Hallo! Ich möchte gerne eine Schaltung bauen mit der ich Gleichspannung von 0V - 30V und (Gleich)Strom von ca. 0A - 30A mittels zweier A/D Wandler meines STM32 messen kann. Genauigkeit bzw. Auflösung ist erst mal nicht so wichtig. Ich habe mir das so vorgestellt: Spannungsversorgung OP direkt vom STM32F0 (Masse und +3,3V) Strommessung: Shunt (eher dicker Draht oder ähnliches kein Leistunswiederstand) Spannungsmessung: Über Spannungsteiler 1:10 also in der Richtung 1k 10k. Dazu brauche ich einen OP der bei Vin = Masse bzw. 0V keinen Müll ausgibt also einen rail to rail. Richtig soweit? Dazu habe ich mir folgenden rausgesucht: TS912 Datenblatt: http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/242351/STMICROELECTRONICS/TS912ID.html Im Datenblatt steht: Vin -0,3V bis 18V Sollte also passen oder? Da es sich um einen Dual Operationsverstärker handelt, kann ich auch gleich Beide Spannungen (Spannungsabfall vom Stromshunt und Spannung vom Spannungsteiler) verstärken richtig? Zum Schutz meines STM würde ich gerne Optokoppler zwischen Operationsverstärker und STM hängen. OP AMP - Optokoppler - Eingang A/D Wandler Würde das funktionieren, wenn ja hat jemand einen Vorschlag für einen geeigneten Optokoppler den man bei dem Onlineshop mit dem blau-gelben C bekommt?
Optokoppler sind vor allem für Digitale Signale, und kaum für analoge gegeignet. Der TS912 könnte im Prinzip gehen, und bietet auch noch mal eine Trennung, so dass man im Fehlerfall eher nur den TS912 austauschen muss (wenn überhaupt), und nicht den µC. Für den Strom wird aber ggf. der Offset des TS912 ein Problem, denn bei 30 A will man keine 200 mV Spannungsabfall sonder eher nur 10-50 mV. Auch dafür gibt es passende OPs.
Danke für die schnelle Antwort! Werde es mal mit dem TS912 versuchen. Habe gerade einen 50A 75mV Shunt gefunden, den werde ich nehmen. Da sollte ich ab ca. 2-3A messen können.
Gerald R. schrieb: > Da sollte ich ab ca. 2-3A messen können. Das würde ich eher "schätzen" nennen bei der Offsetspannung des TS912...
Schätzen oder messen ist beim lernen und experimentieren unwichtig, vorausgesetzt man ist sich dessen bewusst dass die Messung eine Schätzung ist ;-) Den ina226 hab ich mir angesehen, sieht recht vielversprechend aus. Die Frage ist I2C oder analog, das werde ich mir noch überlegen.
Gerald R. schrieb: > 50A 75mV Shunt So ein Shunt hat meistens einen Widerstand. Der wird bei 50A 75mV Spannungsabfall haben. Wieviel du bei 3A hast kannst du dir ja ausrechnen. Ob das dann noch reicht um die Spannung einigermaßen zu verstärken? Wenn es Dir um einen kleinen Spannungsfall über den Shunt-Widerstand geht, dann solltest du einen OP mit niedriger Offset-Spannung wählen. Ich habe da sehr gute Erfahrungen mit dem OPA2335 gemacht. Schau dir mal den µCurrent von Dave Jones an. Der ist zwar eher für kleine Ströme gedacht, aber für größere muss man ja nur den Shunt austauschen. Gerald R. schrieb: > Gleichspannung von 0V > - 30V und (Gleich)Strom von ca. 0A - 30A Soll der Strom in der positiven Zuleitung (High-Side) oder in der negativen (Low-Side) gemessen werden? Positiv geht nur mit Differenzverstärker bzw. High-Side Monitor ICs wie die INAxxx Reihe. Gerald R. schrieb: > Zum Schutz meines STM würde ich gerne Optokoppler zwischen > Operationsverstärker und STM hängen. Geht nur, wenn du einen Optokoppler mit zwei Empfänger-Dioden hast. Wird ziemlich kompliziert und fehlerbehaftet (nicht unbedingt zu empfehlen). Alternative wäre ein externe ADC, welcher über Optokoppler bzw. induktive Koppler angesteuert wird. Wenn dein OP mit 3,3V versorgt wird, musst du den OP schützen und nicht den STM. Ein Reihenwiderstand und Zener-Diode sollten ausreichen. Gerald R. schrieb: > Dazu brauche ich einen OP der bei Vin = Masse bzw. 0V keinen Müll > ausgibt also einen rail to rail. Selbst wenn der Eingangsspannungsbereich bis unter GND geht, würde ich dem nicht unbedingt vertrauen. Vor allem muss man sich auch den Spannungsbereich des Ausgangs anschauen. Wenn man den Verstärker mehrstufig aufbaut (was idR zu empfehlen ist), dann ist Ausgangsspannung der ersten Stufe evtl. im unteren Bereich und der Ausgang kommt nicht mehr ganz auf Null. Eine negative Hilfsspannung ist schnell und einfach mittels z.B. TPS60400 erzeugt. Wenn man einen RS232-Treiber hat kann man dort auch die negative Spannung her nehmen.
Mit einem kleine festen Offset muss der Ausgang des OPs auch nicht ganz bis 0 V. Irgendwas um 50 mV reicht den meisten Rail-Rail OPs schon. Damit ließe sich ggf. auch der Offset des TS912 kompensieren. Der Abgleich auf Null Strom geht dann in Software.
Hallo Marius, danke für deine sehr ausführliche Antwort. Marius S. schrieb: > Wenn dein OP mit 3,3V versorgt wird, musst du den OP schützen und nicht > den STM. Ein Reihenwiderstand und Zener-Diode sollten ausreichen. Hier habe ich wohl ein Verständnis Problem. Kannst du mir das erklären wie der OP hier zu Schaden kommen kann? Eingangswiderstände verwende ich so groß wie möglich, und auch an die Spannungsversorgung des OP hänge ich einen Widerstand mit größtmöglichem Wert in Serie. Den Strom möchte ich Low-side messen. High-side wäre für mich vom Gefühl her irgendwie "falsch herum". Damit meine ich nicht für diese Schaltung sondern generell. Entweder besorge ich mir einen I2C powermonitor, oder einen OPA2335. Der OPA2335 scheint ja wirklich sehr gut zu sein, auch wenn es ihn in der gewünschten Physikalischen Größe nicht zu geben scheint. Das wird auf meiner Lochraster Platine wohl ein schönes Projekt ;-) @ Ulrich Danke, ist auch eine Überlegung Wert.
Gerald R. schrieb: > Kannst du mir das erklären wie der OP hier zu Schaden kommen kann? Wenn alle Eingangswiderstände hochohmig sind, dann kann nicht viel passieren. Schaden kann er nur nehmen, wenn die Spannungen zu hoch werden. Bei der Strom-Messung kann das auch passieren, wenn ein viel zu hoher Strom fließt und die Shunt-Spannung entsprechend steigt. Gegenfrage: Kannst du mir das erklären wie der STM hier zu Schaden kommen kann? Also bezogen auf deine ursprüngliche Idee den STM zu schützen... Gerald R. schrieb: > High-side wäre für mich vom Gefühl her irgendwie "falsch herum". Für die meisten ist das "Gefühl" genau anders rum. Low-Side hat halt den Nachteil, dass man bei einer Schaltung, welche evtl. mehrere Versorgungen hat, immer den gemeinsamen Strom aller Versorgungen misst. Außerdem hebt man die Schaltung im Massepotential um die Shunt-Spannung an. Gerald R. schrieb: > einen I2C powermonitor Der von Frank erwähnte ist aber ein High-Side Monitor. Kenne jetzt keinen für Low-Side. Wenn es sowas gibt, wäre das nur ein IC mit (evtl. Shunt)+Verstärker+ADC integriert.
Gerald R. schrieb: > von ca. 0A - 30A mittels zweier A/D Wandler meines STM32 messen kann. Hast du dir mal die Hall-Effekt Sensoren von Allegro angesehen? Bei den ACS711/ACS712 hast du Isolation und Verstärkung zusammen in einem kleinen schwarzen Käfer - bringt natürlich nicht den Lerneffekt wie ein Selbstbau mit driftenden OPs und temperaturabhängigem "Mess"-Draht ...
Marius S. schrieb: > Gegenfrage: > Kannst du mir das erklären wie der STM hier zu Schaden kommen kann? > Also bezogen auf deine ursprüngliche Idee den STM zu schützen... Meine Annahme war, dass durch falsche Handhabung der OP zerstört werden kann und ich im schlimmsten Fall 30V an die Spannungsversorgung des STM weitergebe. Durch die hohen Widerstände ist das zwar eher unwahrscheinlich, aber ich bin da lieber vorsichtig. Marius S. schrieb: >Der von Frank erwähnte ist aber ein High-Side Monitor. Ja, habe ich gesehen. Aber danke für den Hinweis!
Hallo, ich hab bei so einen ähnlichen Problem, es mit einen AMC1100 von TI gelöst. Funktioniert wunderbar.. Gruß Andi
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschaltenBitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.