Hallo, ich möchte den Verbrauch einer Schaltung messen. Per ADC messe ich schon die V und das klappt auch wunderbar. Nun möchte ich aber auch A messen und ich verstehe das einfach nicht. Nehmen wir als Beispiel einen Brushless Motor. Der Regler hat + und GND... Wo genau soll ich jetzt da den Shunt einsetzen? Und vor allem was für einen? Dann lese ich manchmal was von umrechnen... Was muss ich umrechnen? Kann mir da jemand Licht uns dunkle bringen? Vielen Dank.
Marlene schrieb: > ich möchte den Verbrauch einer Schaltung messen. Kauf einen fertigen Lstungsmesser. Dort steht in der Bedienungs- anleitung, wie Du den anschliessen musst.
Marlene schrieb: > Dann lese ich manchmal was von umrechnen... Was muss ich umrechnen? Den Spannungsabfall am Shunt mit dem Ohmschen Gesetz.
Eins nach dem Anderem: 1) Der Shuntwiderstand soll so bemessen sein, dass bei zu messenden Strom an ihm der Spannungsabfall messbar ist, aber den Regler nicht beeinträchtigt. 2) Wenn der Regler eins mit BEC (also eigener VCC-Spannungsversorgung) ist, dann kommt der Schunt in die rote Leitung, von da aus muss man ihn mit einem passend beschaltetem OPV auslesen. Falls nicht, kann der Shunt in beide Leitungen eingesetzt werden. 3) Umrechnen muss man erst aus ADC-Werten in Spannung am Eingang, dann in Spannung am Shunt, dann in Strom durch den Shunt. Viel Erfolg :)
Die Idee der Strommessung mit einem Shuntwiderstand ist, dass über einem Widerstand jeweils Spannung gemäß dem Ohmschen Gesetz abfällt. Wenn du also weißt, dass dein Shuntwiderstand genau 1 Ohm hat und dann 1 V Spannungsabfall über den Shunt misst, dann fließt 1 A über den Shunt. Marlene schrieb: > Nehmen wir als Beispiel einen Brushless Motor. Der Regler hat + und > GND... Wo genau soll ich jetzt da den Shunt einsetzen? Da wo du den Strom messen willst. Vor und Hinter den Shunt kommen dann die zwei Messleitungen für den ADC. >Und vor allem was für einen? Der Widerstand sollte natürlich gering sein, da er sonst die Spannung zu stark reduzieren wird. Dann läuft z.B. der Motor nicht mehr an, wodurch die ganze Messung sinnfrei wird. Andererseits darf der Widerstand auch nicht zu gering sein, da du dadurch ja auch den Spannungsabfall über den Shunt reduzierst und irgendwann aus dem möglichen Messbereich für den ADC rausfällst. Weiterhin muss der Widerstand natürlich die Verlustleistung abkönnen. Auch empfiehlt es sich einen Widerstand zu wählen, deren genauen Wert man kennt, da eine Abweichung des Widerstandswertes sonst auch zu einer Abweichung des Messwerts führt. Auch die Temperaturstabilität ist ggf. relevant. > Dann lese ich manchmal was von umrechnen... Was muss ich umrechnen? Da du eine Spannung misst, musst du diese mit dem bekannten Widerstand in Ampere umrechnen.
Marlene schrieb: > Wo genau soll ich jetzt da den Shunt einsetzen? Und vor allem was > für einen? Beides ist "prinzipiell" egal, solange der Laststrom durch den Shunt-Widerstand fließt, um dort einen messbaren Spannungsabfall zu erzeugen. Wenn der Motor zum Beispiel 2A aufnimmt, und der Shunt 1Ω hat, dann fallen am Shunt 2V ab. U=I·R Oft wird der Shunt in die GND Leitung gelegt, damit er eine Spannung relativ zu GND liefert, was man mit gewöhnlichen ADC direkt messen kann. Wenn der Shunt woanders liegt (nicht mit einem Pin an GND), bräuchtest du nämlich einen Differenzverstärker zwischen Shunt und ADC, der die Spannungsdifferenz an den beiden Shunt-Pins ermittelt und zum ADC weiter reicht.
Harald W. schrieb: > Marlene schrieb: > >> ich möchte den Verbrauch einer Schaltung messen. > > Kauf einen fertigen Lstungsmesser. Dort steht in der Bedienungs- > anleitung, wie Du den anschliessen musst. Und dann über die Leute aufregen, die sich freuen, wenn sie einen Sensor am Arduino angeschlossen haben.
Marlene schrieb: > Per ADC messe ich schon die V Super! > Nun möchte ich aber auch A messen und ich verstehe das einfach nicht. Wer A sagt, muß auch B sagen. > Kann mir da jemand Licht uns dunkle bringen? Ich fürchte, das ist ein aussichtsloses Unterfangen.
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Ok, also ich hoffe.. ich hoffe sehr das ich das richtig verstanden habe.. Demnach müsste ich nun noch R5 berechnen.. richtig? Dann hätte ich am AIN1 die Eingangsspannung und an AIN2 die Spannung nach dem Shunt. Diese muss ich dann nur noch berechnen, korrekt? Falls ja... wie berechnet man denn dann nun den Widerstand? Danke
Marlene schrieb: > Dann hätte ich am AIN1 die Eingangsspannung und an AIN2 die Spannung > nach dem Shunt. Aber den Spannungsabfall über dem Shunt hast du nur, wenn die Eingangsspannung völlig konstant ist oder diese beiden AD Wandlungen gleichzeitig passieren. Denn wenn die Eingangsspannung aus irgendwelchen Gründen um 200mV zappelt und du diese Spannungen nacheinander misst, dann hast du dieses Gezappel auch auf den beiden Messwerten. Aus diesem Grund nehmen alle anderen einen Differenzverstärker, um den Spannungsabfall an beiden Pins des Shunts gleichzeitig zu messen. Und natürlich auch, um den Messbereich des ADC sinnvoll auszunutzen.
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Ob der ADS1115 die Messungen "gleichzeitig" durchführt kann ich gerade nicht sagen.. Ich schaue mal im Datenblatt nach. Ja... und wie muss ich dann rechnen? Also wenn: Eingang => 15V Shunt => 14V wie geht es dann weiter? Und wie berechnet man den Shunt? Gerade wenn man mehrere A messen möchte?
Marlene schrieb: > wie geht es dann weiter? Kapitel "Ohmsches Gesetz" im Buch "Elektrotechnik von Anfang an" zusammen mit Brain 1.0: denk mal ein paar Stunden drüber nach, du kommst schon noch drauf. Im Ernst. ;-) Hilfreich ist es, wenn du in deinem Schaltplan mal die Spannunswerte einträgst, die du hast und die du brauchst, und dazu den Stromwert, den du erwartest... Wenn du übrigens einen ADC hast, der 15V messen kann, und der Spannungsabfall über dem Shunt maximal 1V ist, dann verlierst du bei deinem Verfahren annähernd 4 Bit Auflösung. Denn der gesamte Bereich von 0..14V bleibt ungenutzt. Deshalb nimmt man dann einen Differenzverstärker, der die geringe Shunt-Spannung auf den Messbereich des ADC anpasst.
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Probiere doch mal einen INA219! Den gibts auch auf einem Breakout-Board und der ist genau für solche Sachen gemacht!
Beitrag #5951409 wurde von einem Moderator gelöscht.
Weiß muß er sein. Und kriselig, mit Zementumhüllung. 0,5 oder 1 Ohm muß draufstehen. Bei Deinen Anforderungen belastbar für 15 Watt. mfg
Marlene schrieb: > Ob der ADS1115 die Messungen "gleichzeitig" durchführt > kann ich gerade nicht sagen.. Ich schaue mal im Datenblatt nach. > > Ja NEIN. Der ADS1115 hat einen Multiplexer und nur einen ADC, der misst also nacheinander. In der Realität und bei ordentlicher Programmierung ist dieses 'nacheinander' aber schneller als der Motor und damit unwichtig. Da Dir Grundlagen der Schaltungstechnik fehlen und Du ohnehin einen µC mit I2C hast, folge Helmut: Helmut -. schrieb: > Probiere doch mal einen INA219! Beachte dabei die maximal zulässige Spannung, bei 12V und kurz drüber geht der INA219 am Arduino absolut problemlos. Beachte dabei auch, einen stabilen Aufbau mit zuverlässiger Masseführung zu machen: Im Labor-Freiluftaufbau habe ich mehrere INA zerschossen, in den endgültig ordentlichen Aufbauten ist mir noch keiner gestorben.
Hallo wie du wohl schon durch die vorausgehenden Postings erkannt hast: Eigentlich ganz einfach - oder eben doch nicht?! Letztendlich misst du den Spannungsabfall über den Shunt was nur eine andere Bezeichnung für einen Widerstand ist der gezielt für Messzwecke genutzt werden soll. Jetzt kommt es aber: => Spannungsabfall bedeutet auch das dein Verbraucher weniger Spannung erhält und dein Verbraucher somit weniger Strom zieht (eventuell aber auch mehr falls die Schaltung sich "einfach" mehr Strom nimmt um die gleiche Leistung am Verbraucher zu haben...) , auf jeden Fall wir aber ein verfälschter Strom fließen und angezeigt werden. Der Messwandler (hier der Shunt bzw. Widerstand) verfälscht somit den Wert den er letztendlich ermöglichen soll zu messen und benötigt auch immer selbst eine Leistung. Die Lösung ist ein möglichst kleiner Widerstandswert - aber da fällt natürlich auch nur eine kleine Spannung ab, welche dann entsprechend verstärkt werden muss. Nur sind sowohl der realer Shunt als auch der Verstärker keine idealen Bauteile aus den Lehrbuch sondern rauschen, verändern Werte durch die Temperatur, durch Alterung,werden durch Elektromagnetischen Felder beeinflusst (insbesondere wenn kleine Spannungen stark Verstärkt werden müssen). Also welchen Shunt (Widerstandswert, genauen Typ - eben nicht den Zementdrahtwiderstand...!) wählen? Welche Referenzspannung beim ADC wählen (Datenblatt ist notwendig, muss aber auch verstanden werden...) die eigentliche Referenzspannung welche der ADC bzw. µC zur Verfügung stellt nutzen, oder eine externe Referenzquelle und wie muss diese praktisch aufgebaut sein? Welche Referenzspannung wähle ich überhaupt jeweils aus? Alles gar nicht so einfach und abhängig davon was (µA, mA,A oder gar kA ich Messen will) und wie genau man messen möchte und was der ADC (eventuell des µC) zu Verfügung stellt. Oder gar den Shunt vergessen und einen Hallsensor (Chip mit Hallsensor und weitere Auswerteelektronik - ganz einfach...) wählen? Leider eben doch nicht so einfach, vieles kann je nach Anforderung sehr wichtig und zum Fallstrick werden... Jemand
Hallo Als Überblick über diverse Schaltungen zu Shunts ist diese App-Note auch nicht schlecht https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/application-notes/an105fa.pdf Gruß Ulf
Jemand meinte: > Also welchen Shunt (Widerstandswert, genauen Typ - eben nicht den > Zementdrahtwiderstand...!) wählen? Warum nicht? Klar kann sie auch nen Shunt aus Invarstahl wählen! ;-D Ich bin sowiso davon ausgegangen das er vorher mit ner 4-Leitermeßbrücke auf den genauen Wert bei verschiedenen Temperaturen ausgemessen ist und dies in der Soft berücksichtigt wird, je nach Präzisionsbedarf von Melanie. mfg
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Wolfgang schrieb: > Den Spannungsabfall am Shunt mit dem Ohmschen Gesetz. Gut erklärt! :)
Geil! Da sag mal noch einer, das der Altherrenclub DARC keine Jugendarbeit macht!! ;-D mfg
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