zu Hersteller verschieden.
Hat jemand von euch ne Lösung, wie ich den Effektivwert der Spannung
messen kann. Wenn möglich auf der Hardwareseite, denn ich denke, das
der A/D wandler im avr nicht so schnell ist, um die ganzen Werte zu
verarbeiten und auszuwerten.

Würde mich über jede Antwort riesig Freuen.

Viele Grüße Horst

Autor: Ratber (Gast)
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Hallo Horst.

Eine Idee habe ich schon dafür.

Is aber nur ne grobe Idee die du noch ausarbeiten müstest.

Ein Meßwiderstand ist eh fällig also bleiben als Signale beidemale ein
PWM Siganl übrig.

Wie bekomme ich nun aus den beiden PWM-Signalen mögliochst einfach
einen Equvalenten Analogwerd für den AD-Wandler ?

Nun ,ich würde das Signal einfach duch einen belasteten RC-Filter
schicken.

am Ausgang dürfte eine der meßgröße Proportionale Spannung rauskommen
die dann weiterverarbeitet werden kann.

Eventuell mußte im Controller noch eine Korrektur machen aber im
Prinzip dürfte es gehen.

Autor: Horst (Gast)
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Danke erstmal für die Antwort!

Das Problem, das ich bei diesem Meßverfahren sehe ist, das das ganze
ziemlich stark Frequenzabhängig ist wenn der Regler mit ca. 1 KHz
arbeitet, hat der C ein anderes ladeverhalten als wenn das ganze mit 10
KHz getaktet wird. Oder bin ich da total auf dem Holzweg und habe wieder
mal zu kompliziert gedacht?

Autor: Erik (Gast)
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Hi Horst!
I stimme Dir zu, das C ist frequenzabhängig!
Mir kommt da nur eine Lösung in den Sinn!
Entweder du machst dich schlau wie ein TRMS-Messgerät funktioniert,
denn die Zeigen meiner Meinung nach den Effektivwert an!
Du kannst natürlich auch eine Periode des Pwmstroms übern Shunt mit dem
Uc analysieren und dann den effektivwert rechnen, so würde ich es
versuchen.

Autor: Horst (Gast)
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Also doch True RMS!
Ich dachte, ich könnte dieses durch nen kleinen Trick umgehen... Der
AVR ist mit Display Refresh, Drehzahlmessen und speichern schon genug
beschäftigt. Hat jemand ne Idee, wo man einen bzw. zwei True RMS Chips
herbekommt? z.B. MX536A von MAXIM  Conrad, Reichelt, Bürklin, Segor
Fehlanzeige.

Horst

Autor: Ratber (Gast)
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@Horst

Sicher ist die Kombination Frequenzabhängig.

Mußte eben für jeden Regler anpassen.



Entweder für jeden Regler einen passenden Filter oder du nimmst immer
den gleichen und fügst in die Controllersoft ein Auswahlmenü dafür ein.

Autor: Peter Dannegger (peda)
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Wenn Dich nur die Leistung des Motors interessiert, miß einfach den
Mittelwert des Eingangsstroms des Reglers und multipliziere mit der
Batteriespannung.


Peter

Autor: DerDirk (Gast)
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Also vielleicht liege ich da auch voll daneben, aber du generierst doch
die PWM im Controller, also ist dir auch der Tastgrad bzw das
Tastverhältnis bekannt.
Daraus kannst du doch simpel mit einfacher Mathematik den Effektivwert
bestimmen.

Dirk

Autor: Horst (Gast)
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Das PWM Signal wird in einem Fahrtenregler erzeugt, der den Motor
ansteurert

Bsp:

Akku    ->      Regler     ->      Motor

zwischen Motor und Regler sind die Meßwiderstände angeordnet einer für
Spannung und einer für Strom. Eine messung vor dem Regler kommt, denke
ich nicht in Frage, da ich ja dann die Verlustleistung des Reglers und
der Leitungen mitmesse.

Horst

Autor: Thomas Burkhardt (Gast)
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Messwiderstand für Spannung?

Wie hoch ist denn die Frequenz? Ein Weg für True RMS ist ja das Signal
im Zeitbereich abzutasten. Nur muss das dann halt schon recht flott
gehen. Weiss nicht, ob dazu der ADC eines AVR reicht - vermutlich
nicht...

Autor: Dave (Gast)
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mal ne ganz blöde frage zu später stund:

für was hat man zeitmessungen an nem avr.. also timer nehmen, externe
taktquelle (selbst hab ichs noch nich gemacht) aber ihr versteht sicher
meinen ansatz. batteriespannung is ja eigentlich recht gleich, sonst
batteriespannung mit nem ad-pin messen
verhältnis multiplizieren, feddich

dave
(nicht lachen g)

Autor: Marcel Meyer (Gast)
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also, mich hat bei meinen motoren immer nur die MAXIMAL leistung
interessiert, also voller strom...

bei deinem problem würde ich einfach einen ad wandler mit einer
vielfachen tastrate, deiner max. zu erwartenden pwm frequenz, nehmen
und dann mit max. geschwindigkeit messen und den mittelwert bilden

Autor: Johannes Raschke (Gast)
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Warum so kompliziert?
Zur Spannungsmessung kannst Du eine RC - Reihenschaltung parallel zum
Motor schalten. Die Spannung am Kondensator wird dann dem Effektivwert
der Spannung am Motor entsprechen, ganz gleich, wie hoch die PWM
Frequenz ist. Lediglich die Restwelligkeit und der zu messenden
Spannung ist von den Werten der Bauelemente und von der Frequenz
abhängig.
Um den Motorstrom zu messen, schaltest Du den gleichen RC - Tiefpass
parallel zum Shunt und hast auch hier direkt den Effektivwert.

Eine eventuell noch vorhandene Restwelligkeit läßt sich dann durch
Mittelung im AVR kompensieren.

Autor: Ratber (Gast)
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Ja soweit war ich ganz oben auch schon ;)

Autor: Johannes Raschke (Gast)
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Jep... Nur haben Dir dann so viele Leute widersprochen, so daß ich das
nochmal klarstellen wollte...

Autor: Gast (Gast)
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Ich sehe noch ein anderes Problem bei der Strommessung:
Der Spannungsabfall an dem Shunt sollte möglichst gering sein, um die
Messung nicht zu verfälschen. Bei normalen Multimetern ist es weniger
als 0,2V. Wenn man das direkt mit dem AD-Wandler misst, ist die
Genauigkeit nicht sehr groß. Daher bräuchte man noch einen Verstärker.
Man könnte natürlich einen Operationsverstärker verwenden, aber dafür
braucht man eine negative Betriebsspannung. Gibt es dafür auch
einfachere Lösungen?

Autor: Kupfer Michi (Gast)
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z.B. mit einem Single Supply OpAmp wie dem LM358 in Nicht-Invertierender
Schaltung. Shunt gegen Masse.

Was allerdings bei dem EMV Gewitter von Motoren/Schaltregler passiert
bringt mich regelmaesig zur Verzweiflung.

Autor: Ratber (Gast)
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@Johannes

...ach so.

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