Hallo, ich möchte mit einem Mikrocontroller den mittleren Strom messen, der per PWM in eine temperaturabhängige Last gespeist wird. Die Messung sollte auf plus-minus 15% genau sein und die Messung ist nicht zeitkritisch (es kommt auf eine oder zwei Sekunden nicht an, wenn die Stromstärke sich ändert). Habe mir gedacht, dass es günstig ist, die Spannung über einen Shunt mittels zweier ADCs zu bestimmen. Für Gleichstrom würde es so sicher funktionieren, aber ist die Schaltung auch PWM-tauglich und wenn nein, was müsste man ändern? Eventuell sind die beiden Siebkondensatoren 100nF an den ADC-Eingängen auch etwas spärlich und solten größer ausgeführt werden?! Was meint ihr dazu?
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Wenn du den Shunt an Masse hängen kannst, dann sparst du dir einen A/D Wandler Eingang. Alternativ hat dein µC evt. die Möglichkeit über 2 Pins einen differentiellen A/D Wandler zu konfigurieren.
Die Grenzfrequenz deines RC Tiefpasses kannst du selbst berechnen. Sie sollte möglichst 10 mal tiefer sein als deine PWM also hier bei 50Hz. Dafür ist der C wirklich deutlich zu klein. Rechnen darfst du selbst. Hilfe siehe hier: http://de.wikipedia.org/wiki/RC-Glied
Danke für die schnelle Antwort! Udo Schmitt schrieb: > Wenn du den Shunt an Masse hängen kannst, dann sparst du dir einen A/D > Wandler Eingang. Das geht leider nicht! > Alternativ hat dein µC evt. die Möglichkeit über 2 Pins einen > differentiellen A/D Wandler zu konfigurieren. "differentiellen A/D-Wandler" sagt mit leider im Moment nichts. > Die Grenzfrequenz deines RC Tiefpasses kannst du selbst berechnen. Sie > sollte möglichst 10 mal tiefer sein als deine PWM also hier bei 50Hz. Danke! Muss der R parallel zum C auch noch eingerechnet werden?
HaraldDräger schrieb: > "differentiellen A/D-Wandler" sagt mit leider im Moment nichts. Schau dir das Datenblatt deines µC an. Oft kann man 2 bestimmte A/D Wandler Eingänge als diffentiellen Eingang nutzen, das spart das doppelte Wandeln und das voneinander abziehen. Auch kann man dann ggf. interne Verstärker nutzen. HaraldDräger schrieb: > Danke! Muss der R parallel zum C auch noch eingerechnet werden? Ja, der resultierende Widerstand ist beide parallel, also 5kOhm.
Wieso hängen die beiden Widerstände parallel? Erschließt sich mir nur, wenn die Quelle (PWM) auf Masse hängen würde. Wie kommt man darauf? Danke!
db schrieb: > Wieso hängen die beiden Widerstände parallel? Erschließt sich mir nur, > wenn die Quelle (PWM) auf Masse hängen würde. Wie kommt man darauf? > > Danke! Die PWM-Quelle ist aus Wechselstromsicht so niederohmig, dass man sie als mit Masse verbunden betrachten kann.
Was heißt aus Wechselstromsicht? Der Innenwiderstand verändert sich doch nicht? Was wäre denn aus "Gleichstromsicht"?
db schrieb: > Was wäre denn aus "Gleichstromsicht"? Für das Wechselstromersatzschaltbild kannst Du die Gleichspannungsquelle, die sich hinter der PWM befindet, durch einen Kurzschluss ersetzen. Dann bleibt nur der (sehr geringe) Innenwiderstand der PWM parallel dazu der Lastwiderstand.
db schrieb: > Wieso hängen die beiden Widerstände parallel? Welche beiden Widerstände meinst du konkret?
HaraldDräger schrieb: > Welche beiden Widerstände meinst du konkret? Die zwei 10k Widerstände parallel (also 5k) bilden mit dem 100n Kondensator den Tiefpass für das Messsignal.
Ich habe mir folgendes dabei gedacht: Die Uref vom µC ist 5V, die ADC-Eingänge sind hochohmig. Mit den beiden Widerständen als Spannungsteiler halbiert man zuerst die PWM-Spannung von 10V auf ADC-verträgliche 5V. Mit dem C parallel zum "unteren" 10k-Widerstand "speichert" man spannungsmäßig eine Art Mittelwert, den man dann mit dem µC weiterverarbeiten kann, um den Strom durch den Shunt zu ermitteln.
HaraldDräger schrieb: > Die Uref vom µC ist 5V, die ADC-Eingänge sind hochohmig. Die Referenzspannung aus der µC Spannung zu beziehen ist meistens eine sehr suboptimale Idee, weil diese Spannung stark hurch hochfrequenze Schaltvorgänge "verseucht" ist und zudem in der Regel nicht besonders stabil ist. HaraldDräger schrieb: > Mit den beiden Widerständen als Spannungsteiler halbiert man zuerst die > PWM-Spannung von 10V auf ADC-verträgliche 5V. Und bei 10,1V hast du schon einen Überlauf. Besser man wählt die Spannung etwas niedriger als der Max. Messwert, so daß man auch noch messen kann. HaraldDräger schrieb: > Mit dem C parallel zum "unteren" 10k-Widerstand "speichert" man > spannungsmäßig eine Art Mittelwert, den man dann mit dem µC > weiterverarbeiten kann, um den Strom durch den Shunt zu ermitteln. Auf Deutsch einen Tiefpass, wie schon geschrieben. Passt
HaraldDräger schrieb: > Für Gleichstrom würde es so sicher funktionieren, aber ist die Schaltung > auch PWM-tauglich? Wenn Du einen PWM-Wert messen willst, musst Du normalerweise den Effektivwert erst errechnen, was verhältnismäßig kompli- ziert ist. Auch ein normales Multimeter wird da falsche Werte anzeigen. Wenn aber Scheitelwert und Tastverhältnis der PWM- Spannung bekannt sind bzw. gemessen werden können, ist die Rechnung wesentlich einfacher. Gruss Harald
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