Hallo zusammen, ich bastele derzeit mit Shunts, OpAmps und ADCs herum. Ich habe nach den ersten Versuchen mit Low-Side-Shunts ein Einsehen gehabt und auf HighSide Shunt umgestellt. Das beeinflusst die zu messenden LiIon-Lader/-Ladezyklen am wenigsten. Das klappt beispielsweise mit 15mOhm-Shunt und MCP6001 als Differenzverstärker ganz hervorragend. Das schaffen die µC-ADCs von ATmel und ST sowie der 16-bittige ADS1115. Jetzt stehe ich vor dem Problem, dass diverse ADCs um Vcc/2 den 0V-Punkt legen, um auch negative Spannungen messen zu können. Mit dem bisherigen Differenzverstärker erhalte ich eine GND-basierte Ausgabe. Ich muss das Ergebnis also um Vcc/2 anheben. Die hole ich mir ganz einfach via Spannungsteiler. Bevor ich blödsinn löte, habe ich LTspice angeworfen und das zusammengeklickt. Es kommen jedoch nicht die erwarteten Ergebnisse raus: Bei 1A Ladestrom fallen 10mV über den Shunt ab. Wenn ich jetzt anstatt GND als Bezugspunkt Vcc/2 für den R4 einsetze, erhalte ich anstatt: Vcc 5V Vcc/2 2,5V Ushunt 10mV Verstärkung 10x, -> 100mV Es sollten also am OpAmp 2,6V rauskommen. LTspice sieht jedoch 3V dort. Ist das so überhaupt machbar? Also mit einem OpAmp? Oder benötige ich zwei in Reihe - einen für die Differenz, und einen zweiten, um das Ergbnis auf Vcc/2 anzuheben? Das dürfte mit den MCP6001 zu ambitioniert im Bezug auf Störungen sein; habe jetzt eine größere Anzahl AD8628 im Zulauf, die den Drift und Offset bändigen können und daher auch "in Serie" vernünftige Ergbnisse liefern sollten. Kennt sich da jemand etwas mit aus und kann mich dahingehend erleuchten? Danke schon mal! :)
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Mit dem ADS1115 kannst du doch differentiell messen, also legst du den +Eingang an den Ausgang vom Differenzverstärker und den -Eingang an den Referenzpin. Du kannst auch das PGA-Feature nutzen udn deine Eingangsfifferenz um bis zu Faktor 64 verstärken.
sind R6 und R7 mit 100k für eine 'schwebende Masse' nicht etwas groß gewählt? Da R4 nur 10k hat würde ich R6 und R7 deutlich niederohmiger wählen, oder noch einen OP als Puffer/Impedanzwandler dazwischensetzen.
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Um eine Verstärkung von 10 zu erhalten, musst du R1 und R2 vertauschen, ebenso R3 und R4. R4 hängt an einer Spannungsquelle mit hohem Innenwiderstand, der sich zu R4 hinzuaddiert. Lass R4 weg und dimensioniere den Spannungsteiler R6/R7 so, dass dessen Ausgangswiderstand (d.h. R6||R7) gerade die gewünschten 100kΩ ergibt.
Danke für die Rückmeldung, Kevin. Deshalb schrub ich ja - mit den ADCs der µCs und dem ADS1115 klappt das. Single-Ended und/oder GND-basiert (hab das mal brutal auf einem PCB gelötet) klappt das jedoch nicht etwa mit AD7705. Direkt den HighSide-Shunt auf Ain1+ und Ain1- legen traue ich mich nicht, weil ich da nur GND +50mV bis Vdd - 1,5V anlegen darf laut Datenblatt. Ähnlich sieht das bei anderen ADCs aus, ich möchte zum Beispiel mal schauen, ob man so einen billigen HX711 nicht für solche Shunt-Messungen missbrauchen kann. (Es ist klar, dass ich bei dem keine 24 Bit verwenden kann; 16 Bit davon in stabil wären aber auch schon fein für den Preis.) Edit: Wow, Danke für die Antworten! Da muss ich mich erst mal durcharbeiten, Kürze-Würze mit ordentlich was nachzuvollziehen.
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Die Idee mit Puffer-OpAmp / Impedanzwandler ist auch gut, aber weniger Bauteile gefällt mir als Grobmotoriker besser :) Die Widerstände zu vertauschen war natürlich eine bemerkenswerte kognitive Fehlleistung meinerseits. Die Variante von Yalu X. ist genau das, wie es passt und sogar einfacher aufzubauen ist. Vielen lieben Dank an alle Helfenden!
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> Die Variante von Yalu X. ist genau das, wie es passt und sogar einfacher
aufzubauen ist.
Woher bekommst du die 200kOhm Widerstände? Dafür mußt du wahrscheinlich
4 100kOhm Widerstände verwenden.
Dual-Opamps gibt es doch für das gleiche Geld wie die single-Ausführung.
Helmut S. schrieb: > Woher bekommst du die 200kOhm Widerstände? Dafür mußt du wahrscheinlich > 4 100kOhm Widerstände verwenden. 200kΩ sind doch in E24 und damit in praktisch jeder Serie von Metallfilmwiderständen drin. Falls – aus welchen Gründen auch immer – Kohleschichtwiderstände (E12) genügen müssen, kann man R6 = R7 = 180kΩ und R4 = 10kΩ nehmen, was insgesamt ebenfalls 100kΩ entspricht. Dann braucht man zwar wieder einen Widerstand mehr, aber dafür sind Kohleschichtwiderstände billiger als Metallfilmwiderstände :) Deine Variante mit dem Impedanzwandler am Spannungsteiler ist vor allem dann von Vorteil, wenn man die halbe Versorgungsspannung noch an anderen Stellen benötigt.
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Die 1,58€ hatte ich noch über - sollte noch vor den guten Chopper-Opas ankommen: http://www.ebay.de/itm/SMD-Widerstande-Resistor-0603-Superohm-10-KOhm-bis-910-KOhm-auswahlbar-100-pcs-/261888398654?pt=LH_DefaultDomain_77&var=&hash=item3cf9c3d53e
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