Guten Morgen!
Wie der Titel schon sagt möchte ich gern mit einem Mikrocontroller eine
Wechselspannung messen (also indirekt eigentlich den Strom).
Dazu habe ich in meiner Schaltung einen Shunt. Nun hab ich schon
reichlich recherchiert, wie man das am geschicktesten lösen kann. Da bin
ich natürlich auch auf den "Präzisionsgleichrichter" mit den zwei OPs
gestoßen. Die Schaltung hab ich dann flux auf meinem Steckbrett
zusammengebaut und siehe da... geht nicht. Mir war dann auch recht
schnell klar, daß die OPs ja in der Schaltung eine positive und eine
negative Versogungsspannung brauchen.
Da möchte ich aber auf jeden Fall drum herum kommen, meine Schaltung
soll also mit +5V und 0V laufen.
Jetzt steh ich aber etwas auf dem Schlauch, wie man das noch machen
könnte. Wäre sowas vielleicht mit einem "Addierer" zu lösen, der mir zu
der Messspannung einfach Vcc/2 addiert? Dann könnte die Spannung ja
zwischen 0 und Vcc schwingen und ich hätte meinen Nullpunkt bei Vcc/2.
Aber geht sowas überhaupt so einfach ohne negative Versorgungsspannung?
Und wenn ja: wie sähe die Schaltung dann ungefähr aus? Wo müßte ich den
Shunt anklemmen und wo die Vcc/2? Wie macht das ein olles Multimeter?
Danke schonmal,
Pille
Hallo Dennis, danke für die schnelle Antwort!
Auf den Vorschlag bin ich bei meiner Sucherei auch gestoßen. Ich möchte
aber eigentlich den ADC vom Mikrocontroller benutzen, um das ganze nicht
noch zu verkomplizieren. Ein paar OPs wären ja noch OK, aber ein
externer ADC nicht.
Ich hab auch schon darüber nachgedacht, daß mir evtl. eine Halbwelle
reichen würde (Einweggleichrichter). Aber stehe ich da nicht vor den
gleichen Problemen? Voltage Drop über Dioden oder Versorgungsspannung
des OPs?
Bin für alles offen :)
Pille
Wie sieht denn deine Spannungsversorgung aus? Hat deine Schaltung eine
separate Versorgungsspannung oder wird sie gleichzeitig aus dem zu
messenden Stromkreis versorgt? Etwas mehr Infos bitte.
Ok, also die Schaltung wird aus dem gleichen Stromkreisversorgt, in dem
sie auch messen soll. Das ganze war wie folgt gedacht: Ich habe ein
altes Handy-Ladegerät, was den Controller und Display und so versorgen
soll. Außerdem hab ich einen 230Vac -> 12Vac Trafo. Da möchte ich dann
ausgangsseitig (also da, wo es nicht so dolle weh tut ;) ) den Strom
messen.
Aber die grundsätzliche Funktion könnte ja genau so gut bei noch
weiteren Anwendunge zum einsatz kommen. Zum Beispiel könnte ich ja auch
einen Dimmer entwickeln, der wahlweise mit PhasenAN- oder ABschnitt
arbeitet. Da gibt es ja tausend Einsatzmöglichkeiten. Nur die setzen
alle voraus, daß ich eine Wechselgröße einigermaßen genau erfassen
kann...
Pille
Hätte folgenden Vorschlag:
Du teilst deine Betriebsspannung (5V) in 2 Hälften. Die U/2 benutzt Du
als Masse für den (klassischen) Aktivgleichrichter. Die
Eingangs(wechsel)spannung kannst Du ja über einen Kondensator zum
Eingang führen. Das Gleichgerichtete Ergebnis bezieht sich jetzt auf die
U/2. Also 2 ADU-Eingänge und die Differenz berechnen. Oder nicht U/2,
sondern stabil 2,5V, dann kannst Du eine Konstante subtrahieren, kostet
einen ADU-Eingang weniger und einen Spannungsregler mehr. Das wäre
sicherlich die sauberste Lösung und auch mit vertretbarem Aufwand
realisierbar.
mfG ingo
Hey, danke für die Antwort!
Ja, das klingt ja schonmal nicht übel. Dann bräuchte ich also noch einen
Spannungsregler auf 2,5 V, und dann klemm ich die Gleichrichter-OPs
zwischen 2,5V und 5V? Und wo kommt dann die Wechselspannung von über dem
Shunt rein? und worauf bezieht die sich? kannst du vielleicht eine grobe
Schaltung skizzieren? Das wäre nett!
Pille
Dachte ich mir schon, hab da mal was vorbereitet :-)
Wenn Du Verstärkung haben möchtest, den 200k vergrößern, oder den 100k
vor dem Integrator verkleinern. Die Dioden sind so gedreht, das die
Ausgangsspannung mit dem Signal hochgeht.
mfG ingo
Jo, super, dankeschön! Das werd ich mir mal zu Gemühte führen :)
@Lutz:
klar, bevor ich Google direkt anwerfe suche ich erstmal hier auf der
Seite, weil ich immer denke, daß alle meine Problemchen bestimmt
schonmal wer anders vor mir hatte :) . Aber Danke für den Link. Wie
sieht es bei dem Instrumentenverstärker in meinem Anwendungsfall denn
mit der Versorgungsspannung aus? Kann ich da meinen "nullpunkt" auch auf
Vcc/2 legen? Das Programmieren krieg ich alles hin, aber analoge
Schaltungen sind echt nicht mein Lieblingsgebiet schäm
Pille
Wenn man beim µC Rechenzeit übrig hat, kann man auch einfach nur die
Spannung verstärken und die Wechselspannung dann direkt mit dem AD
Wandler abtasten. Je nach shunt / µC geht es eventuell sogar ohne
Verstärkung.
Das Gleichrichten bzw. die Berechnung der Amplitude kann man dann in
Software machen.
