Hallo Leute, ich will für eine Projektarbeit einen AMR-Sensor mithilfe eines Shunt kalibrieren. Dafür habe ich mir eine Platine mit den erforderlichen Bauteilen machen lassen. Ich habe alle Teile die andere Funktionen erfüllen als die in den Bildern gezeigten, ausgelötet. Aktuell komme ich bei der Verstärkung des Spannungssignals vom Shunt nicht weiter: Die Messung soll wie links im Bild 1 gezeigt ablaufen. Das Shunt-Signal wird verstärkt und am Delta-Sigma-Modul umgewandelt. Rechts sieht man die Ansteuerung des Netzteils per GPIOy: Falls dass Signal high ist, schaltet der MOSFET und REM-SB wird gegroundet. Im Versuch ist der DSUB Stecker aber nicht drin, also fließt da kein Strom zwischen Netzteil und Platine. Jetzt zum Problem: Die Schaltstellung hat einen Einfluss auf die Spannung von P1 zu DGND (mit Multimeter gemessen). Manchmal sind die Werte korrekt, wenn die LED leuchtet, manchmal nicht. Entlöte ich die LED, dann sind die Werte immer korrekt (Spannung von P1 sinkt dann um ca. 20%). Der zweite Punkt den ich untersucht hab sieht man in Bild 2: Der Mikrocontroller ist nur per +5V und GND mit der Platine verbunden. Auf GPIOx vom Mikrocontroller hab ich ein PWM-Signal erzeugt, welches den DSM dann takten soll (10 MHz). Wenn ich jetzt wieder wie in Bild 1 (ohne LED) die verstärkte Spannung am P1 messe, ist diese korrekt. Aber: Schließe ich ein Kabel am PIN des GPIOx an (nur anschließen, nicht verbinden mit irgendwas), dann sinkt die Spannung am P1 wieder wie oben. Habe ich das Kabel angeschlossen, und Muxe den GPIO nicht mit dem PWM-Modul des Mikrocontroller, dann gehts, nur wenn das Clock-Signal wirklich auf den PIN gemuxt wird gehts nicht mehr. Ich habe dann aus Neugier den Strom gemessen der zwischen Platine und Mikrocontroller fließt. Er betrug 16,6 mA auf +5V und auf GND. Stecke ich jetzt ein Kabel auf den PIN des GPIOx, dann sinkt der Strom auf beiden Leitungen um ca. 0,1 mA. Ich kann mir da leider keinen Reim draus machen und verstehe den Zusammenhang nicht. Weiß jemand von euch da weiter? Wie gehe ich beim Fehler finden weiter vor? Was könnte die Ursache sein? PS: - Spannungsmessung direkt am Shunt ergab immer den korrekten Wert egal welcher GPIO wie geschaltet war. - Die Glättungskondensatoren und Vorwiderstände vom Delta-Sigma-Modul sind nicht alle eingezeichnet, wurden aber wie in der Layoutempfehlung (Datenblatt) berücksichtigt. - Habe baugleichen Ersatz-Mikrocontroller benutzt, gleiches Ergebnis - Clock-Signal auf anderem PIN erzeugen und dann einstecken bringt das gleiche Ergebnis. - USB 2.0 oder USB 3.0 ändert nichts.
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Johannes K. schrieb: > Die Messung soll wie links im Bild 1 gezeigt ablaufen. Die Eingangsspannung muss mindestens (V–) + 1.5 betragen, und am Ausgang sieht es nicht viel besser aus. Nimm einen Opamp, der R2R sowohl an den Eingängen wie auch am Ausgang kann.
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Laut Datenblatt kann der OpAmp minimal (V-)-0,5 und (V+)+0,5 an den Signalpins, sollte also bis -0,5 Volt funktionieren, wobei eh nur GND erreicht wird. Außerdem würde er doch dann generell nicht funktionieren und nicht sporadisch manchmal andere Werte anzeigen oder?
Meinst du nicht, dass es klug wäre dem OPA auch in der +IN Leitung einen 430 Ohm Widerstand zu spendieren und dann beide Eingänge mit Klemmdioden zu versehen? Ich denke dabei daran, was an diversen parasitären Induktivitäten passiert, wenn die 250A plötzlich unterbrochen werden.
Johannes K. schrieb: > Manchmal sind die Werte korrekt, wenn die LED leuchtet, manchmal nicht. > Entlöte ich die LED, dann sind die Werte immer korrekt Die LED überlastet den GPIO und deshalb wird der IGBT nicht mehr sauber angesteuert und REM-SB flattert. Spendier der Lampe eine Pufferstufe, oder setze dort einen Logic-Level-MOSFET ein.
Lothar M. schrieb: > Nimm einen Opamp, der R2R sowohl an den > Eingängen wie auch am Ausgang kann. Zitat aus dem Datenblatt OPA196: "Rail-to-Rail Input and Output" https://www.ti.com/lit/ds/symlink/opa196.pdf
my2ct schrieb: > Zitat aus dem Datenblatt OPA196 Hoppla, da hatte ich einen Zahlendreher beim Abtippen... :-/ nachtmix schrieb: > Meinst du nicht, dass es klug wäre dem OPA auch in der +IN Leitung einen > 430 Ohm Widerstand zu spendieren Oder korrekterweise gleich 430||1k3 = 330 Ohm, aber das macht bei einem derart niederohmigen Aufbau und max. 50nA Leckstrom den Kohl nicht fett. > und dann beide Eingänge mit Klemmdioden zu versehen? Dann aber welche mit geringem Leckstrom... Und auch die Eingangsbeschaltung etwas hochohmiger machen, denn R2R am Ausgang kann der OP nur bei geringer Belastung. Aber das ist ja erst mal offenbar nicht das Problem, denn die OP-Schaltung an sich funktioniert ja augenscheinlich. Johannes K. schrieb: > Aber: Schließe ich ein Kabel am PIN des GPIOx an (nur anschließen, nicht > verbinden mit irgendwas) 5cm oder 5m? > Was könnte die Ursache sein? Hört sich nach irgendeinem Masse- oder Versorgungsproblem an. Wenn schon die hier sichtbasen Massen "DGND" oder "DGNDµC" heißen: welche anderen Massen hast du noch? Die Masse deiner "Netzteilsteuerung" hängt aber auch mit an der Masse, auf die sich der Mosfet (für den du übrigens das Symbol eines IGBT verwendest!) bezieht? > Wie gehe ich beim Fehler finden weiter vor? Zeichne mal einen Schaltplan mit der kompletten Versorgungsstruktur und der Masseführung beider beteiligten Komponenten.
Danke schon mal für die Antworten: @nachtmix: Im Datenblatt sowohl unter Layoutempfehlungen als auch unter Applications ist kein Widerstand für +IN vorgesehen. Unter 7.3.7 heißt es zudem dass schon diverse Stromführungsdioden sowie zwei Widerstände am Eingang integriert sind. @nachtmix: REM-SB flattert nicht weil am DSUB im Versuch nix angesteckt ist (steht in meinem Text). @Lothar M.: Ich hab damals bei der Auslegung auch hier einen Beitrag erstellt, wo mir zu niederohmigen Widerständen am OPV geraten wurde, da das stabilere Werte bezüglich des Stroms und damit der Spannung ergibt. > 5cm oder 5m? Normales Brücken-Kabel, ca. 10 cm lang. Nicht leitend mit meinen Fingern verbunden. Es gibt nur einen Ground: DGND vom Mikrocontroller, der ist mit dem Ground von der Platine, mit einer Seite des Shunt und mit dem DGND von der Netzteilsteuerung verbunden. Da im DSUB im Versuch nix steckt, ist das ja nur n kleines Reservoir und über den MOSFET sollte nix fließen. Das uC hab ich beim zweiten Bild nicht eingetragen. Hab sonst keine Massen. Hoppala, es ist ein normaler MOSFET und kein IGBT. Geht für ne Skizze halt schneller ohne den Mittelpfeil :) > Zeichne mal einen Schaltplan mit der kompletten Versorgungsstruktur und > der Masseführung beider beteiligten Komponenten. Den hab ich. Ich wollte nur die ganzen Teile die ich mittlerweile ausgelötet hab nicht in meiner Zeichnung, da sie ja keine Rolle für die jetzige Situation spielen sollten. Ich werd jetzt mal höherohmige Widerstände am OPV testen, vielleicht liegt es daran.
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Johannes K. schrieb: > Was könnte die Ursache sein? Check: Probiers mal mit niederinduktiven und niederohmigen GND-Leitungen. Also kurze, dicke Drähte. HTH
So ich hab jetzt - denke ich - den Grund für Problem 1 aus Bild 1 gefunden: Der Spannungsunterschied kommt von der Änderung der Stromstärke die über die Groundlayer abfließen muss (Größenordnung wenige Millivolt). Darauf gekommen bin ich, als ich an verschiedenen Stellen der Groundplatte gemessen hab und leichte Unterschiede festgestellt habe. Jetzt häng ich an Problem 2 aus Bild 2: Der Spannungsunterschied zwischen Ground am Delta-Sigma-Modul und dem verstärkten Signal des OPV ist soweit konstant, egal ob ich die LED schalte (und damit den DSUB) oder nicht. Auf PIN 38 habe ich das CLK Signal von 10 MHz eingestellt. Wenn ich jetzt auf PIN 38 ein Signalkabel lege (10 cm lang) und nirgends verbinde (!) dann hab fällt der Spannungsunterschied am Eingang vom Delta-Sigma-Modul auf 0 Volt ab.
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