Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Shunt-Stromsensor für Modellbauservo mit NI-Karte


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von Lys A. (jazz_89)


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Hallo zusammen,


ich bastel mit gerade eine Ansteuerung für ein Standard-Modellbauservo 
mithilfe einer National-Instruments zusammen, s. Skizze. Die Ansteuerung 
an sich fnktioniert prima (übliche Puls-Ansteuerung mit 20ms Periode, 
1.0ms=links 1.5ms=mitte, 2.0ms=rechts).

Jetzt möchte ich auch den Stromverbrauch messen. Dafür werde ich einen 
0.01 Ohm Shunt-Widerstand einsetzen. Dieser erzeugt bei ca 5. Ampere, 
einen Spannungsabfall von 0.05V. Diesen Spannungsabfall habe ich vor zu 
verstärken, bevor ich ihn in an den A/D-Wandler schicke.

Meine Frage ist
1) benötige ich dafür einen Operationsverstärker / 
Differentialverstärker?
2) muss ich den GND des Analog-In mit dem GND des Analog-Out verbinden?



Vielen Dank

: Bearbeitet durch User
von Gerhard G. (xmega)


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von Wolfgang (Gast)


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Lys A. schrieb:
> ich bastel mit gerade eine Ansteuerung für ein Standard-Modellbauservo
> mithilfe einer National-Instruments zusammen, s. Skizze.

Wieso eigentlich willst du den Servo mit einem Analog-Out Ausgang 
ansteuern. Da tuts genauso gut ein DIO.

> Dafür werde ich einen 0.01 Ohm Shunt-Widerstand einsetzen. Dieser erzeugt
> bei ca 5. Ampere, einen Spannungsabfall von 0.05V.

Warum so sparsam. Wenn dem Servo in der Stromspitze 0.5V fehlen, wird 
ihn das nicht umbringen.

Um den erforderlichen Aufwand für die Strommessung abzuschätzen, 
solltest du dir Gedanken über die erforderliche Genauigkeit und 
Auflösung machen. Nicht vergessen "so genau wie möglich" ist beliebig 
teuer. Und dann stellst sich auch gleich die Frage, was deine 
NI-Hardware kann.

Stromsensoren gibt es auch ohne Shunt, z.B. ACS712

von Lys A. (jazz_89)


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Gerhard G. schrieb:
> Hallo,
>
> INA226 http://www.ti.com/lit/ds/symlink/ina226.pdf
>
> 
http://www.banggood.com/de/CJMCU-226-INA226-Voltage-Current-Power-Monitor-Alarm-Module-36V-Bi-Directional-I2C-For-Arduino-p-1101401.html?rmmds=search
>
> Bei dieser Schaltung kann der interne Shunt-Widerstand ausgewechselt
> werden.
>
> oder LTC6102, http://cds.linear.com/docs/en/datasheet/6102fe.pdf
>
> Sind ja in Prinzip Operationsverstärker

Ok die schauen schon mal interessant aus.
Der INA226 gibt die Stromstärke bzw. den Spannungsabfall am Shunt 
digital aus oder?
Und der LTC6102 scheint das Signal als Output-Drain-Current 
auszugeben...Gibt es keinen Verstärker, der einfach das Signal um ein 
10x- oder 100x-faches anhebt? So etwas wie ein Tiefpass mit hohem 
DC-gain? :) Vielen Dank

von Klaus (Gast)


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Wolfgang schrieb:
>> Dafür werde ich einen 0.01 Ohm Shunt-Widerstand einsetzen. Dieser erzeugt
>> bei ca 5. Ampere, einen Spannungsabfall von 0.05V.
>
> Warum so sparsam. Wenn dem Servo in der Stromspitze 0.5V fehlen, wird
> ihn das nicht umbringen.

Richtig. Hab das schon mal mit nem Scope gemacht. Waren sogar so 0,5 
Ohm, wenn ich mich recht erinnere. Wenn man dann mit dem Servosignal 
triggert (Servotester) kann man schön den Unterschied zwischen Analog 
und Digitalservos an der Motor-PWM erkennen. Und das Servo wird mit dem 
Shunt auch nicht schlechter versorgt als mit einem müden Empfängerakku.

MfG Klaus

von Lys A. (jazz_89)


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> Wieso eigentlich willst du den Servo mit einem Analog-Out Ausgang
> ansteuern. Da tuts genauso gut ein DIO.

Stimmt, das werde ich auch mal probieren. Aber bei der Form der 
Anstiegs- und Abstiegsflanke des Pulses sollte sic nichts ändern, oder?


> Warum so sparsam. Wenn dem Servo in der Stromspitze 0.5V fehlen, wird
> ihn das nicht umbringen.
Ja aber, umso größer der Shunt-Widerstand, desto mehr wird auch die 
Messung verfälscht, oder? Wenn die Spannungsquelle nämlich konstant 5V 
erzeugt, dann wird mehr Strom bei einem sehr kleinen Messwiderstand 
fließen, als bei einem größeren Messwiderstand.

> Um den erforderlichen Aufwand für die Strommessung abzuschätzen,
> solltest du dir Gedanken über die erforderliche Genauigkeit und
> Auflösung machen. Nicht vergessen "so genau wie möglich" ist beliebig
> teuer. Und dann stellst sich auch gleich die Frage, was deine
> NI-Hardware kann.
Die Spannungsbreite der NI-Hardware am AD-Wandler ist für +-10V 
ausgelegt. Daher würde ich gerne das analoge Messsignal auf genau diese 
Breite verstärken. Ich brauche also eine Art Tiefpass mit recht hohem 
Gain...

> Stromsensoren gibt es auch ohne Shunt, z.B. ACS712
Okay, den werde ich mir angucken :) Der hat einen analogen Ausgang, 
oder?

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