Hallo Leute!
Ich bräuchte mal ein wenig Hilfe - ich habe hier einen Stromwandler von
VAC, dessen Signal ich gerne auswerten und weiterverarbeiten würde.
Der Wandler ist für +/- 6A ausgelegt und liefert ein Spannungssignal von
2,5V +/- 0,625V, je nach Stromrichtung. Dies gilt für eine Wicklung,
insgesamt hat er drei. Man kann ihn bis maximal 20A verwenden, das ist
noch zulässig. Ich brauche "nur" 10A, würde also zwei Windungen
verwenden, wodurch seine Empfindlichkeit steigt, also verdoppelt.
Also erwarte ich ein Spannungssignal von 2,5V +/- 1,25V. Die negative
Aussteuerung fällt auch noch weg, also nur +10A. Also eine
Ausgangsspannung von 2,5V bis 3,75V für 0 bis 10A.
Diese Spannung will ich nun AD-wandeln. Mein ADC hat eine interne
Referenz von 1,2V (MSP430), welche ein differentielles Eingangssignal
von +/- 600mV zulässt. Ich habe ja aber eine unipolare Messung, wodurch
mein Eingangsspannungsbereich gerade mal zwischen 0 und 600mV liegt. Der
Wandler hat 16 Bit, aber er ist nicht sehr gut - 14 Bit als Ergebnis
wären schon ganz toll.
Ich muss also die Ausgangsspannung des Stromwandlers auf den
Eingangsspannungsbereich des ADCs anpassen.
Ich habe auch nur eine unipolare Versorgungsspannung.
2,5 bis 3,75V -> 0 bis 600mV
Daher die Frage: Ist das so überhaupt sinnvoll machbar? Und wie setze
ich das am besten um? Nehme ich dazu einen einfachen Subtrahierer?
Freue mich über jeden Beitrag.
Danke
Also damit hier keiner denkt, ich würde auf eine fertige Antwort warten.
Mein ADC hat theoretisch eine Auflösung von 600mV/65536 = 9,2uV
Der Stromwandler liefert mir 1,25V/10000mA = 125uV/mA
Ich habe mal einen Schaltplan angehängt, indem die 2,5V vom Nutzsignal
subtrahiert werden würden. Am Ausgang hätte ich jetzt also ein Signal
von maximal 1,25V/2, also in etwa die 600mV maximal.
Das ist ja alles erstmal theoretisch. Ich habe hier nur LM358 zur
Verfügung. Diese haben ja bereits mehrere mV Offset-Spannung, was bei
einem Ausgangssignal von 125uV/mA bereits erhebliche Fehler mit sich
bringt.
Wie kann ich das ganze jetzt verbessern, sodass ich mit den vorliegenden
Gegebenheiten das bestmögliche aus der Sache rausholen kann?
Gruß
Oder sollte ich einen Offset dalassen, welchen ich dann per Software
raushole? Also nicht 2,5V abziehen, sondern ein bisschen weniger? der
LM358 kann ja auch nicht bis 0V runter. Könnte es also helfen, evtl. 5mV
oder 10 stehen zu lassen und erst ab da mit dem Messen zu beginnen?
Kann nicht einer mal was sagen :-)
Grüß euch! HansHansen
HansHansen schrieb:> Ich habe mal einen Schaltplan angehängt, indem die 2,5V vom Nutzsignal> subtrahiert werden würden.
Subtrahiere doch 3,1V dann hast Du die +-600mV Deines Wandlers optimal
ausgenutzt. Dazu kann man einen OPV nutzen, es geht aber auch über
einen Spannungsteiler direkt am AD-Wandler-Eingang. Die passende
Formel steht irgendwo im Tutor vom µC.net.
Gruss
Harald
Ein einfacher Spannungsteiler macht aus 2.5V die 0.6V, die inmitten
deines Messbereichs liegen. Du könntest damit also Strom und die
Stromrichtung messen, wobei die Messpannung von 0.3 bis 0.9V reicht
(obwohl ich Zweifel habe an deiner Vermutung, der Messbereich würde sich
verdoppeln, wenn du 2 Windungen nimmst).
Wenn deine 14 bit Einschätzung richtig ist, nutzt du dann 12 bit für den
Strom von 0 bis 10A.
Willst du mehr, müsstest du das Messignel gar nicht per Spannungsteiler
reduzieren, sondern nur 2.5V abziehen mit einem Subtrahierer. Dazu
brauchst du einen Operationsverstärker. Deine Schaltung wäre im Prinzip
richtig, obwohl der Spannungsteiler am Ausgang meiner Meinung nach nicht
notwendig ist, wenn du nur 10A messen willst, und dein A/D mehr als 1V
kann.
> Ich habe hier nur LM358 zur Verfügung.
Der ist so ungenau, den kannst du wohl vergessen. Mit dem bekommst du
nur 9 bit effektiv raus. Da ist selbst der simple Spannungsteiler
besser.
> Ich habe auch nur eine unipolare Versorgungsspannung. 2,5 bis 3,75V
Kann ja nicht sein, in deinem Schlatplan sind 5V ausgeführt.
Hallo Harald!
Harald Wilhelms schrieb:> Subtrahiere doch 3,1V dann hast Du die +-600mV Deines Wandlers optimal> ausgenutzt.HansHansen schrieb:> Ich habe auch nur eine unipolare Versorgungsspannung.
Außerdem ist der Wandler differentiell, also keine wirklichen -600mV,
sondern eben nur bezogen auf den Unterschied zwischen zwei Eingängen.
MaWin schrieb:> der Messbereich würde sich> verdoppeln, wenn du 2 Windungen nimmst
Nein, der verdoppelt sich nicht - nur die Empfindlichkeit, bzw. der
Spannungshub.
MaWin schrieb:> Ein einfacher Spannungsteiler macht aus 2.5V die 0.6V, die inmitten> deines Messbereichs liegen.
Die 0,6V sind ja aber die maximale Eingangspannung des AD-Wandlers. Und
die 2,5V interessieren mich ja nicht - will ja nur das Nutzsignal.
MaWin schrieb:> und die> Stromrichtung messen
Das brauche ich nicht.
MaWin schrieb:> nutzt du dann 12 bit für den> Strom von 0 bis 10A.
Das wäre mir ein bisschen zu wenig. Ich wäre schon froh, wenn ich die 14
Bit aus dem 16-Bit-Wandler bekäme.
MaWin schrieb:> Der ist so ungenau, den kannst du wohl vergessen. Mit dem bekommst du> nur 9 bit effektiv raus.
Woran hakt es bei dem? Rauscht der so doll, oder was ist das Problem?
MaWin schrieb:> Kann ja nicht sein, in deinem Schlatplan sind 5V ausgeführt.
Ich habe keine negative Versorgung wollte ich sagen, sorry!
Ich erlaube mir, das nochmal hoch zu holen...:-\
Ich wäre euch echt sehr dankbar, wenn ihr mich dabei noch ein wenig
unterstützen könntet, da ich sonst nicht weiter komme. Ich bin noch
nicht so bewandert in der Elektronik und hoffe daher auf weitere
Ratschläge von euch.
Was wäre denn ein guter Lösungsansatz für meine Problematik? Ist das
Konzept generell falsch, oder muss ich nur andere Bauteile verwenden?
Wenn ja, was wäre geeignet?
Ich danke euch im Voraus!
