Hallo Zusammen,
ich arbeite seit einer Weile an einem kleinen uC Projekt und komme
schaltungstechnisch nicht mehr weiter und hoffe auf Ihre Erfahrung.
Mit einem E-bike Akku und dem Motor und einem Mega8 habe ich eine
geregelte Kinematik-Arm entworfen. Der Arm (der Motor) muss bei
bestimmten Gegenleistung nachgeben um Gefährdungen zu vermeiden (...)
Soweit alles gut und der Regler klappt auch halbweg (haha :-):-). Nur
die durch Messung gerechnete Leistung ist extrem hoch und unplausible
und führt zur Instabilität...
Ich messe den Strom durch die Spannungsabfall an einem SHER SEHR
kleinen Leistung-Widerstand (10mOhm). Dabei habe ich schon festgestellt,
dass die Übergangswiederstände schon um 2-3 Fach so hoch sind...
Anbei meine Skizze mit der frage:
Wie kann ich Schaltungstechnik und mit meinem Mega8 die Richtige
Spannungsabfall bei der SEHR kleinen Wiederstand ermitteln.
Wheatstone Brückenschaltung und 4 Drahtmessung habe ich auch schon
versucht. beider helfen nicht wirklich.
Ich hoffe Sie können mir Tipps geben
Gruß
Debo
Wie sieht denn der Anschluss an den Widerstand aus? Die Messspannung
must du einfach nach dem Übergangswiderstand abgreifen.
Am besten mal ein Foto von dem Widerstand machen.
Hi,
ich würde einen rauscharmen Operationsverstärker zwischen µController
und Messwiderstand bringen. Hast das schon in erwägung gezogen. Dann
hättest einen vernüftig größen pegel den du auswerten kannst. Am besten
platzhalter für ne Filterschaltung mit vorsehen für später falls die
noch mit reinbringen willst. Welchen Strom zieht der Arm? 1A?
oder größerer Widerstand mit angepasster Leistung!
@ Deborah (Gast)
>Ich messe den Strom durch die Spannungsabfall an einem SHER SEHR>kleinen Leistung-Widerstand (10mOhm). Dabei habe ich schon festgestellt,>dass die Übergangswiederstände schon um 2-3 Fach so hoch sind...
Ja und? Dafür gibt es Vierdrahtmessung.
http://de.wikipedia.org/wiki/Vierleitermessung>Anbei meine Skizze mit der frage:
doxc ist ungünstig, siehe Bildformate.
>Wie kann ich Schaltungstechnik und mit meinem Mega8 die Richtige>Spannungsabfall bei der SEHR kleinen Wiederstand ermitteln.>Wheatstone Brückenschaltung und 4 Drahtmessung habe ich auch schon>versucht. beider helfen nicht wirklich.
Wenn man es richtig macht schon.
Nimm einen OPV mit wenige Offsetspannung und verstärke deine Spannung
vom Shunt.
Deborah schrieb:> Dabei habe ich schon festgestellt,> dass die Übergangswiederstände schon um 2-3 Fach so hoch sind...
Was für Übergangswiderstände? Kabel, Stecker oder was? Nichts davon ist
in deiner Skizze zu sehen.
Gruss Reinhard
>Ich messe den Strom durch die Spannungsabfall an einem SHER SEHR>kleinen Leistung-Widerstand (10mOhm).
Klein ist anders. Das ist doch eine ganz übliche Größe zur Strommessung.
Bei nur 10A verbrätst du bereits eine Verlustleistung von einem ganzen
Watt über den Shunt.
>4 Drahtmessung habe ich auch schon versucht
Das wäre aber das Standard-Messverfahren für solche Aufgaben. Dazu gibts
auch Standard Vierleiter-Messwiderstände, die bereits fertig
konfektioniert sind:
http://www.conrad.de/ce/de/product/447323/Isabellenhuette-Praezisionswiderstand-PBV-05-PBV-001-L-x-B-x-H-22-x-4-x-17-mm-001-05-
Wenn das nicht funktioniert, hast du was falsch gemacht.
P.S.: docx kann ich nicht öffnen. Bitte stell sowas als PDF rein, das
kann jeder lesen/ansehen.
Messungenauigkeit schrieb:> P.S.: docx kann ich nicht öffnen. Bitte stell sowas als PDF rein, das> kann jeder lesen/ansehen.
och besser als png. Dann kann man es gleich zusammen mit dem
Beitrag sehen.
Gruss
Harald
Danke für die vielle Antworte. Einige von Ihnen haben auch Fragen
gestellt, die versuchen werden hier zu beantworten:
<< Was für Übergangswiderstände? Kabel, Stecker oder was? Nichts davon
ist
in deiner Skizze zu sehen. >>
Wir haben einen kleinen Schaltschrank. Nur die Mega8 ist auf eine
Platine mit Klemmen versehen. Alle andere Verbindungen sind mit
WAGO-Klemmen realisiert. Bei dem Strom bis 30A haben wir schon einiges
rauchen gesehen:-).
<< Welchen Strom zieht der Arm? 1A? oder größerer Widerstand mit
angepasster Leistung! >>
Theoretisch kann der Kinematik-Arm bis 30A ziehen. Es handel sich um ein
System, das Hohe Gegenwiederstand wegschieben muss und gleichzeitig
erkennen muss ob dabei Gefahren entstehen können um rechzeitig
abzubrechen.
Das Prinzip ist so (Einfach beschieben):
- Wenn wir eine ruckartige Widerstand begegnen, wird SOFORT die
Motorleistung auf [inf null] reduziert. Das erkennen wir (wollen wir
erkennen) bei der schnellen Stromanstieg.
- Wenn der Widerstand sich jedoch langsam erhöht, steigern wir auch die
Motorleistung genauso langsam bis wir den Wiederstand überwinden.
***Nach der Moto, wenn der Finger klemmt kann er langsam abgeschnitten
werden*** hahaha!!
So ist es möglich, das wir im schlimmsten fall bis 30A steigen müssen.
Um aber Verlustleistung zu reduzieren, wurde 10mOhm gewählt. Kleiner
wäre noch besser. Es bestehlt aus 1mOhm Leistungswiderstaände die in
Reihen geschaltet sind.
Der Übergangwiderstand wurde wie folgt festgestellt: Wenn wir der 10mOhm
widerstand einfach überbrücken, messen 22-30mOhm.
Wir tuen uns zurzeit noch schwer eine SAUBERE Abfallspannung zu messen.
Wiegesagt die wohl bekannten Methoden haben uns nicht wirklich geholfen.
anbei die skizze in png
Gruss
Deborah
Womit misst ihr denn zur Zeit den Strom? Nicht mit dem AVR, oder? Also
über ein Multimeter?
Der Übergangswiderstand ist egal zur Strom-Messung so lange ihr wirklich
über vier Leiter anschließt. Der Spannungsfall welcher durch den
Übergangswiderstand entsteht wird bei 4-Leiter-Messung ja nicht gemessen
sondern nur der Spannungsfall über den Widerstand.
Um 4-Leiter-Messung über den AVR zu realisieren kann man einen
Instrumentations-Verstärker her nehmen (z.B. den Klassiker AD620). Dann
kann man gleich seinen Verstärkungsfaktor einstellen und Band-begrenzen
(Tiefpass-Filtern mit Grenzfrequenz < 0.5*AD-Sample-Takt wegen Nyquist).
Die Ausgangsspannung kann man dann noch gegen halbe AD-Referenzspannung
ausgeben um auch negative Ströme messen zu können.
Die Allegro Stromsensoren sind wohl das beste und einfachste was man
nehmen kann.
SUPER Leute!!!.
Der http://www.exp-tech.de/Sensoren/ACS709-Stromsensor-75-to-75A.html
hat mich überzeugt und vor allem Null entwicklungszeit und Kosten.
Wir werden sie nehmen und hoffen auf eine stabille Sprungantwort des
Regler...
Nochmals
VIELEN VIELEN DANK
Gruß
Debo :-)
> Die Allegro Stromsensoren sind wohl das beste und einfachste was man> nehmen kann.
Aber nur wenn er keinen großen Messbereich benötigt. Diese
Hall/Strommesssensoren sind zwar ganz ok bei großen Strömen, sobald es
aber in den mA Bereich geht, kannst es vergessen. Die Allegros mit denen
ich bisher zu tun hatte konntest Du ab Strömem < 500mA vergessen (
ACS709 / ACS713)
10mOhm Shunt und die abgefallene Spannung mittels z.B. OPA354 ( 5V
single supply; Rail to rail I/O) auf ADC Niveau bringen. Ich verwende
die in der Current Loop einer digital geregelten PFC, für Dich sollte
auch ein wesentlich niederperformanter Typ reichen.
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/opa354.pdf
Schönen Abend und viel Erfolg!
@Deborah
Hangel Dich mal mit den Stichworten Hallsensor und Stromsensor durchs
Internet. Da gibt’s mehrere Hochstromsensoren, die Dir die meisten
Probleme abnehmen.
Jeder unnötige Übergangswiderstand, insbesondere bei hohen Strömen, ist
eine Katastrophe und eine Fehler- und Verlustquelle. Aber so komisch wie
es klingt, haben diese nur durch ihren Spannungsabfall einen Einfluss
auf Deine Messung. Darüber hinaus gilt auch hier das Ohm’sche Gesetz
oder genauer gesagt die Reihenschaltung von (unnötigen) Widerständen.
F. H. schrieb:> 10mOhm Shunt und die abgefallene Spannung mittels z.B. OPA354 ( 5V> single supply; Rail to rail I/O) auf ADC Niveau bringen.
Wie realisiert man nur mit einem OP eine echte 4-Draht Messung? Also
wenn die die Massen der Hochstrom-Seite und der Mess-Schaltung nicht
getrennt sind (z.B. Versorgung über eine gemeinsame Zuleitung und dann
Verteilung auf der PCB).
Wenn der Shunt in die Masseleitung geschaltet ist müsste man den Abgriff
an der negativen Seite des Shunts als Masse für die Mess-Schaltung
verwenden, oder?
Ich würde irgendwie zum Instrumentation-Amp tendieren weil der
Potentialunterschied zwischen Hochstrom-Seite und Mess-Schaltung dann
nicht mehr so relevant ist.
Marius S. schrieb:> Wenn der Shunt in die Masseleitung geschaltet ist müsste man den Abgriff> an der negativen Seite des Shunts als Masse für die Mess-Schaltung> verwenden, oder?
Das ist eine weniger schöne Art das Problem zu lösen, besser ist ein
echter Differenzverstärker, dessen Eingänge an beide Enden des
Widerstands gehen.
Gruss Reinhard
Falk Brunner schrieb:> Ja und? Dafür gibt es Vierdrahtmessung.>> http://de.wikipedia.org/wiki/Vierleitermessung
Ich hab genau das gemacht. Aussen 2V/1A
Innen messe ich im µV Bereich, das verstärke ich dann mit einem AD623
850fach
Der AD623 Ausgang (10-1300mA) gehen dann in den ADC eines AtMega328
(10Bit) und ich kann die Spannung ab da dann wunderbar verarbeiten.
Tip: Der AD623 arbeitet besser mit einer +/- Versorgung.
> Der AD623 Ausgang (10-1300mA) gehen dann in den ADC eines AtMega328> (10Bit) und ich kann die Spannung ab da dann wunderbar verarbeiten.
Ich meinte natürlich 10-1300mV.....
>> Wenn der Shunt in die Masseleitung geschaltet ist müsste man den Abgriff>> an der negativen Seite des Shunts als Masse für die Mess-Schaltung>> verwenden, oder?
Nein
> besser ist ein echter Differenzverstärker, dessen Eingänge an beide Enden> des Widerstands gehen.
genau so!
Schönen Gruß
