Hallo und guten Abend,
ich bin gerade dabei ein Amperemeter mit meinem Arduino zu realisieren.
Ich habe bereits über den Spannungsteiler ein Volmeter entworfen, gebaut
und programmiert. Nun suche ich eine simple Methode auch die Ampere
einer angehängten Last zu messen. Habt Ihr Tipps was sich am besten
eignet?
Ich hatte die Idee mit einem Shunt alles zu Messen. Wichtig: Es soll
eigenbau werden und keine fertige Platine sein.
Messbereich ist 0-10A an 12V Umax.
Ich danke Euch für gute Ideen und Anregungen!
Herzlichst, µBrain!
Wo ist das Problem ? Du kannst eine Spannung messen, nach
Spannungsteiler beim modernen Arduino AVR von 0-1.1V, nun misst du den
Spannungsabfall am shunt.
Wenn der von 0-0.1V beträgt, kannst du immer noch 100mA auflösen (und
90% verschenken), also 0.0 , 0.1 , ... 10.0 A anzeigen.
Wenn du Spannung und Strom gleichzeitig anzeigen willst, musst du den
Spannungsabfall am shunt abziehen, weil du sonst nicht weisst, wo GND
(0V) sein sollen.
µbrain schrieb:> Habt Ihr Tipps was sich am besten eignet?
Du könntest einen Hallsensor (z.B. ACS714 von Allegro) nehmen und
hättest damit auch eine galvanische Trennung zwischen deinem
Laststromkreis und der Messschaltung.
MaWin schrieb:> Wo ist das Problem ? Du kannst eine Spannung messen, nach> Spannungsteiler beim modernen Arduino AVR von 0-1.1V, nun misst du den> Spannungsabfall am shunt.> Wenn der von 0-0.1V beträgt, kannst du immer noch 100mA auflösen (und> 90% verschenken), also 0.0 , 0.1 , ... 10.0 A anzeigen.>> Wenn du Spannung und Strom gleichzeitig anzeigen willst, musst du den> Spannungsabfall am shunt abziehen, weil du sonst nicht weisst, wo GND> (0V) sein sollen.
Grundsätzlich kein Problem - Die Idee ist gut über einen Widerstand
einfach den Spannungsabfall zu messen. Die Frage ist dann: Wie groß
wähle ich den Widerstand um genau aufzulösen aber nicht viel Energie zu
verblasen?
Codes brauche ich nicht, programmieren kann ich und fertige Platinen
sind keine Lösung :)
Bester Name - µbrain,
Du kennst das Gesetz: U = I * R ?
Damit ist die Strom (A) Messung möglich.
Man verwendet für den Widerstand (R) einen 4-Leiter-Shunt, siehe mal
nach PBV Isabellenhütte.
#
http://www.isabellenhuette.de/fileadmin/content/praezisions-leistungswiderstaende/PBV.PDF
Gebraucht wird noch ein I/O Rail to Rail OPV mit geringer Offsetspannung
und Drift und man muss sich für High- oder Lowside Messung entscheiden.
Ich verwende einen 1mΩ oder 10mΩ S4-Leiter-hunt und messe über die High
Side Anordnung des Shunts, den Strom über einen LT1637.
Siehe: Current Sense Circuit Collection
# http://cds.linear.com/docs/en/application-note/an105fa.pdf
Einfach den Strom rechts und links anschließen und einen Indianer
einstellen, der die Messergebnisse übersetzt. ;)
So, nun könnt ihr lachen oder fleißig oben rechts negativ drücken. HF!
SCNR
Okay, also es bringt mir nix 12V/10A = 1,2Ohm zu wählen. Den 1,2Ohm in
Reihe zur Last und darüber halt den Abfall zu bestimmen? - Ist wohl
"Abfall" (?)
Per Shunt brauchst du wenn du den ADC-Messbereich ausnutzen willt immer
einen OPV um den geringen Spannungsabfall am Widerstand in eine am µC
messbare Spannung zu verstärken. Sonst muss der Widerstand so groß sein
dass zu viel Leistung dran flöten geht, du willst ja kaum 1V
Spannungsabfall über den Shunt haben oder?
Damit ist der Schaltungsaufwand verhältnismässig hoch, denn Shunt plus
OPV und dann kalibrieren usw.
Die Halleffekt-Stromsensoren haben da eine hohe Integrationsdichte und
liefern schon µC-Kompatibel Nachverstärkte Ausgangsspannungen. Muss man
ja nicht auf fertigen Boards kaufen! Die gibt es auch einzeln...
µbrain schrieb:> aber die Lösung über einen Shunt und OPV gefällt mir am besten. Weiß> jemand wie das in gängigen Ladegeräten für z. B. Lipos gelöst ist?
So ähnlich, der Widerstand hat 0.01 Ohm (10mOhm) so daß 0.1V
Spannungsabfall bei vollem Strom entstehen.
Will man mehr Auflösung, kann man auch 0.06 Ohm (60mOhm Standardshunt)
nehmen, verliert dann 0.6V und verheizt 6 Watt.
Aber LiPoly ? Dafür ist deine Spannungsmessung nicht genau genug, LiPoly
will 0.5% Genauigkeit damit es nicht in Flammen aufgeht, so genau sind
weder die 3.3/5V des Arduino noch dessen 2.54/1.1V Referenzspannung.
Dazu braucht es LiIon/LiPoly Ladecontroller und 0.1% Widerstände.
µbrain schrieb:> Dein 4 Leitershunt war nur ein Bsp? Denn dieser kann nur 10W und> er müsste ja 12V 10A -> P = U * I 120W können(?)
Dann müßten auch 12V an ihm abfallen ;o) nochmal nachdenken .....
Ist schon zu spät für mein Gehirn denn ich fühle mich gerade dumm und
stehe auf dem Schlauch:
Habe hier einen Widerstand mit 3,3Ohm 2W. Wenn ich da 6V drauf gebe ist
der Spannungsabfall = ?
P= u*i
u= r*i
Wenn mir da keiner Hilft muss ich erstmal ne Nacht drüber schlafen und
das Bier los werden :-)
oooohm schrieb:> Die Verlustleistung am Shunt ist (Strom * Spannung) am Shunt, nicht am> Verbaucher...
Die Spannung kann man sich nicht aussuchen, also besser gleich
µbrain schrieb:> Habe hier einen Widerstand mit 3,3Ohm 2W. Wenn ich da 6V drauf gebe ist> der Spannungsabfall = ?
6V. Zumindest solange deine Spannungsquelle leistungsfähig genug ist,
die 1,81A zu liefern, die so ein 3,3Ohm Widerstand benötigt, um 6 Volt
an ihm abfallen zu lassen. Dein Widerstand verträgt 2Watt.
Rechnen wir nach. P = U*I. I = 1,81A, U = 6V,
1,81A*6V = 10,86W.
Bischen viel.
Um das nochmal zu verdeutlichen, die Frage nach, wenn ich auf nen
Widerstand 6Volt gebe, welcher Spannungsabfall ist dann? ist in etwa so
wie "wenn ich auf diesen Fahrradreifen 6Bar raufpump, wieviel Druck ist
dann drauf".
Sinnvoller ist die Frage, wenn durch diesen 3,3Ohm Widerstand 1A fließt,
wieviel Spannung fällt an ihm ab. Darauf wäre die Antwort dann 3,3V.
Denn U = R*I
3,3Ohm*1A = 3,3V
MfG Chaos
µbrain schrieb:> ich bin gerade dabei ein Amperemeter mit meinem Arduino zu realisieren.
Wenn man nicht ganz spezielle Forderungen mit viel Rechenarbeit hat,
kann man eine Amperemeter wesentlich einfacher und genauer mit einem
7106-IC o.ä. realisieren.
Ich würde mir das als Anfänger gut überlegen mit der Auslegung für 10A
... Das ist schon ordentlich Saft, da brennt und knallt schnell mal was,
wenn irgendwo eine Engstelle/schlechter Kontakt ist ...
Lustig, vor zwei Wochen habe ich was ähnliches angefangen - jedoch
LiIon-Einzelzellen als Ziel. Erste Versuche waren mit 5*R47 parallel
gelötet als Low-Side-Shunt und das direkt via Arduino auswerten. Die
Auflösung war nicht so prickelnd.
Also OpAmps bestellt und hinzugefügt, dabei Spannungsteiler für Vbat und
die Verstärkung passend so eingestellt, dass die 1,1V-Referenz des
ATmega328 herhalten kann. Das war schon viel besser, aber aufgrund
freier Verdrahtung der einzelnen kleinen Platinchen ungenau und
störanfällig.
Jetzt mit R03-Shunt auf der High-Side, OpAmp als Differenzverstärker;
alles so angepasst, dass die 3,3V Referenz eines STM32F030P4 für bis zu
~2,2A reichen würde - das ist dann der zweite Graph. 12Bit auf 3,3V
liefern mit entsprechend angepassten Spannungsteilern und Verstärkungen
immer noch etwas bessere Auflösung als 10Bit auf 1,1V Referenz.
Gestern sind zwei ACS712-05 angekommen, da würde ich die Tage mal ein
Vergleichsplatinchen basteln. Ich warte aber noch auf externe ADCs - ich
will da mal gucken, ob der HX711 wirklich nur für Wägzellen taugt oder
bei externer Referenz nicht direkt entweder einen High-Side-Shunt oder
den ACS712 ausmessen kann. Wobei der ACS712-05 mit ~190mV / 1 A schon
ein zu starkes Signal liefert für die mindest-Verstärkung von 32x.
Spätestens mit AD7705/TM7705 sollte das jedoch klappen.
Also auch 12V / 10A sollten gehen, du brauchst jedoch einen
Shunt-Widerstand, der R01 oder weniger Widerstand hat und die Leistung
auch aushält, die darüber verbraten wird.
Vielleicht hilft dir das ja weiter.
Danke für Eure Antworten. Löten solltest Du nochmal üben, da bin ich ein
stück besser aber Wissen hast Du mehr :)!
Ich forsche heute Nacht nochmal weiter.
