Hallo zusammen,
Ich habe folgende Fragestellung:
Ich will mit einem uC die Stromstärke messen. Die Leitung hat eine
Spannung von ca 5V (+- 0,2 V) und es können maximal 2 Ampere fließen.
Ich würde das ganze gerne per Microcontroller auslesen. Was ich bei
meiner Recherche bis dato herausgefunden habe ist, dass es Shunt IC´s
gibt, bei diesen fällt jedoch "relativ" viel Spannung ab. Ich kann
allerdings maximal 20 mV Verlust ertragen, da ich sonst schnell
außerhalb der gewünschten Spannung bin. Die andere Methode war das
Messer per Hall Effekt. Leider bin ich mir dort zu unsicher was IC´s
angeht, da ich diese nicht kenne und ich teilweise die Bauteile auch
nicht verstehe (Datenblätter von Allegro z.B.). Hat jemand bereits ein
ähnliches Projekt gehabt bzw. kennt eine praktische Lösung für mich ?
Vielen Dank im Voraus,
Mit freundlichen Grüßen CortexA8
Also das ist machbar, kein Problem. Wie viel Aufwand Du treiben willst,
musst Du selber wissen:
Linear hat eine super AN dazu, da steht vieles drin (gibt auch Steine,
welche Deine 20mV Abfall schaffen):
http://cds.linear.com/docs/en/application-note/an105fa.pdf
Du kannst Dir das ganze aber auch einfach machen (leider nicht ganz
günstig)
http://www.lem.com/docs/products/lts%2015-np.pdf
Die LEM nutze ich persönlich öfters in Laboraufbauten, die sind prima
linear und genau.
Wie Du das ganze dann in den uC kriegst ist, denke ich, klar.
Sonst noch zum Thema Hall-Sensoren: Hatte mal preliminarys von Alllegro
in den Pfoten und die waren zum Kotzen
Hoffe das hilft
Gruss
Tülle
Nimm einen kleinen Shunt-Widerstand (z.B 20mOhm) und verstärke via OPV
die Spannung auf eine maximal mögliche ADC Spannung, skaliert für 2A
oder 3A. Also z.B. 20mOhm Shunt, max 2A skaliert auf 5V => Verstärkung =
125
Oder du nimmst fertige ICs mit I2C interface z.B. LTC4151, INA220....
Timmo H. schrieb:> Nimm einen kleinen Shunt-Widerstand (z.B 20mOhm) und verstärke via> OPV> die Spannung auf eine maximal mögliche ADC Spannung, skaliert für 2A> oder 3A. Also z.B. 20mOhm Shunt, max 2A skaliert auf 5V => Verstärkung => 125>> Oder du nimmst fertige ICs mit I2C interface z.B. LTC4151, INA220....
Also wenn ich mich nicht verrechnet habe, sind 20mOhm x 2A schon 40mV,
die am Shunt abfallen. Der TO möchte aber maximal 20mV Spannungsabfall
haben. Also sollte er, wenn schon ein Shunt sein muß, kleiner als 10mOhm
bleiben! Im Übrigen würde ich aber auch Stromwandler mit Hall
bevorzugen.
Dann muss amn eben einen anderen shunt nehmen. Ich hab hier einen, der
macht bis 100 A pro A ein Millivolt. Der wäre geeignet. Hab ich damals
für 6 € in der Bucht geschossen.
thomas schrieb:> Dann muss amn eben einen anderen shunt nehmen.
Genau das gleiche habe ich doch geschrieben:
npn schrieb:> Also sollte er, wenn schon ein Shunt sein muß, kleiner als 10mOhm> bleiben!
npn schrieb:> Der TO möchte aber maximal 20mV Spannungsabfall haben.
Der TO soll sich einfach ein bisschen mehr Eingangsspannung gönnen. Dann
bereiten ihm 20mV Spannungsabfall am Shunt auch keine Kopfschmerzen. Er
könnte den Strom auch vor dem Sense-Eingang seiner Versorgungsspannung
messen. Dann würde die Stromversorgung das von selbst ausreden.
Und wenn ich dieses hier lesen
CortexA8 schrieb:> Die Leitung hat eine Spannung von ca 5V (+- 0,2 V)
kann es so kritisch mit der Spannung eigentlich nicht sein. Ein paar
mehr Infos wären wohl mal wieder hilfreich.
Tülle schrieb:> Hatte mal preliminarys von Alllegro> in den Pfoten und die waren zum Kotzen
Hmmm, wo war das Problem? Ich hab mir diese gekauft, kann aber noch
nichts dazu sagen, außer dass sie etwa 120ct gekostet haben:
http://www.aliexpress.com/snapshot/294300965.htmlTülle schrieb:> leider nicht ganz günstig
LEM hatte ich in meiner Diplomarbeit benutzt. Die sind ja wirklich irre
teuer und groß!
Eingenzlich reicht ein 10mOhm Shunt und ein R2R-OP, wenn man keine
galvanische Trennung benötigt. Das ist billiger als ein "Allegro" und
garantiert nicht "zum Kotzen".
Achtung! Beim 10mOhm Shunt (SMD?) die Leiterbahn-Führung beachten: Strom
von außen dran, Sensor-Leitungen von der Mitte. Das steht aber auch in
den Datenblättern.
PS: Zum Thema Hall-Sensor habe ich viele hilfreiche Tipps bekommen im
Beitrag "Stromsensor mit I²C? TLI4970 Alternative?"
CortexA8 schrieb:> Hat jemand bereits ein> ähnliches Projekt gehabt bzw. kennt eine praktische Lösung für mich ?
Kommt drauf an, wie genau du messen könne willst.
Hi Leute,
Vielen vielen Dank für die Antworten :)
Was für mich in Frage kommen würde wäre der TLI4970. Leider ist dieser
noch nicht verfügbar.
@Torsten C: Danke für den Link zu den Hall IC´s.
Zu den SHunt IC´s: Gibt es auch eine "All-in-one"-Lösung wo der R_Sense
bzw. R_Shunt intigriert ist ? Das würde mir viel Platz ersparen ;) Hat
jemand von euch schon eine derartige Schaltung aufgebaut und kann mir
die "dunklen Geheimnisse" sagen ?
@MaWin: Ich will keine "exakten Zahlen", dh mir reichen Werte mit 2-3
Stellen nach dem Komma, e.g. 1,67 A oder 1.678 A. Hättest du dafür eine
"einfachere" Lösung ?
Vielen Dank schon mal,
CortexA8
CortexA8 schrieb:> @MaWin: Ich will keine "exakten Zahlen", dh mir reichen Werte mit 2-3> Stellen nach dem Komma, e.g. 1,67 A oder 1.678 A.
Das würde ich aber schon als "sehr exakt" bezeichnen. Da braucht
man schon etwas Erfahrung in der Entwicklung analoger Schaltungen.
Es gibt da auch keine "Geheimtips" sondern es ist die Summe aller
Eigenschaften, die nachher die Genauigkeit bestimmt.
CortexA8 schrieb:> Zu den SHunt IC´s: Gibt es auch eine "All-in-one"-Lösung wo der R_Sense> bzw. R_Shunt intigriert ist ? Das würde mir viel Platz ersparen ;)
Schau dir mal von Allegro den ACS712 an. Hat einen integrierten Shunt
von 1,2mOhm, eine Betriebsspannung von 5V, sogar eine galvanische
Trennung des Shunts vom Rest des ICs und kommt im SO8-Gehäuse daher. Gut
und klein genug? :-))
CortexA8 schrieb:> nicht verstehe (Datenblätter von Allegro z.B.). Hat jemand bereits ein> ähnliches Projekt gehabt bzw. kennt eine praktische Lösung für mich ?
So habe ich es gemacht. Beim Shunt musst Du sehen, wie Du den
dimensionierst. Lies das Datenblatt des INA220!
fchk
Kommentar von einem "Mitleser":
Frank K. schrieb:> Lies das Datenblatt des INA220!
Von mir vielen Dank. Der INA220 kostet bei Ali 118ct, vergleichbar zum
ACS712, aber gleich inclusive ADC. Guter Hinweis! :-)
CortexA8 schrieb:> @MaWin: Ich will keine "exakten Zahlen", dh mir reichen Werte mit 2-3> Stellen nach dem Komma, e.g. 1,67 A oder 1.678 A. Hättest du dafür eine> "einfachere" Lösung ?
Dafür reicht also der 10 bit ADC im uC und ein Gain von 100,
also ein TSC101C oder baugleich an einem 0.01 Ohm Widerstand.
Tülle schrieb:> Sonst noch zum Thema Hall-Sensoren: Hatte mal preliminarys von Alllegro> in den Pfoten und die waren zum Kotzen
Servus,
kannst du deine Erfahrungen mit den ACS712 etwas ausführlicher
erläutern?
Gabs Probleme bei der Linearität, Temperaturkompensation,
Reproduzierbarkeit, galvanischen Trennung, ...?
Ich suche galvanisch getrennte Stromsensoren (200Vdc, Spitze bis 500Vdc;
Strom typisch <2A, maximal 5A; genauigkeit 5-10%), und dachte an diese
Chips; Kompensation (Temperatur, Hysterese etc) würde ich nach dem AD im
MCU machen wollen (falls das überhaupt notwendig ist).
Ich hoffe ich nerve "Mitleser" nicht.
MaWin schrieb:> ein TSC101C
€ 1,61 / piece bei Ali. Auch nicht uninteressant. :-)
Richard Scheffenegger schrieb:> kannst du deine Erfahrungen mit den ACS712 etwas ausführlicher> erläutern?
Die interessieren mich auch sehr!
> kannst du deine Erfahrungen mit den ACS712 etwas ausführlicher> erläutern?
Ich habe mit denen auch schon gearbeitet. Schön einfach im Einsatz, aber
halt nicht genau und auch sonst noch einige Nachteile.
Ich hab das in einem anderen Forum dazu geschrieben:
- Die Auflösung an einem 10Bit ADC vom AVR ist schlecht. Von 0 bis 5A
=2,5 bis 3,45V. Wenn man einen 5V µC hat, sind das also grade mal 26mA
pro Bit kleinste Auflösung. Bei der Leistungsberechnung bei 12V System
sind das 0,3W kleinste Auflösung. Das ist nicht besonders genau. Ich
habe zwei ACS 712 verwendet um bei einem MPPT-Soladladeregler die
Effizienz zu bestimmen. Bei kleinen Leistungen bin ich mit den ACS auf
Wirkungsgrade von 108% gekommen! Ich habe die ACS sogar mit meinen UNI-T
61E vorher abgestimmt und kalibriert, aber die Ungenauigkeit und
Meßfehler von zwei mal ACS712+ zwei mal Spannungsmessung zusammen bringt
einen direkt ins Reich der Phantasie.
Man könnte mit einem OPAMP die 185mV pro 1A zwar auf 5V aufblasen, aber
wo bleibt dann der Einfachheit-Vorteil gegenüber Shuntlösungen?
Ausserdem rauscht der dafür zu stark.
-Wenn man mit einem kleinen Magneten in die Nähe kommt, so etwa 4cm
reichen, geht der Meßwert schnell über 10A. Sollte man dran denken, wenn
man den Sensor in der Nähe von Motoren und Spulen verwendet.
-Meine bisher probierten ACS haben eine Streuung zwischen 185mV und
195mV pro A. Man ist also gut beraten, das eigene Teil vor der
Verwendung auszumessen.
-Der Sensor genehmigt sich 10mA
-Obwohl die nur 1,2mOhm an Widerstand haben, reicht die Verlustleistung
auf meinen China-PCB zusammen mit den 10mA Stromaufnahme aus, um den
winzigen ACS bei 5A relativ schnell auf 60°C zu bringen. Allerdings muss
ich dazusagen, dass das China-PCB mit den Schraubklemmen bei mir
insgesamt einen Widerstand von 7mOhm hat. Das heizt leider und füttert
die Temperaturdrift. Dadurch läuft der Meßwert 80mA weg bei Volllast. Im
angehängten Bild habe ich mal die Werte vom ACS 712-5 mit dem meinem
UNI-T61E verglichen. Last etwa 5A, ein paar Birnen, daher die
Stromspitzen beim Einschalten.Interessant zu sehen, wie der ACS beim
hohen Einschaltstrom ins Negative schwenkt-noch ein Nachteil. Man sieht
wie der ACS mit der Zeit warm wird und um -80 mA gegenüber dem UNI-T
absinkt. Nach dem Ausschalten bleibt der ACS noch eine Weile bei -80mA,
bis er wieder abkühlt (Dauert ne Minute). Ich habe mal ein 3x1cm langes
Alublech drangepackt, das reicht schon, um Ihn unter 40°C zu bringen und
das Problem DEUTLICH zu lindern.
Die 20A Version ist im gleichen Gehäuse wie die 5A Version, ich hab noch
nicht gemessen, wie warm die wird, aber das Weglaufen müsste noch
wesentlich krasser sein.
-Mit der im Datenblatt empfohlenen Filterkapazität rausch das Teil immer
noch ordentlich. Am Oszi hab ich so etwa 15mV Rauschen gesehen, das sind
80mA! Wenn man die Filterkapazität auf 400nF erhöht, sieht die Sache
schon viel besser aus, aber von den 80khz maximale Meßfrequenz bleibt
dann kaum was übrig.
Ich nutze Ihn trotzdem gerne weil`s so schön einfach ist bei Sachen die
nicht so genau sein müssen.
Der Thread-Titel ist gut gewählt, um hier Wissen und Erfahrungen zu
sammeln.
Christoph1024 schrieb:> Von 0 bis 5A = 2,5 bis 3,45V.
Also für Wechselstrom wären das 1.55V .. 3,45V.
Für Gleichstrom nehme man einen Differenzverstärker gegen VCC/2.
Christoph1024 schrieb:> Wenn man mit einem kleinen Magneten in die Nähe kommt, so etwa 4cm> reichen, geht der Meßwert schnell über 10A.
Das wurde hier noch nicht erwähnt. Das ist ein Grund mehr, einen Shunt
zu nehmen, statt eines Hall-Sensors, falls keine galvanische Trennung
erforderlich ist. Guter Hinweis! :-)
Christoph1024 schrieb:> Streuung zwischen 185mV und 195mV pro A.
Auch gut zu wissen. Wenn man einen OP dahinter schaltet und keine
0.1%-Widerstände für R1/R2 benutzt, muss man aber eh kalibrieren.
@Christoph1024: Danke für die Hinweise. :-)
Torsten C. schrieb:> Christoph1024 schrieb:>> Von 0 bis 5A = 2,5 bis 3,45V.>> Also für Wechselstrom wären das 1.55V .. 3,45V.> Für Gleichstrom nehme man einen Differenzverstärker gegen VCC/2.
Klar, aber wenn man schon anfängt mit einem Opamp zu arbeiten, kann man
sich das Geld für den ACS auch sparen und einen Shunt nehmen, ohne die
ganzen Nachteile - es sei denn man braucht die galvanische Trennung.
> @Christoph1024: Danke für die Hinweise. :-)
Bitte ..
Christoph
Christoph1024 schrieb:> Ich habe mit denen auch schon gearbeitet.
Christoph1024 hat viele Erfahrungen beigesteuert!
@Tülle (Gast): Was genau war denn nun "zum Kotzen"^^?
Christoph1024 schrieb:> sich das Geld für den ACS auch sparen und einen Shunt nehmen
Ja! Einen Shunt habe ich daher bei meinem Dimmer eingeplant. Ich lese
hier fleißig mit, falls es neue Erkenntnisse für mich gibt.
Also zu den Erfahrung mit den Allegros:
Wie schon gesagt, die waren wirklich preliminary... Absolut
vor-vor-vor-Serie (kamen auf einem Prototypen vom Kunden, Schaltung war
auch nicht der Hammer ^^).
Wie Christoph1024 schon gesagt hatte, mit der Genauigkeit war's nicht
gerade weither... Ich weiss nicht wie die jetzt sind, einen Versuch ist
sicherlich wert. Ansonsten habe ich nie schlechte Erfahrung mit Allegro
gemacht.
Grüsse
Tülle
CortexA8 schrieb:> Hallo zusammen,> Ich habe mir jetzt auf ebay> http://www.ebay.de/itm/5-Stuck-Stromsensor-ACS712-30A-Range-Current-Modul-Arduino-Bascom-Projekte-TE142-/271839405342?pt=LH_DefaultDomain_77&hash=item3f4ae4251e> diese Boards bestellt. Preislich ist das ganze okay ;)
Wenn deine Bedingungen vom Eingangsposting noch stimmen hast du die
falschen bestellt. Die 30A sind bei deinen angegebenen 2A ziemlich
grobschlächtig. Die haben nur 66mV/A. D.H. wenn du einen 10BIT Adc bei
5V hast, hast du nur 77mA/bit. Da das LSB eh wackelt, misst du grob nur
auf 0,1A genau. Deine Anforderungen auf 2-3Stellen hinter dem Komma
kannst du also mit den 30A Teilen vergessen. Wenn du eh nur maximal 2A
hast, warum kaufst du keine 5A-Version, die löst 3 mal genauer auf?
HI,
Ja mir ist mein überstürztes Handeln auch gestern aufgefallen.
@ Torsten C.: Könntest du mir mal eine Mail schreiben ? cortexa8@me.com
Ich würde gerne 1-2 IC´s austauschen. Ginge das ?
Vielen Dank CortexA8
