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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Spannungsmessung bei hohem Strom


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von Frank (Gast)


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Hi,

Ich habe das Problem, dass Ich einen Sensor bauen will, der mir 
verschiedene Akkus überwachen kann. Und ich nicht so sicher bin wie
ich das Messtechnisch bewältigen soll.

Die Vorgaben sind dabei:

Akkuspannung:  7,2-36 V
Strom:         bis zu 75 A (im normalen Betrieb)

Ich bin jetzt auf den LTC4151 gestoßen. Jedoch kann der nur 4,096 A 
messen.
Jetzt stellt sich mir die Frage, ob ich diesen Chip nur als 
Spannungsmesser nehmen kann.

Für die Strommessung bin ich auf den FHS 40-P/SP600 gestoßen, dieser 
sieht mir ganz komfortabel aus.

www.lem.com/docs/products/fhs%2040-p%20sp600.pdf


Oder wie messe ich die Spannung am besten?


Hat irgend jemand schon einmal so was in der Art gemacht?


Vielen Dank schon mal für die Antworten

Frank

von Name H. (hacky)


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Die Spannung kan man mit irgend einem ADC, resp controller mit ADC, mit 
einem Spannungsteiler messen. Den Strom kann man als Spunnung ueber 
einem Shunt auch mit einem ADC Messen..

von Pink S. (pinkshell)


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Die Teile von Allegro sind ganz nett. Die von LEM hast du schon 
gefunden. Oder eben Spannungsmessung am Shunt.

von Frank (Gast)


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Nano Oschi schrieb:
> Die Spannung kan man mit irgend einem ADC, resp controller mit ADC, mit
> einem Spannungsteiler messen. Den Strom kann man als Spunnung ueber
> einem Shunt auch mit einem ADC Messen..

- Sind die Verluste bei einer Messung mit einem Spannungsteiler nicht 
sehr
  hoch?

von moep (Gast)


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Warum sollten da Verluste auftreten?
Spannungsmessung geht eigentlich immer großteils verlustlos.

von Frank (Gast)


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Stimmt!!!

sry mein fehler.

Vielen dank für die Antworten

von Udo S. (urschmitt)


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Frank schrieb:
> Ich bin jetzt auf den LTC4151 gestoßen. Jedoch kann der nur 4,096 A
> messen.
> Jetzt stellt sich mir die Frage, ob ich diesen Chip nur als
> Spannungsmesser nehmen kann.

???? Der Chip kann bis 4,096A (AMPERE) und du fragst ob der Chip nur 
SPANNUNG messen kann?

von Frank (Gast)


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@ udo

-> für meine Anwendung natürlich

von Frank (Gast)


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Durch die Verlustlose Messung. Kann ich ja stink normale E24 Widerstände 
verwenden richtig?

von Basti M. (counterfeiter)


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Wenn dir die Toleranz der Widerstände ausreicht....

von Udo S. (urschmitt)


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Udo Schmitt schrieb:
> ???? Der Chip kann bis 4,096A (AMPERE) und du fragst ob der Chip nur
> SPANNUNG messen kann?

Frank schrieb:
> @ udo
>
> -> für meine Anwendung natürlich

Zu meiner Zeit hatte Spannung die Einheit Volt [V] und Strom die Einheit 
Ampere [A].
Auch war es dem Voltmeter ziemlich egal ob die Spannungsquelle beim 
Messen der Spannung jetzt mit 10 mA oder 1 kA  belastet wurde.
Aber vieleicht hat sich das im Zeitalter von youtube, skype social 
networks und i-Wahn ja geändert und ich habs verschlafen :-)

von Thomas R. (sunnyingtom)


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Udo Schmitt schrieb:
> Zu meiner Zeit hatte Spannung die Einheit Volt [V] und Strom die Einheit
> Ampere [A].

Zu deiner Zeit hatte womöglich der Widerstand noch die Einheit Ohm.
Diese Zeit ist endgültig vorbei und die Herren Voltaire, Ampere und Ohm 
schon lange tot.
Heutzutage schreibt man Widerstand mir "ie" : Wiederstand - tausendfach 
hier im Forum so zu lesen.
Spannungsteiler realisiert man heute durch eine UML-Modellierung, 
programmiert dann eine A/D-Wandlung, dividiert in Java und macht eine 
D/A-Wandlung und anschliessende Ausgabe.
Vom Ergebnis wird ein Video erstellt und in youtube veröffentlicht.
Würde heute erst die Büroklammer erfunden, so bräuchte man für deren 
Realisierung einen 32-Bit-Prozessor.

Sorry, aber du bist von der Hochtechnologie überrollt worden.

von Udo S. (urschmitt)


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Thomas R. schrieb:
> Sorry, aber du bist von der Hochtechnologie überrollt worden.

Stimmt, 8 Bit Microcontroller programmiert man ja auch schon 
Objektorientiert in C++ und in Basic.

Obwohl, für das alte Lego Mindstorms gab es sogar einen Java Dialekt.
Demnächst sind dann wohl die Playmobil Figuren über das Iiiih-fon 
steuerbar.

Ist ein D/A Wandler nicht einfach ein A/D Wandler bei dem man den Wert 
invertiert?

von Frank (Gast)


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Udo Schmitt schrieb:
> Zu meiner Zeit hatte Spannung die Einheit Volt [V] und Strom die Einheit
> Ampere [A].

Zu deiner Zeit hat man wahrscheinlich Spannung noch mit dem Beil geteilt 
und den Spannungsabfall zu Müllhalde gebracht!

:)

von Kevin (Gast)


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@Udo Schmitt

Ja da hat sich einiges geändert, z.B. wurde das Nachdenken komplett 
aufgegeben, was man bei vielen Beiträgen hier im Forum lesen kann.

Einfache Sachen werden künstlich verkompliziert, und fast nichts mehr 
geht ohne µC oder dergleichen.

Da frage ich mich immer, wie haben wir es früher nur geschafft ohne 
Internet usw. unsere Ideen und Schaltungen zu verwirklichen.

von NurGast (Gast)


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Herrlich! Hab mich gerade köstlich amüsiert über den Beitrag von Thomas 
R.

von citb (Gast)


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nicht die elementarsten Grundlagen auch nur kennen, geschweige denn 
beherrschen, aber an Spannungsquellen, die 2,7 kW im Betrieb liefern 
herumbasteln wollen...

Kopfschuettelllllllllllllllll.

citb

von Michael (Gast)


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Frank schrieb:
> Ich bin jetzt auf den LTC4151 gestoßen. Jedoch kann der nur 4,096 A
> messen.
>
> Jetzt stellt sich mir die Frage, ob ich diesen Chip nur als
> Spannungsmesser nehmen kann.

Ist denn nun klar, ob Strom oder Spannung gemessen werden soll?

von Werner (Gast)


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Frank schrieb:
> Ich bin jetzt auf den LTC4151 gestoßen. Jedoch kann der nur 4,096 A
> messen.

So, so. Und wer sagt soetwas?

von Wolfgang-G (Gast)


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Frank schrieb:
> Zu meiner Zeit hatte Spannung die Einheit Volt [V] und Strom die Einheit
> Ampere [A].

>>Zu deiner Zeit hat man wahrscheinlich Spannung noch mit dem Beil geteilt
>>und den Spannungsabfall zu Müllhalde gebracht!

Der Kommentar ist zwar sehr lustig, zeigt aber, dass Du noch nichts 
kapiert hast.
MfG

von j. c. (jesuschristus)


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Nimm einen beliebigen ADC, einen OPamp und miss den Strom als Spannung 
an einem Shunt. Bewährt hat sich dafür zB (neben käuflichen) der 
Kupferwiderstand einer Leiterbahn oder eines Kabels.
Die Spannung (wenn Du die überhaupt messen willst) kannst Du mit einem 
Widerstandsteiler auf maximal 5 V (oder den Wertebereich Deines ADC) 
runterteilen und direkt messen. Welcher Strom fließt, ist dafür egal.

von Alexander D. (alexander_d)


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Thomas R. schrieb:

> Zu deiner Zeit hatte womöglich der Widerstand noch die Einheit Ohm.
> Diese Zeit ist endgültig vorbei und die Herren Voltaire, Ampere und Ohm
> schon lange tot.


Voltaire hatte aber mit Elektrotechnik ganz bestimmt nichts zu tun :-)

Gruß,
Alexander

von Frank (Gast)


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j. c. schrieb:
> Nimm einen beliebigen ADC, einen OPamp und miss den Strom als Spannung
> an einem Shunt. Bewährt hat sich dafür zB (neben käuflichen) der
> Kupferwiderstand einer Leiterbahn oder eines Kabels.
> Die Spannung (wenn Du die überhaupt messen willst) kannst Du mit einem
> Widerstandsteiler auf maximal 5 V (oder den Wertebereich Deines ADC)
> runterteilen und direkt messen. Welcher Strom fließt, ist dafür egal.

Vielen Dank für die hilfreiche Antwort. Das mit der Leiterbahn ist sehr 
interessant.


@ Werner:

 Denke Ich hab es jetzt verstanden, die 4,096 A ist der Strom, der durch 
das Bauteil fließen darf. Sehe ich das richtig?


************************************************************************ 
**

  Zum Thema Grundlagen: Ich dachte nur, dass die "Profis" unter euch 
eine elegantere Lösung haben als Spannungsteiler. Da ich nicht so viel 
Praxiserfahrung habe dachte ich man darf ja mal fragen.

************************************************************************ 
**

von Werner (Gast)


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j. c. schrieb:
> Nimm einen beliebigen ADC, einen OPamp und miss den Strom als Spannung
> an einem Shunt. Bewährt hat sich dafür zB (neben käuflichen) der
> Kupferwiderstand einer Leiterbahn oder eines Kabels.
> Die Spannung (wenn Du die überhaupt messen willst) kannst Du mit einem
> Widerstandsteiler auf maximal 5 V (oder den Wertebereich Deines ADC)
> runterteilen und direkt messen. Welcher Strom fließt, ist dafür egal.

Was ist da nun der Vorteil gegenüber einem LTC4151, der all diese 
Funktion unter einen Hut bringt und das Ergebnis mundgerecht per I²C zur 
Verfügung stellt.

von Werner (Gast)


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Frank schrieb:
> @ Werner:
>  Denke Ich hab es jetzt verstanden, die 4,096 A ist der Strom, der durch
> das Bauteil fließen darf. Sehe ich das richtig?

Nein, der arme LTC4151. Wie kommst du auf 4,096 A?

von Frank (Gast)


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Werner schrieb:
> Frank schrieb:
>> @ Werner:
>>  Denke Ich hab es jetzt verstanden, die 4,096 A ist der Strom, der durch
>> das Bauteil fließen darf. Sehe ich das richtig?
>
> Nein, der arme LTC4151. Wie kommst du auf 4,096 A?

Datasheet:
"
The simple application circuit as
shown in Figure 1 provides monitoring of high side current
with a 0.02W resistor (4.096A in full scale),"


Der LTC4151 hat den nachteil, dass er nur bei eine Stromrichtung messen 
kann.

Zwischenfrage: Hast du schon mal mit diesem chip gearbeitet?

von Kevin (Gast)


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Frank schrieb:
>Denke Ich hab es jetzt verstanden, die 4,096 A ist der Strom,
>der durch das Bauteil fließen darf. Sehe ich das richtig?

Mach ein Video davon wenn du es versuchst und poste es hier.
Man gönnt sich ja sonst nichts bei den grauen Wintertagen.

von Fox Mulder (Gast)


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Werner schrieb:
> Frank schrieb:
>> @ Werner:
>>  Denke Ich hab es jetzt verstanden, die 4,096 A ist der Strom, der durch
>> das Bauteil fließen darf. Sehe ich das richtig?
>
> Nein, der arme LTC4151. Wie kommst du auf 4,096 A?

Weil er das Datenblatt nicht verstanden hat und "TYPICAL APPLICATION" 
nicht als Beispiel sieht. Das man den 0,02 Ohm Widerstand entsprechend 
anpassen kann kommt ihm nicht in den Sinn. Auch der Strom fließt nicht 
durch den Chip. Außerdem kann der LTC Spannung UND Strom messen.

Und daher auch der Hinweis auf die "Grundlagen".

von Werner (Gast)


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Frank schrieb:
> "The simple application circuit as
> shown in Figure 1 provides monitoring of high side current
> with a 0.02W resistor (4.096A in full scale),"

Das heißt nur, dass mit einem Shunt-Widerstand von 0.02 Ω, wie er in dem 
Beispiel verwendet wird, der Wandler voll ausgesteuert ist und dann bis 
4,096 A messen kann. Mit einem um einen Faktor 20 kleineren Widerstand 
ergibt sich auch ein 20-fach größerer Meßbereich. Das ganze muß sauber 
in 4-Leitertechnik aufgebaut sein.

Für bidirektionale Strommessung gibt es z.B. vom Allegro den ACS756

von Frank (Gast)


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>>"Außerdem kann der LTC Spannung UND Strom messen"

dass hat er von Vorneherein verstanden!!!

>>" Auch der Strom fließt nicht
>>durch den Chip."

Dass der ganze strom durch den chip fließt hat er auch verstanden. Klar!

>>"und "TYPICAL APPLICATION"
>>nicht als Beispiel sieht. Das man den 0,02 Ohm Widerstand entsprechend
>>anpassen kann kommt ihm nicht in den Sinn."

Da war Er hingegen zu doof fuer. :)

"Wer lesen kann ist klar im Vorteil"
sag ich da nur.

An der Sache dass der LTC aber nur in eine Richtung messen kann ändert 
das auch nichts. Oder war ich da auch zu doof fuer?

von Fox Mulder (Gast)


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Das hier dürfte für die Strommessung passen:

http://www.watterott.com/de/ACS709-Current-Sensor-Carrier-75-to-75A

Und für die Spannung einfach einen Spannungsteiler.

von Frank (Gast)


Angehängte Dateien:

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Werner schrieb:
> Das ganze muß sauber
> in 4-Leitertechnik aufgebaut sein

Danke Werner für deinen Beitrag. Jetzt hab ich auch im Datenblatt die 
entsprechende Stelle gefunden.

4-Leitertechnik bedeutet schlicht den Shunt doppelt anfahren.
Sorry für die Anfänger Frage, aber für was ist das genau gut? Um 
Messfehler zu verhindern, oder?

Weißt du was der LTC4151 macht wenn ich ihn falschrum betreibe? Er 
sollte ja dann zumindest die Spannung richtig messen. Aber einen Strom 
von 0 Amp messen.


Danke für deine Hilfe

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