Ich habe einen ACS756 Stromsensor.
http://www.allegromicro.com/en/Products/Part_Numbers/0756/0756.pdf
Dieser soll einen Wechselspannungs Verbraucher messen(Steckdose).
Der ACS756 liefert eine analoge Ausgangsspannung zwischen Ub/2 also der
halben Versorgungsspannung(falls kein Strom gemessen wird) und Ub
(Versorgungsspannung) falls ein maximaler Strom gemessen wird.
Der Sensor soll an 5V oder idealer weise an 3,3V betrieben werden.
Gehen wir mal von 5V Versorgungsspannung aus.
Dies bedeutet am Ausgangspin liegen 2,5V an wenn kein Strom fließt.
Nochmal zur Erklärung:(Iv)Verbraucher (Ua)Ausgangspin des ACS756
Iv = 0A Ua = 2,5V
Iv > +50A Ua = 5V
Iv > -50A Ua = 0V
Da mein zu messender Strom aber von einem AC Anschluss (Steckdose)
stammt gibt der analoge Ausgangspin des ACS756 natürlich auch ein
Sinussignal aus das dem Strom des Wechselspannungsverbrauchers folgt.
Die Amplitudenhöhe dieses Sinussignals gibt dann also an wie viel Strom
durch den Sensor fließt.
(Das Sinussignal schwankt um 2,5V und die Amplitude reicht
bei ca. 50A bis 5V bzw. 0V also ein Sinussignal mit 2,5V Gleichanteil
Ich möchte mit einem ADC pin vom AtMega diesen Strom messen der durch
den ACS756 fließt.
Dies wollte ich realisieren indem ich einen aktiven OP Vollwellen
Gleichrichter einsetze der beispielsweise auf dieser Seite abgebildet
ist.
http://www.loetstelle.net/grundlagen/operationsverstaerker/opamp_5.php
Mein Ziel ist es nach der gesamten Beschaltung einen möglichst glatten
Gleichspannungs Ausgang zu haben bei dem bei 0A auch 0V anliegen und bei
ca. 30A die maximalen 3,3V
des ADC's.
Diese Umwandlung sollte möglichst genau bzw. linear sein damit auch ein
vernünftiger Rückschluss auf den am Verbraucher fließenden Strom gezogen
werden kann.
(Der Spannungsabfall an der Diode wird ja schon durch die OP Beschaltung
kompensiert.)
4 OP's pro Sensor sind realisierbar.
Ich habe schon mehrere OP Schaltungen ausprobiert jedoch war noch keine
wirklich perfekt.
Entweder wurde der Gleichanteil nicht vernünftig kompensiert oder das
Signal war überhaupt nicht zu verwenden.
Einweg-gleichgerichtete OP Schaltungen waren oftmals etwas besser aber
vom Glättungsverhalten nicht zu gebrauchen.
Ein Rail-to-Rail OP kann verwendet werden aber die ganze Schaltung soll
möglichst ohne nagative Spannungsversorgung auskommen.
Es gäbe natürlich auch noch die Möglichkeit ein RMS Signal auszuwerten
und dieses Problem softwaretechnisch zu umgehen aber ich möchte es erst
einmal so probieren da man ja ggf. sowieso eine Anpassung des
Sensorsignals an den ADC des µC machen müsste.
@Eddy (Gast)
>Mein Ziel ist es nach der gesamten Beschaltung einen möglichst glatten>Gleichspannungs Ausgang zu haben bei dem bei 0A auch 0V anliegen und bei>ca. 30A die maximalen 3,3V des ADC's.
Der normale Ansatz.
>4 OP's pro Sensor sind realisierbar.
Ist OK. Zwei für den Präzisionsgleichrichter, einen für einen
nachgeschalteten Filter 4. Ordnung.
>Ich habe schon mehrere OP Schaltungen ausprobiert jedoch war noch keine>wirklich perfekt.
Was ist das schon in einer REALEN Welt?
>Entweder wurde der Gleichanteil nicht vernünftig kompensiert oder das>Signal war überhaupt nicht zu verwenden.
Dann hast du Mist gebaut. Fakt ist, dass du ohne Tricks mehr
Betriebsspannung brauchst, denn du willst ja den Gleichrichtmittelwert
im Maximum auf 3,3V legen. Die Spitzend es Sinus sind dann aber deutlich
größer, fast Faktor 2. Da braucht der OPV "Luft" zum arbeiten. Man
müsste etwa so vorgehen.
Amplitude des Signal um Faktor zwei verringern, Offset so lassen
Präzisionsgleichrichter
Filter
Offset abziehen
Restsignal verstärken
Hmm, ganz schön viel Arbeit.
MFG
Falk
Falk Brunner schrieb:> Die Spitzend es Sinus sind dann aber deutlich> größer, fast Faktor 2.
Dagegen sollte doch teilweise helfen, wenn man den 2.ten OP des
Aktivgleichrichter gleich als Tiefpaß auslegt, d.h. in der Gegenkopplung
ein C parallel zu R2 schaltet.
Gruß
Rainer
>Die Spitzend es Sinus sind dann aber deutlich>größer, fast Faktor 2. Da braucht der OPV "Luft" zum arbeiten.
der Sensor kann maximal nur 5V ausgeben bei 5V Versorgungsspannung
je nach Sensor wären das am Ausgang entweder bei allem was mehr als 100A
ist 5V oder bei allem was über 50A ist 5V
Max schrieb:> Kann ich den Sensor auch für Gleichstrom 15V 50A nehmen? Oder was> empfehlt ihr da für einen Sensor, um auf Shunt verzichten zu können?
Ich habe mir selber einen ACS756-50 besorgt für eine Stromüberwachung in
meinem Motorrad, wo ich mit 12V und ~30A DC Messbereich arbeite.
Allegro MicroSystems bietet etliche Stromsensoren an. Dabei mit
unterschiedlichen maximalen Strömen und uni- oder bidirektional. Hier
findest du eine Übersicht der Varianten:
http://www.allegromicro.com/en/Products/Categories/Sensors/currentsensor.asp
Diese Stromsensoren haben den Vorteil eines sehr geringen
Innenwiderstandes von <0,001 Ohm wodurch nur eine sehr geringe Spannung
über diesen abfällt. Z.B. der ACS756 hat gerade mal 130µ Ohm (0,00013
Ohm) Innenwiderstand. :)
In deinem Fall, wenn du Ströme bis zu 50A messen willst, würde ich den
ACS756-100 oder ACS758-100 nehmen, welcher bis +/- 100A geht. Denn
ansonsten bist du sehr nahe an der Messgrenze des 50A Typen.
Ciao,
Rainer
Prima, danke für deine Hilfe!
Aber ein paar Fragen hätte ich noch, zur Sicherheit. Das Stromkabel
trenne ich auf und befestige es mit Klemmschellen etc an Pin 4 (Eingang=
und Pin 5(Ausgang)? Oder klemme ich das Kabel nur zwischen 4 und 5??
Max schrieb:> Prima, danke für deine Hilfe!> Aber ein paar Fragen hätte ich noch, zur Sicherheit. Das Stromkabel> trenne ich auf und befestige es mit Klemmschellen etc an Pin 4 (Eingang=> und Pin 5(Ausgang)? Oder klemme ich das Kabel nur zwischen 4 und 5??
Du schleifst den Stromsensor in deine Leitung wie einen normalen Shunt
ein. Die Reihenfolge, auf welcher Seite Pin 4 und 5 sind hängt davon ab,
in welche Richtung der Strom fließt und wie du die Ausgangsspannung
interpretieren willst. Da der Sensor den Strom aber in beide Richtungen
misst und als proportionale Spannung ausgibt funktioniert es egal wie.
Du musst dich eben nur auf eine Art festlegen und dementsprechend
Auswerten. :)
Ciao,
Rainer
warum willst du denn das Signal gleichrichten? Miss doch mit deinem ADC
einfach das Zeitsignal mit 1-2kHz Abtastrate(oder auch höher wenn geht)
und berechne daraus alle anderen Werte
(Gleichrichtwert,Effektivwert,...)Wenns noch besonders lustig sein soll
kannst du noch eine FFT rechnen und die Oberwellen berechnen.
Grüße Gebhard
Na ich will den Plusstrang vom Generator hin zur Batterie messen, also
mit wieveil Ampere sie aufgeladen wird. Also ist Eingang (vom Generator)
4 und Ausgang zur Batterie Pin 5?
Gruß
Max schrieb:> Na ich will den Plusstrang vom Generator hin zur Batterie messen, also> mit wieveil Ampere sie aufgeladen wird. Also ist Eingang (vom Generator)> 4 und Ausgang zur Batterie Pin 5?
So würde ich das auch sehen.
