Hallo,
Ich möchte gerne mit einem AVR ( Attiny13 ) den Strom mithilfe eines LEM
HFTS 200A Stromsensors messen.
Die Frage ist folgende, der Stromsensor hat bereits eine
Referenzspannung intern, das Problem ist allerdings, dass die
Ausgangsspannung sowohl höher, als auch niedriger sein kann, bezogen auf
die Referenzspannung.
Wie kann ich nun die Spannung am genauesten messen? Mithilfe 2er
Messungen, einmal Vref und einmal Ausgangsspannung, und beim Attiny Vref
als Vcc einstellen?
Dankesehr
Liebe Grüße
Manuel
ENTWEDER:
Behandle VRef vom LEM als Ausgangssignal und miss es mit dem AVR als
Nullpunkt für Vout.
Da Vout bis 1.25V über VRef liegen kann, muß der AVR auch das messen
können.
Reicht der Messbereich des AVR nicht aus (weil du 2.56V als sein VRef
verwendest) teile beide Spanung durch Spannungsteiler mit mehr als
200kOhm runter, z.B. / 2, mit einem 10nF KerKo dahinter nach Masse.
Du kannst auch VRef des LEM als extern zugeführte VRef des AVR
verwenden, musst dann aber Vout durch 2 teilen damit du es messen
kannst.
Welche Version ist denn die bessere?
Beim Attiny13 kann ich keine externe Referenzspannung anlegen, ein
anderer Attiny wäre auch kein Problem.
Die Frage ist, was bessere Genauigkeit bietet? Kalibrieren muss ich
wahrscheinlich beide male, auch durch Alterung etc. eventuell per
Tastendruck kalibrierbar zu machen oder?
Gruß
Manuel
Hi
>Wie kann ich nun die Spannung am genauesten messen? Mithilfe 2er>Messungen, einmal Vref und einmal Ausgangsspannung,...
VREF vom Sensor ist Ein- und Ausgang. D.H. du kannst dem Sensor auch
eine Referenzspannung bereitstellen. Dann erübrigt sich eine Messung.
>und beim Attiny Vref als Vcc einstellen?
Genau und VCC als Referenzspannung ist ein Widerspruch in sich.
Was willst du eigentlich messen? AC, DC...?
MfG Spess
spess53 schrieb:> VREF vom Sensor ist Ein- und Ausgang. D.H. du kannst dem Sensor auch> eine Referenzspannung bereitstellen. Dann erübrigt sich eine Messung.
Was hilft es mir, wenn ich extern eine Vref anlege?
Naja als Referenspannung Vcc zu verwenden ist kein Widerspruch in sich.
Wieso auch, der Attiny kann intern Vcc oder die BG Diode als Referenz
anwählen.
Manuel
Hi
>Was hilft es mir, wenn ich extern eine Vref anlege?>Naja als Referenspannung Vcc zu verwenden ist kein Widerspruch in sich.>Wieso auch, der Attiny kann intern Vcc oder die BG Diode als Referenz>anwählen.
Da du anscheinend mehr an Schätzen als an Messen interessiert bist, kann
ich dir leider nicht weiter helfen.
MfG Spess
Würdest du mir konstruktive Vorschläge geben, hätte ich kein Problem,
aber ich weiß nicht was du willst ?
Egal, du musst nicht schreiben :)
Falls mir jemand helfen mag, und nicht nur seinen Samstäglichen Frust
auslassen möchte, bitte ich hier zu schreiben.
Danke
MfG
Manuel
Sicher, dass die "Referenzspannung" des Stromwandlers acuh wirklich eine
ist und nicht nur der Mittelpunkt bzw. Bezugspunkt der
Ausgangswechselspannung?
mfg mf
Hallo!
Naja laut Datenblatt http://www.lem.com/docs/products/htfs_sp2_e.pdf
wird es als Referenzspannung bezeichnet und hat die Größe
Versorgungsspannung halbe.
Also eine RICHTIGE Referenzspannung ist es nicht.
Aber es steht auch, dass sich diese Referenzspannung um +-25mV vom
Nullpunkt unterscheiden kann.
Manuel
spess53 schrieb:> Was willst du eigentlich messen? AC, DC...?
danach richtet dich ggf auch die weitere Schaltung zwischen LEM und µC!
Die Referenz vom LEM kannst du schon nehmen, musst die dann allerdings
auch via ADC erfassen und vom LEM Output abzeihen oder besser gleich
einen Subtrahierer hintern LEM schalten und Differenzsignal auswerten.
Ob es geringe Unterschiede in der Genauigkeit gibt, wenn man die Interne
oder eine externe Ref-spg verwendet weiss ich nicht - steht glaube auch
nicht im Datenblatt.
gruss Axel
> Naja als Referenspannung Vcc zu verwenden ist kein Widerspruch in sich.
Aber ein Widerspruch zu deiner Aussage es "möglichst genau" haben zu
wollen, schliesslich schwankt so eine Versorgungsspannung je nach dem,
was gerade aktiv ist. Die interne Referenz z.B. eines AVR schwankt schon
um den Faktor 1000 weniger.
Obwohl das Datenblatt des LEM sagt, man könne eine Refernz von aussen
anlegen, schreibt es auch, daß die Refernz einem Widerstand von 200 Ohm
entspricht. Die externe Spannung muß also sehr belastbar sein, wenn sie
die interne überfahren will, ARef des AVR reicht dafür nicht, daher habe
ich diese Möglichkeit nicht weiter verfolgt. Sie bringt auch keinen
Vorteil.
Wenn dein AVR keine Referenz von aussen annimmt, musst du eh beides
messen und in Software voneinander subtrahieren. Dafür extra Bauteile
(OpAmp+Hühnerfutter) spendieren zu wollen macht nur Sinn, wenn du zu
wenig Pins für beide hast.
Hallo!
Ich benötige es um DC zu messen.
Ich weiß dass die Versorgungsspannung stark schwanken kann.
Das Problem hierbei ist, selbst wenn ich die Referenz des LEM und die
Ausgangsspannung des LEM messe, dass es stark ungenau ist, aufgrund der
Versorgungsspannung ungenauigkeiten richtig?
Manuel
Wenn du einen LM317 nimmst und den auf 5V einstellst, dann kannst du die
Spannung schon sowohl für Versorgung des Sensors, als auch für den Atiny
nehmen und eben somit auch als ARef im Atiny. Wenn du nur DC misst,
kannst du dann auch nacheinander die Ref Spannung vom LEM erfassen und
den Output vom LEM (da du einen Zeitversatz zwischen beiden Erfassungen
haben wirst, wäre das bei Verarbeitung von AC Signalen ggf kritisch ->
da wäre ein OPV als Subtrahierer aufjedenfall besser.
> Das Problem hierbei ist, selbst wenn ich die Referenz des LEM und die> Ausgangsspannung des LEM messe, dass es stark ungenau ist
Wenn du die Versorgungsspannung als Referenz nimmst schon,
sie kann sich zwischen beiden Messungen ändern,
wenn du die interne Ref des AVR nimmst nicht so sehr.
Hi
>Ich benötige es um DC zu messen.
Nach 3 Std mal eine Aussage. Und kann der Strom auch in verschiedene
Richtungen fließen? Tippe mal auf einen Zeitraum in de Größenordnung von
Tagen bis man dir alle relevanten Informationen heraus gekitzelt hat.
Unabhängig davon ist der direkte Anschluss des Sensors an den AVR die
denkbar ungünstigste Variante. Damit lässt sich eine maximale Auflösung
von ca. 0,8A erreichen. Mit etwas Analoggedödel sind ca.0,2A erreichbar.
MfG Spess
Aus diesem Grund würde ich auch nen Subtrahierer + Verstärkung auf max
Aref(Atiny) vorziehen. Negative VCC am OPV kannst du mit dem ICL7660 für
0,x Euro ganz einfach erzeugen.
Hallo!
Ja der Strom kann in beide Richtungen fließen.
Mit einem Rail to Rail OPV sollte ich auch mit meiner GND +5V Versorgung
auskommen oder?
Ich denke das wäre die Beste Lösung. Kalibration muss ich sowieso in
Software vorsehen, da die Platine später nur noch schlecht zugänglich
ist ( Softwaretechnisch aber zugänglich bleibt )
Was meint ihr?
Lg
Manuel
Manuel schrieb:> Softwaretechnisch aber zugänglich bleibt
Dann zum Umschalten der Skalierung irgendwo per Software einen
Widerstand nach Masse oder VCC zu ziehen oder floaten zu lassen wäre
dann ja auch noch drin-nur so als Idee. Es gibt auch OPV mit per
Logikspannung programmierbarem Gain. Moment mal, Es gibt auch Atmels die
sowas schon eingebaut haben :)
mfg mf
Hi
>IMit einem Rail to Rail OPV sollte ich auch mit meiner GND +5V Versorgung>auskommen oder?
Wenn du die maximal mögliche Auflösung haben willst, nicht.
MfG Spess
Mini Float schrieb:> Dann zum Umschalten der Skalierung irgendwo per Software einen> Widerstand nach Masse oder VCC zu ziehen oder floaten zu lassen wäre> dann ja auch noch drin-nur so als Idee.
nur als Info aus dem Datenblatt vom Atmega: The ADC is optimized for
analog signals with an output impedance of approximately 10 kΩ or
less. If such a source is used, the sampling time will be negligible. If
a source with higher impedance
is used, the sampling time will depend on how long time the source needs
to charge the
S/H capacitor, with can vary widely. The user is recommended to only use
low impedant sources
with slowly varying signals, since this minimizes the required charge
transfer to the S/H
capacitor.
bei Rail-to-Rail OPVs würde ich auch nich von ausgehen, das die exakt
auf GND mit dem Ausgang runtegehen.
Wenn der Strom in beide Richtungen fliessen kann und du mit einer
verringerten genauigkeit leben kannst würde ich wie erwähnt beide
Signale direkt mit dem ATiny auswerten
Hallo!
auch ein guter Einwand.
Problem ist aber, bei verwendung von Vcc als Referenz für den ADC, dass
die Genauigkeit mehr als mies ist oder?
Was habe ich für alternativen ? Einsatz eines Attiny25 oder dergleichen,
der eine externe Referenzquelle zulässt, die Referenzspannung des LEM
anhängen und mit 1/1 Spannungsteiler an den Ausgang des LEM messen?
Lg
Manuel
Wenn der Attiny25 5VRef unterstützt brauchst du doch keinen Spgsteiler.
Wenn du eine stabilisierte Versorgung hast, dann kannst du die VCC als
Ref ruhig nehmen - meiner Meinung nach zumindestens.
Das was da als Vref aus dem Transducer rausgeführt ist, wird eher der
zweite (vom Magnetfeld ungestörte) Brückenzweig sein. Da das ganze eine
rationmetrische Messung ist, ist als Referenz für den ADC die Vc vom
Transducer nicht die schlechteste Wahl.
MfG
Hallo!
Problem ist, dass die 5V Versorgung über eine etwas längere Zuleitung (
paar Meter ) kommen, und die daher etwas schwanken kann.
Also eurer Meinung nach sollte ich versuchen mehr als die 5V
hinzuführen, dann einen 78l05 zu verwenden und beim Attiny als Referenz
die fixen 5V einzustellen, richtig? Ich habe mir auch überlegt ob die
Messung des Vref überhaupt sein muss, zumal Vref ja Versorgung/2 ist.
Zumindest auf +-25mV genau. Das ganze sollte sich doch mit der ohnehin
notwendigen kalibrierung ausgleichen lassen oder nicht?
Lg
Manuel
Hi
>Problem ist, dass die 5V Versorgung über eine etwas längere Zuleitung (>paar Meter ) kommen, und die daher etwas schwanken kann.
Ich schrieb:
>Tippe mal auf einen Zeitraum in de Größenordnung von>Tagen bis man dir alle relevanten Informationen heraus gekitzelt hat.
Bist du nicht in der Lage dein Problem komplett zu beschreiben?
Und 'Samstäglichen Frust' verbreitest nur du.
MfG Spess
Samstäglichen Frust
Danke Spess für deine konstruktive Kritik.
Ich wäre dir sehr verbunden, wenn du davon absehen könntest weiteren
Müll hier rein zu schreiben.
Ich bin dir zu großem Dank verpflichtet.
Manuel
Also um es zusammenzufassen.
Ich brauche definitiv eine bekannte Referenzspannung am Attiny. Da die
Spannungsänderung des LEM ausschließlich Stromabhängig ist, und nicht
eine gewisse Versorgungsspannungsabhängigkeit besitzt.
Daher bleiben folgende Versionen übrig:
einen 5V Spannungsregler direkt auf der Platine um konstante 5V zu
haben, dieses als Referenz nutzen und Vref und Vout am LEM messen,
subtrahieren und dann auf den Strom schließen.
Einen OPV als Subtrahierer verwenden und die Spannung auf die BGD des
Attinys anpassen.
Was ist die bevorzugte Variante?
Ich denke mit dem OPV wäre es wohl genauer oder?
Ich hätte schon gerne eine Genauigkeit von 0.5A, aber 1A bringt mich
jetzt auch nicht um :)
Danke euch
Manuel
Was haltet ihr davon:
5V Spannungsregler direkt auf der Platine für LEM und Attiny.
Als Referenzspannung für den Attiny nehme ich die interne BGD Diode (
ca. 1V )
Die Ausgangsspannung des LEM kann sich zwischen 1,25 und 3,75V ändern.
Wenn man davon ausgeht, dass man auch etwas mehr Strom messen möchte - >
250A
Nehmen wir mal 1V - 4V an.
Wenn ich jetzt einen Spannungsteiler verwende, zb. 3k3 und 10k, macht
also 0,248 * Vout. Dann bewegt sich die Spannung zw. 0,248V und ca. 1V.
Damit sollte ich eine große Genauigkeit haben, geringen
Schaltungsaufwand und gut Ergebnisse oder ?
Danke euch !
Lg
Manuel
@ Manuel (Gast)
>5V Spannungsregler direkt auf der Platine für LEM und Attiny.
Ja.
>Als Referenzspannung für den Attiny nehme ich die interne BGD Diode (>ca. 1V )
Nein. Nimm VCC, geschaltet über die Auswahl im entsprechenden Register.
>Die Ausgangsspannung des LEM kann sich zwischen 1,25 und 3,75V ändern.
Bei +/-200A.
>Wenn ich jetzt einen Spannungsteiler verwende, zb. 3k3 und 10k, macht>also 0,248 * Vout. Dann bewegt sich die Spannung zw. 0,248V und ca. 1V.
Ja, ist aber ungünstig.
>Damit sollte ich eine große Genauigkeit haben, geringen>Schaltungsaufwand und gut Ergebnisse oder ?
Nö. Mach so wie oben, dann hast du das. Ohne Spannungsteiler und PiPaPo.
MFG
Falk
Danke Falk!
Wieso ist es ungünstiger wenn ich einen Spannungsteiler und die Bandgap
Diode nehme?
Sollte ich die Referenzspannung des LEM auch noch messen oder ist die
Angabe von Vcc/2 ( also immer 511 als ADC Wert ) ausreichend?
Lg
Manuel
@ Manuel (Gast)
>Wieso ist es ungünstiger wenn ich einen Spannungsteiler und die Bandgap>Diode nehme?
Weil es mehr Aufwand ist.
Weil deine Bandgap kalibriert werden muss.
Weil durch den Spannungsteiler die Spannung noch kleiner wird, und
Rauschen einen größeren Einfluss bekommt.
>Sollte ich die Referenzspannung des LEM auch noch messen oder ist die>Angabe von Vcc/2 ( also immer 511 als ADC Wert ) ausreichend?
Kommt drauf an, wie genau du messen willst. Laut Datenblatt kann Vref um
+/-25mV schwanken, das sind ca. +/-4A, die dein Nullpunkt schwankt. Wenn
du damit leben kannst, reicht 512 als konstanter Offset. Wenn nicht,
solltest du Vref (die eigentlich eher ein Offset ist und keine
Referenzspannung) mit einem zweiten ADC-Kanal messen.
MFG
Falk
P S Für eine Einzelprojekt im Bastelbereich kann man auch einfach den
OFFSET einmal messen und dann als Konstante ins Programm schreiben. Der
Wert sollte sich nicht nennenswert ändern.
Hallo Falk!
Hört sich gut an.
nachdem ich sowieso eine softwaremäßige Kalibrierung auf 0A vornehme,
brauche ich die Refernzspannung ( bzw. Offsetspannung ) des LEM sowieso
nicht zu messen, da sich das mit dem kalibrieren eh ausgleicht.
Solange man die Alterung nicht miteinberechnet meine ich. Ich gehe
richtig in dieser Annahme oder ?
Lg
Manuel
@ Manuel (Gast)
>Solange man die Alterung nicht miteinberechnet meine ich.
So viel wird da nicht altern, zumal man 0A schnell neu kalibrieren kann.
> Ich gehe richtig in dieser Annahme oder ?
Ja. Nimm einen V Spannungsregler mit geringer Toleranz, es gibt da
LP2950 & CO mit 0,5%.
MFG
Falk
