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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik 2 Spannung Potentialfrei an AVR messen


Autor: Stephan Martin (Gast)
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Hallo,

ich will in meinem Auto 2x Strom messen (100A) dafür verwende ich einen
100A/60mV Shunt. bis jetzt habe ich dazu Zeigerinstrumente genommen, das
geht einfach aber ich hätte doch gerne ein LCD Display.

Mein Problem ist jetzt wie kann ich diese Spannung messen? Eine OPV
Schaltung um die Spannung auf 2,56V zu bringen hab ich schon. Das
Problem wird jetzt sein das die beiden Shunts in der Plus Leitung
liegen, ich hab also einen Potentialunterschied.

Die Einzige Lösung auf die ich bis jetzt komme ist das ich meine
gesamte Schaltung über einen DC/DC Wandler Potentialfrei mache und dann
das messe. Das geht aber nicht da ich auch noch die Bordspannung messen
will und ein paar Bordnetzleitungen anzapfen sollte.

Wie kann ich das machen? Es sollte recht einfach sein, da ich leider
auf Lochraster aufbaue...

mfg Stephan Martin

Autor: Frank (Gast)
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Googel mal nach Differenzverstärker. Sollte genau für dein Problem
passen.

Autor: Dirk Bxxxxx (dirk-)
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Hi,

einige Atmel µC (z.B. Mega16) haben differential adc's.

Autor: Stephan Martin (Gast)
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Danke Frank, das ist wirklich genau das was ich suche!

kannst Du mir auch einen OPV empfehlen für das?


Den Mega16 verwende ich, der hätte sogar genau 2 solcher differential
Eingänge. Das wäre sicher auch ein Weg, hat ja sogar intern 10x oder
200x. Aber das verbraucht dann insgesamt 4 ADW und wäre nicht mehr
erweiterbar.

Super Forum hier, so schnell einwandfreie Hilfe bekommt man nicht
überall :)

mfg Stephan Martin

Autor: Sebastian (Gast)
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Habe genau die Schaltung (von Staphan Martin) mit nem LM 324 (speziell
für Steuerung und Regelung) aufgebaut und eigentlich keine schlechten
Erfahrungen gemacht.
Es sei vielleicht angemerkt, dass sie in der Form nicht soooo genau
ist, da gibt es dann eine "Erweiterung". Musst mal nach
Differenzenverstärker + OP googeln, dann findet ma se.

Der LM324 ist "allerdings" ein 4fach OP. Hättest also noch 2 frei.

Sebastian

Autor: Frank (Gast)
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Falls Du auch noch in die Nähe von 0A kommen willst, muss es ein
rail-to-rail OP sein (z.B. LMV422 oder OPA2340). Falls Dich nur
interessiert, ob es nun 100A oder 80A sind, tuts eigentlich ein
beliebiger "Wald-und-Wiesen" OP. Allzuhohe Frequenzen wirst nicht
messen wollen, oder?

Autor: Stephan Martin (Gast)
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wenn ich eine Genauigkeit von +-5A habe bin ich zufrieden. Die aktuellen
Zeigerinstrumente Pendeln nur herum, schlimmer kanns nicht sein.

als Anhang sollte der Genaue sein, oder? diese Schaltung ist mir zu
Aufwändig für das was ich brauche.

mit den 2 freien kann ich die Bordspannung messen!

mfg Stephan Martin

Autor: Stephan Martin (Gast)
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interesant wäre ein 0A Messung schon, da das zeigt ob die Verstärker
defekt sind (zu hoher Standbystrom)

was macht ein LM324 wenn 0A sind? wenn dort nur 1-2A Fehler angezeigt
werden ist das egal.

der Strom schwankt mmaximal im 80Hz tackt, ist also langsam.

mfg Stephan Martin

Autor: Sebastian (Gast)
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Hab ich nicht bedacht gahabt. Ich betreibe den LM 234 mit einer
symmetrischen Spannungsversorgung, also +/-14V.
Das ding geht zwar auch mit einer assymetrischen (also 0V, 12V), dann
ist der minimale Ausgangswert aber nicht 0V sondern 0,7 oder so. Weiss
es nicht genau.(Datenblatt)
Resultat wäre natürlich, dass du, obwohl kein Strom fließt (0A) deine
Anzeige trotzdem einen strom anzeigt.
Wenn du bei 0A auch 0A angezeigt krigen willst bruachst du wie das
Frank schon geschrieben hat einen rail-to-rail Op.

Der Fehler an sich (oberhalt der eben beschriebenen bereiche) sollte
sich eigentlich in Grenzen halten. Solltest halt möglichst genaue
Widerstände nehmen, also 1% Toleranz oder so.

Genau die Schaltung die du oben hast hab ich gemeint, ist aber
eigentlich nur für Audio oder so nötig. Das geht mit dem LM 324 eh
nicht ;-)

Was ich gern noch angemerkt hätte: Was hast du eigentlich als Last?
Hab in meiner Schaltung an einem 50 HZ rechtecksignal nen Motor (500mA)
laufen. Durch die Induktivität krig ich aber alles andere als nen
Rechteck beim Strom verstärkt.
Die Tatsache dass es nen Motor is und nicht nur ne Spule tut ihr
übriges. Hab dann am Ende nen RC-Tiefpass dahinter bauen müssen um des
Signal irgendwie verarbeiten zu können.
Mein Shunt hatt übrigens 0,18 Ohm, der eine OP ne verstärkung von ca
1:30, der andere eine von 1:100.

Sebastian

Autor: Stephan Martin (Gast)
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hab jetzt mal den LMC6484 rausgesucht. Wenn ich den mit 12V Betreibe
(Bordspannung) und dann an den Eingängen einmal auch 12V und einmal
11,94V habe kann der das Messen? oder benötige ich eine höhere
Versorgungsspannung?

Last ist meine Musikanlage (1.28kW RMS, 2.0kW Puls), die Spannung wird
durch einen 1F Kondensator geglättet und jeder Verstärker hat selbst
auch nochmals große Kondensatorbänke. Der Stromverbrauch ist dank der
großen Pufferung  zwar "Pulsierend" aber schön geglättet.

mfg Stephan Martin

Autor: Sebastian (Gast)
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Das Datenblatt (gibts z.B. bei Reichelt) hilft da weiter.
Sollte kein Problem sein mit 12V Versorgung noch nen 12V Signal zu
verarbeiten. Sollte es doch überhaupt nicht gehen kannst du ja in die
Leitung die von deinem Shunt kommt noch nen Spannungsteiler nach Massen
einbauen. Natürlich in beiden Leitungen. Tut allerdings der Genauigkeit
deiner Messung nicht allzugut.

Mal ne dumme Frage: Welchen Strom willst du messen? Doch den von der
Autobatterie zum Verstärker, oder? Wieso solltest du da ne Frequenz von
max. 80Hz haben? Da is (im auto denk ich doch) doch hoffentlich
Gleichstrom! Stört allerdings nicht. (eher im Gegenteil)

Sebastian

Autor: Stephan Martin (Gast)
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laut Datenblatt hab ich dann nur etwas mehr Rauschen wenn ich nahe der
UB bin. Nur wenn mehr als 300mV über UB liege gibts ein Problem.

Ja den (Gleich-)Strom zu den Verstärkern. Der Strom Pulsiert mit
maximal 80Hz, da die Subwoofer nur bis 80Hz funktionieren. Die
Verstärker ziehen im Takt der Musik die große Leistung und die
Tonfrequenz liegt dann als "modulation" noch darüber.

mfg Stephan Martin

Autor: Frank (Gast)
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Im Prinzip sollte das hingehen. Um den A/D-Wandler auch auszunutzen,
sollten die 60mV auf Uref (normalerweise Vcc) verstärkt werden.
Verstärkung dabei nicht übermäßig hoch wählen (<100), lieber zweistufig
aufbauen, wobei die zweite Stufe ja nur noch ein ganz normaler
Verstärker ist. Allerdings frage ich mich, wo der Vorteil der 2.
Schaltung liegt...

Autor: Sebastian (Gast)
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Du fragst mich sachen. Is glaub ich bissle hochohmiger und halt genauer.
Weiss es aber nicht sicher. Glaub für Mikrofonverstärker soll die zu
brauchen sein. Hab mich nie näher mit beschäftigt, weil die erste für
meine Zwecke voll reicht.

Sebastian

Autor: Frank (Gast)
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Stimmt, hochohmiger ist die schon, aber wenns nur darum geht, nehme man
doch einfach zwei Spannungsfolger und dann den Differenzverstärker.
Spart Widerstände und bringt damit mögliche Genauigkeit.

Autor: Stephan Martin (Gast)
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ich werde das ganze mit 2 OPVs (2x LMC6482) bauen. Den ersten als
Differenzverstärker und den zweiten als nicht invertierenden Verstärker
(x33,333). Der erste wird mit 12V versorgt und bringt die 60mV raus.
Der zweite bekommt nur 5V und verstärkt diese auf 200mV. Damit sind bei
100A 2V am ADW, was sich ohne großen rechenaufwand anzeigen lässt.

Das mit den 2 verschiedenen Ubs mache ich weil ich sonst Angst habe 12V
an den ATmega16 zu bekommen sollte am Differenzverstärker ein Problem
auftreten (zb Kabelbruch in der Leitung vom Shunt)

mfg Stephan Martin

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