mikrocontroller.net

Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Operationsverstärker??? Strom messen!


Autor: Leidi (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Moin Moin!

Kennt sich jemand mit OPs aus?
Auf der Suche nach einer Möglicheit Strom zu messen, bin ich auf die
Produkte der Firma Allegro
(http://www.allegromicro.com/hall/currentsensor.asp) gestossen. Scheint
eine recht komfortable Möglichkeit zu sein, Strom zu messen.
Die andere, mir bekannte Alternative, ist die Messung über Shunts. Die
ist mir allerdings zu teuer (wenn ich das richtig sehe, dann kostet ein
shunt für 60A satte 35,90 Euro).
Zurück zum eigentlichen Thema: Wenn ich also diese ICs von Allegro
nutze, dann solte ich allerdings OPs zur Spannungsverstärkung nutzen,
damit ich den kompletten Bereich von 5V meines ADC-Ports nutzen kann.
[z.B. beim 15A-IC ist eine Empfindlichkeit von 100mV/A angegeben -->
also bei 15A wirft mir der IC einen Output von 1,5V raus]
Und nun zur eigentlichen Frage: Welche OPs (zur Spannungsverstärkung)
könnt Ihr empfehlen?
Oder vielleicht gibt es ja auch eine andere Möglichkeit Strom genau zu
messen?!?!
Gruß
Leidi

Autor: Gerhard Gunzelmann (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Deine Aufgabe ist eher banal: Spannungsverstärkung von 5/1,5 = 3,33. Das
Problem ist eher: wie siehts mit Deiner Stromversorgung für den OP aus.
Grundsätzlich muß die Versorgung deines OP größer sein als die
Spannungen an Ein- und Ausgang. Also als minimum-Forderung brauchst Du
- wenn Du einen Rail-to-Rail-Op wie den LMC6482 verwendest - eine
Versorgung von 0 bzw 5 Volt. Allerdings beginnen nahe an den Grenzen
der Versorgungsspannung die Fehelr an. Also so die letzten 20-30mV bei
0 bzw 5 Volt werden wohl fehlen. Wenn Du damit leben kannst ist der OP
mit 5 Volt Versorgung ok. Wenn Du es genaus haben willst, müßtest Du
etwa -0,1 und 5,1 Volt Versorgung nehmen (als Minimum).

Gerhard

Autor: Leidi (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@Gerhard Gunzelmann
Puh, die Antwort kam ja fix. Besten Dank

Okay, also suche ich einen Rail-to-Rail-Op mit einer
Spannungsverstärkung von 3,33. Das ist einleuchtend. :-) [Was bedeutet
eigentlich Rail-to-Rail??? Kenne mich in der "Halbleiterei" überhaupt
nicht aus!]
Zur Spannungsversorgung: Zunächst habe ich zwei Spannungsebnen (12V für
Pumpe, Relais, etc. und 5V für Versorgung des myC etc.) Also die 0 bzw.
5V für die ungenaue Variante kann ich zur Verfügung stellen.
Der Fehler in dieser ungenauen Variante beginnt also erst, wenn ich (in
dem Beispiel oben) nahezu die kompletten 15 A messe. Da ausserdem die
Empfindlichkeit des Strom-Sensors eh bei 100mv/A liegt, ist es doch
wurscht, ob die letzten 20-30mV fehlen oder nicht fehlen, oder?
Nur mal der Interesse halber: Wie könnte ich aus 0 und 5V
Versorungsspannung -0,1 und 5,1V machen?
Gruß
Leidi

Autor: m4444x (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Am besten liest Du dir mal unter www.allaboutcircuits.com das Kapitel
über die OP-Amps durch. Da ist das sehr schön erklärt.
Dann einfach einen Draht als Meßwiderstand nehmen und die
Spannungsverstärkung so einstellen, dass bei 15 A am Ausgang 4,5 Volt
herauskommen.

Autor: Gerhard Gunzelmann (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Rail-to-Rail: Die "Rails" das sind die Leitungen der Stromversorgung.
Damit ist gemein, daß der Aufbau des OP es erlaubt, daß die Spannungen
am Eingang bis an diese Spannungswerte heranreichen dürfen. Beispiel:
LM741. Dieser Großvater aller OP'S ist ein Vertreter der
"Standard-OP'S, bei denen die Eingangsspannung am + bzw - Eingang
mindestens 2,5 Volt von den Versorgungsspannungen wegbleiben müssen,
und der am Ausgang eine Spannung liefert die vielleicht 1 Volt von der
Versorgungsspannung weg bleibt. Genaugnommen wird bei den Rail-to-Rails
unterschieden in Rail-to-Rail-In und rail-to-Rail-Out. Bei ersteren ist
gemeint, daß die Eingangsspannung eben so groß sein darf wie die
versorgung, also z.B. 0...5 Volt bei Versorgung mit 0 und 5 Volt. Bei
Rail-to-Rail out kann im Ideal-Fall - dazu muß die Last nahezu 0 sein-
die Ausgangsspannung von 0..5 Volt betragen (bei 0 und 5 Volt
Versorgung).
Ob Du den Fehler verschmerzen kannst, muß du selber wissen. Meist ist
das ein Frage des Aufwandes, mit der die richtige Versorgungsspannung
erzeugt werden kann. Wenn Du dafür aufwendige Schaltungen brauchst ist
das Bullschiet und dann hat man eben einen kleinen Fehler in der nähe
der Versorgungsspannung. Erzeugen kann man solche Spannungen über
DCDC-Wandler und entsprechende Regler oder wenn man +-12 Volt hat aus
entsprechenden Linear-Reglern oder wieder einem OP - die Last ist ja
sehr klein.

Autor: PeterK (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo Leidi,
du machst da einen kleinen Denkfehler.
Wenn du dir da sDiagramm auf Seite 5 des Datenblattes anschaust, siehst
du, dass am Ausgang bei 0 Ampere Primärstrom 2,5V anliegen.
Die Spannung sinkt bei negativen Strömen und steigt bei positiven.
Bei 15A Primästrom bist du also schon bei 4V Ausgangsspannung.
Warum suchst du einen Shunt bis 60A aber einen Hallsensor bis 15A?

Autor: Patric (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
> Zur Spannungsversorgung: Zunächst habe ich zwei Spannungsebnen (12V
> für Pumpe, Relais, etc. und 5V für Versorgung des myC etc.) Also die
0 > bzw. 5V für die ungenaue Variante kann ich zur Verfügung stellen.

Falls die 12V stabil und sauber sind könntest du dir damit eine
virtuelle Masse schneidern und den OP da ran hängen.
Damit hast du mind. 1V bis zu den Rails und die Auswahl an OPs ist
wesentlich grösser.

  +12V---o--------o----------o +6V
         |        |
        .-.       |
        | |       |
    10k | |       |
        '-'       |
         |      |\|
         o------|+\
         |      |  >----+---+
        .-.  +--|-/     |   |
    10k | |  |  |/      |  ===
        | |  |    |     |  GND
        '-'  +----(-----+
         |        |
    0V---+--------o----------o -6V


Der OP in dieser Schaltung muss den Strom aller daran angeschlossenen
Schaltungsteile abkönnen.

Autor: Leidi (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Mahlzeit!

@Gerhard Gunzelmann
Danke für die ausführliche Beschreibung.

@PeterK
Stimmt. Besten Dank für den Hinweis. Wenn im Sensor schon ein Offset
integriert ist, dann ist das natürlich noch besser. Heißt also, dass
ich keinen OP benötige.
Ich habe ein System das ca. 250W liefert bei 12V Versorgungsspannung.
Also habe ich max ca 21A. Da die Firma Allegro nur Current Sensors von
15A und 50A (dazwischen kein Angebot), werde ich wohl auf die 50A
Variante zurückgreifen

@Patric
Danke für deine Antwort. Allerdings habe ich, wenn ich ehrlich bin,
deine Schaltung nicht verstanden.

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.