Strommessung mit INA180 Problem

[Thomas L. (thomasnrw)]

Hallo HW Spezies,
ich bin am Ende mit meinem Latein und bräuchte mal Infos was hier falsch 
läuft.
Zu Strommessung (0-3A) habe ich einen Operationsverstärker INA180A3 
(Gain100) eingesetzt.
Die Referenzspannung des ADC (ATTINY3216) ist 4096mV weshalb am Eingang 
ein 13mR Widerstand eingeschleift ist, dort sollten dann max. 40mV 
abfallen was eine Strommessung von bis zu 3A ermöglicht. Der Verbraucher 
ist über einen schaltbaren MOSfet an Vcc angeschlossen. Soweit die 
Theorie.

Nun stelle ich aber fest das die Geschichte ganz und gar nicht so 
funktioniert wie ich es mir vorstelle. Im Ruhebetrieb (nichts 
angeschlossen) kommen aus dem INA bereits zyklisch 400mV heraus.
Als Verbraucher habe ich einen Motorregler mit Glühbirne angeschlossen, 
im Beispiel werden max 100mA entnommen. Der Regler scheint getaktet zu 
sein, sollte mE aber nicht schlimm sein da die Versorgungsspg. synchron 
zur Lastseite abfällt. Der Ausgang des OP’s haut aber volle Spannung 
raus.

Wer weiss Rat ?
vg, Thomas

[Gerhard (Gast)]

Ich kann mir nicht vorstellen, dass der INA180 mit C6 = 100nF, direkt am 
Ausgang, zurecht kommt. Du soltest ihn mit einem Widerstand entkoppeln.

Gerhard

[Nils S. (wall-e)]

Hi.
Das richtige Package eingekauft? Den gibt es mit zwei unterschiedlichen 
Pinbelegungen.

[Nils S. (wall-e)]

Datenblatt Seite 8:

Maximum capacitive load No sustained oscillation 1 nF

[Thomas L. (thomasnrw)]

Hallo Ihr Beiden,

recht herzlichen Dank für Eure Beiträge, der C ist tatsächlich die 
Ursache für das Schwingen auf der Phase. Das habe ich völlig übersehen.
Ohne C oder mit gebremsten (1K in Reihe mit 10nF, 1nF nicht verfügbar) 
macht am Ozzi keinen Unterschied, die Kurve ist nun sauber.

Was mir aber ein Rätsel bleibz ist warum überhaupt eine Sägezahlkurve 
entsteht. Die Differenz zwischen Ein und Ausgang ist ja nahe 0, auch 
wenn der Regler gepulst Strom entnimmt.

[my2ct (Gast)]

Thomas L. schrieb:
> Zu Strommessung (0-3A) habe ich einen Operationsverstärker INA180A3
> (Gain100) eingesetzt.

Das sieht man deinem Schaltbild aber nicht an. Das Schaltzeichen für 
einen OP ist ein Dreieck (Ausgang ist ein Winkel).

https://de.wikipedia.org/wiki/Operationsverst%C3%A4rker

[Thomas L. (thomasnrw)]

Ja ok hast Recht, Schande über mich ... ist in Wirklichkeit ein Spezial 
IC zum Strom messen, Typ: "current-sense amplifiers"
Das Prinzip dürfte mE aber das gleiche sein, eine Spg. Differenz wird 
verstärkt ...

[npn (Gast)]

my2ct schrieb:
> Das Schaltzeichen für einen OP ist ein Dreieck

Für das veraltete Symbol hast du Recht.
Das neue, aktuelle Symbol ist rechteckig.
https://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/0209092.htm

[Harald W. (wilhelms)]

my2ct schrieb:

> Das sieht man deinem Schaltbild aber nicht an. Das Schaltzeichen für
> einen OP ist ein Dreieck (Ausgang ist ein Winkel).

Ja, und weil manche Computer zu dumm sind, um Dreiecke zu zeichnen,
zeichnen sie statt dessen Rechtecke.

[my2ct (Gast)]

npn schrieb:
> Das neue, aktuelle Symbol ist rechteckig.
> https://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/0209092.htm

Die Webseite muss wohl schon etwas älter sein.
Die DIN 40900 ist schon längst wieder Geschichte.

Der Sinn von Schaltzeichen, die von der Form her alle gleich aussehen 
und sich nur durch ein kleines Symbol/Zeichen in irgendeiner Ecke 
unterscheiden, hat sich mir noch nie erschlossen. Die Lesbarkeit wird 
dadurch nicht besser DIN hin oder her. Man muss nicht jede 
Modeerscheinung mit machen.

Guck dir mal die Schaltzeichen für Digitaltechnik nach IEC 60617-12 
(ehemals DIN 40 700) an. Großer Kasten und klein hingequetscht ein "&", 
"≥" oder was auch immer. Welchen Sinn macht es, den wesentlichen Teil 
maximal klein darzustellen.

Der komische Kasten oben im Schaltplan hat allerdings auch mit dem alten 
DIN Einheitskasten nichts zu tun, sondern ist einfach nur chaotisch, 
i.e. kein Schaltzeichen, dass geeignet ist, der schnellen Erfassbarkeit 
eines Schaltplans zu dienen.

[Olaf (Gast)]

> Der Sinn von Schaltzeichen, die von der Form her alle gleich aussehen
> und sich nur durch ein kleines Symbol/Zeichen in irgendeiner Ecke
> unterscheiden, hat sich mir noch nie erschlossen.

Mir hat mal ein Professor im Studium erklaert das die dadurch besser 
gedruckt werden koennen. Vermutlich mit Kettendruckern oder Typenrad. 
Hat sich aber wohl nicht durchgesetzt. :-)

Wie auch immer, der Schaltplan ist so schlecht das ich mir nicht die 
Muehe machen ihn anzuschauen und ich kann auch nicht glauben das man 
selbst auf eine Loesung des Problems kommt wenn man so unstrukturiert 
denkt/zeichnet.

Ansonsten wuerde ich empfehlen solche Schaltungen erstmal in LT-Spice 
aufzubauen und da einmal zu simulieren. Gerade als Anfaenger!

Olaf

[Bernd (Gast)]

Olaf schrieb:
> Ansonsten wuerde ich empfehlen solche Schaltungen erstmal in LT-Spice
> aufzubauen und da einmal zu simulieren. Gerade als Anfaenger!
Prinzipiell stimme ich dem zu, gebe aber zu Bedenken, das eine 
Simulation nur so gut ist, wie ihr Modell.
Beim INA180 scheint das Modell ganz brauchbar zu sein, irgendwo bei 5 nF 
Last fängt es kräftig an zu schwingen...

[Olaf (Gast)]

> Prinzipiell stimme ich dem zu, gebe aber zu Bedenken, das eine
> Simulation nur so gut ist, wie ihr Modell.

DAs gilt immer. Ich weiss noch wie ich als dummer Student als erstes 
eine Spule simuliert habe und die Simulation damals totaler Quatsch war. 
(hat sich erst gebessert als die Spule einen kleinen Innenwiderstand 
bekommen hat)

Allerdings bei einfachen Standardsachen mit OPVs liegt man IMHO heute in 
aller Regel richtig. Klar, wenn ich jetzt behaupte "immer" springen hier 
sofort drei Leute mit irgendeinem Gegenbeispiel aus dem Gebuesch. :)

> Beim INA180 scheint das Modell ganz brauchbar zu sein, irgendwo bei 5 nF
> Last fängt es kräftig an zu schwingen...

Auch das gehoert IMHO zu den Grundlagen die ein Anfaenger lernen muss. 
Man kann erstmal davon ausgehen das ein OP niemals eine Kapazitaet am 
Ausgang vertraegt. Und wenn es anders ist dann steht das bestimmt lobend 
im Datenblatt.

Ansonsten, ohne selbst ins Datenblatt geschaut habe, kommt mir der 
Verdacht das der OP fuer so schnelle Pulse vielleicht schon etwas 
langsam ist.

Ich hab lustigerweise selbst letzte Woche etwas aehnliches gebaut.
Das ist im Prinzip eine schamlose Kopie von Dave Microcurrent, 
allerdings
hab ich die Schalter rausgeworfen und es mit dem MCP6V31 und LT1490 
aufgebaut weil die schonmal rumlagen. Und weil eine haelfte des LT1490 
uebrig war sogar 1000x Verstaerkung. Zu meiner grossen Ueberraschung 
funktioniert die Schaltung gut. Sogar mit irgendwelchen Widerstaenden 
die nur 1% haben. Bandbreite dann 20khz. Offsetfehler in der letzten 
Stufe (aus dem Gedaechtnis) 20-30mV. Verstaerkungsfehler so wenig das 
ich mir nicht die Muehe gemacht habe es genau auszurechnen. Wie gesagt, 
ich war positiv ueberrascht!

Daher vielleicht mal den Tip an den TO, wenn man Bandbreite braucht die 
Verstaerkung auf zwei OPs aufteilen.

Olaf