Positiven und negativen Strom messen

Hallo an alle,

Ich möchte gern mit dem uC den Strom vom Lem Wandler messen. Der uC ADC 
hat 0...5 V.

0A wurde ich gern auf 2,5 V legen und je nach Stromrichtung in Richtung 
0V oder in 5V Richtung das Signal generieren.

Wie würdet ihr das am besten machen? Mit einer 2,5 V Gegenspannung zum 
LEM Ausgang?

Danke und Grüße

Daniel

Hi

>Ich möchte gern mit dem uC den Strom vom Lem Wandler messen.

Und an welchen der 1...2 LEM-Wandler hast du gedacht?

MfG Spess

Daniel schrieb:
> Lem Wandler

... und der Lem Wandler wandelt von Lem in was um?

Für Printmontage gibt es welche mit dem Ausgang 0V=-In(/2?), 2,5V=0A und 
5V=In(/2?)

Hi

<Wie würdet ihr das am besten machen? Mit einer 2,5 V Gegenspannung zum
>LEM Ausgang?

Nur kleiner Tip: Es gibt LEM-Serien die eine eine Referenspannung 
ausgeben für die Spannung ausgeben an der der Wandler von positiv nach 
negativ schaltet. Wenn ich mich nicht irre war das z.B. die HX-Serie.

MfG Spess

Daniel schrieb:
> Wie würdet ihr das am besten machen? Mit einer 2,5 V Gegenspannung zum
> LEM Ausgang?

Ich würde sowohl die Ausgangsspannung des LEM, als auch die 2.5V messen 
(woher kommt die) und dem µC die Rechnerei überlassen.

Was meinst du mit "Gegenspannung"?

Habe den hier im Einsatz:

https://www.lem.com/sites/default/files/products_datasheets/la%2025-np.pdf.


2,5v wären 0 A

0V wären zum Beispiel-20A

5V wären zum Beispiel 20A

Daniel schrieb:
> Wie würdet ihr das am besten machen? Mit einer 2,5 V Gegenspannung zum
> LEM Ausgang?

Am besten würde ich einen Stromwandler/sensor nehmen, der direkt dafür 
gedacht ist. Das ist aus meiner Sicht die beste Wahl. Bspw.: LTS15 von 
LEM

https://www.lem.com/sites/default/files/products_datasheets/lts_15-np.pdf

Der genaue Typ hängt natürlich vom benötigten Strombereich ab. Aber die 
dargestellte Reihe hat unipolare Versorgung von 5V und gibt bei Ip=0A 
eine Spannung Vout=2.5V aus.

Ähnliche Sensoren (für Messung eines Stromes in einer Leiterbahn) kriegt 
man auch bei anderen Herstellern Bspw.: ACS712 von Allegro

https://www.allegromicro.com/en/Products/Sense/Current-Sensor-ICs/Zero-To-Fifty-Amp-Integrated-Conductor-Sensor-ICs/ACS712)

Gruß DC/DC

Daniel schrieb:
> 2,5v wären 0 A
>
> 0V wären zum Beispiel-20A
>
> 5V wären zum Beispiel 20A

In dem Fall wäre auch der LTS25 von LEM eine Möglichkeit.

Daniel schrieb:
> Habe den hier im Einsatz:
>
> https://www.lem.com/sites/default/files/products_datasheets/la%2025-np.pdf.
>
> 2,5v wären 0 A
> 0V wären zum Beispiel-20A
> 5V wären zum Beispiel 20A

Wie kommst du drauf, dass der Wandler einen Spannungsausgang haben soll?

Hallo an alle und Danke.

Gibts keine Möglichkeit mit einer einfachen Schaltung den Wandler wie 
angedacht zu benutzen? Die Wandler hab ich genügend da 🤷‍♂️

Danke

Und Natürlich den proportionalen Strom mit einer Bürde in Spannung 
wandeln..

Berechnen

Daniel schrieb:
> Gibts keine Möglichkeit mit einer einfachen Schaltung den Wandler wie
> angedacht zu benutzen? Die Wandler hab ich genügend da

Was empfindest Du denn als "einfach"?

Der old-school-Ansatz wäre ja, (1) einen Transimpedanzwandler zu nehmen 
und im Knotenpunkt einen Offest-Strom einzuspeisen, um den 
Ausgangsbereich unipolar zu kriegen (1xOP, 3xR, 1xC).


Das Problem beim Pegelschieben ist natürlich immer, dass die Genauigkeit 
des "0.000 A"-Wertes von der Genauigkeit des eingespeisten Offsets 
abhängt.

Dagegen würde helfen, statt des obigen Offsets (2) nach dem TI-Wandler 
einen Invertierer zu setzen und je nach Polarität jeweils die 
invertierte Spannung oder eben die nichtinvertierte für den µC zu 
benutzen - einer von beiden ist dann ja im passenden Bereich.


Welche Randbedingungen sind denn wichtig?

(re)

Das ist die Lösung, grad auf dem Steckbrett ausprobiert 👍. Ad586 😊sollte 
als Quelle gut genug sein.

Super, vielen Dank für diese Lösung 👍.

Zum Hintergrund vielleicht noch was.
Meine ursprüngliche Lösung sah so wie anliegend aus.

Kein LEM abgeschlossen, dann 2,5 V an 4 gegen GND. Soweit okay.

Dann LEM angeschlossen....
Hat der LEM 0 A Durchfluss, hab ich plötzlich an 4 gegen 2/GND 5,3 V. 
wird der Strom gering erhöht, geht der Wert schlagartig runter auf 2,5 V 
und dann proportional zum LEM Strom gegen 0 V. In der anderen 
Stromrichtung bei 0A hab ich 5,3 V und beim erhöhen des Stromes geht die 
Spannung entsprechend höher als 5,3 V. Hat jemand hier noch eine 
Erklärung für mich warum das so ist?

Die vorgeschlagene Lösung werde ich final nehmen, mich interessiert aber 
noch, warum meine Lösung nicht funzt 🧐.

Danke an alle.

C27 ist nicht bestückt und R17 und R18 sollen einen spannungsteiler 
darstellen, da 100 Ohm die min. Bürde ist und das Signal noch zu hoch 
für mich wäre bei 36A.

Also der LEM LA25 np treibt einen positiven oder negativen Strom je nach 
Drehrichtung vom Motor

Danny schrieb:
> Wie baue ich die Schaltung am besten auf mit dem OPV und +/- 15 V

Eine ganz gute Übersicht dazu gibt es in 
https://www.mikrocontroller.net/articles/Operationsverst%C3%A4rker-Grundschaltungen


Jens G. schrieb:
> Schon wieder eine Hausaufgabe?

Wohl eher die Fortsetzung von www.mikrocontroller.net/topic/516005

(re)

Nein, ich stehe etwas auf dem Schlauch, da beim invertierenden 
Verstärker der Ausgang ja negativ wäre wenn der Nullpunkt 2,5 V ist und 
beim nichtinvertierenden wäre die Verstärkung größer als 1.

Hab ich das korrekt wieder gegeben?

Danke.

Lothar M. schrieb:
> Danny schrieb:
>
>> Hab ich das korrekt wieder gegeben?
>
> Schon, aber halt nicht verstanden.
> Deine Aufgabe ist voll einfach:
>
> Du musst aus - 3,6V...+3,6V per Spannungteiler - 2,5V..+2,5V machen
>
> Du musst die - 2,5V..+2,5V um 2,5V "nach oben" verschieben und dadurch
> 0..5V draus machen
>
> Denk mal 1-2 Stunden darüber nach...

1. ist klar...
2. würde bedeuten ich benötige eine negative -2,5 V Spannung damit ich 
beim invertierender Addierer als Mitte + 2,5 habe und dann das Signal zu 
5 V oder 0 V wandert oder ?

Daniel schrieb:
> Ich möchte gern mit dem uC den Strom vom Lem Wandler messen. Der uC ADC
> hat 0...5 V.
>
> 0A wurde ich gern auf 2,5 V legen und je nach Stromrichtung in Richtung
> 0V oder in 5V Richtung das Signal generieren.

Ein Signalbereich von 0..5V und ein ADC-Bereich von 0..5V sieht doch so 
aus, als ob das zusammen passen könnte. Wenn du jetzt noch etwas genauer 
weißt, was die nominellen 2.5V sind und die deinem ADC zur Kenntniss 
bringst, sollte dein µC doch in der Lage sein, daraus die von dir 
gewünschten Werte zu berechnen.

Wolfgang schrieb:
> Daniel schrieb:
>
>> Ich möchte gern mit dem uC den Strom vom Lem Wandler messen. Der uC ADC
>> hat 0...5 V.
>> 0A wurde ich gern auf 2,5 V legen und je nach Stromrichtung in Richtung
>> 0V oder in 5V Richtung das Signal generieren.
>
> Ein Signalbereich von 0..5V und ein ADC-Bereich von 0..5V sieht doch so
> aus, als ob das zusammen passen könnte. Wenn du jetzt noch etwas genauer
> weißt, was die nominellen 2.5V sind und die deinem ADC zur Kenntniss
> bringst, sollte dein µC doch in der Lage sein, daraus die von dir
> gewünschten Werte zu berechnen.

Bis hier hin soweit alles klar. Es geht um die Umsetzung mit den 
Addierer. Danke.

Hugo H. schrieb:
> Aber - gibt es wirklich negativen Strom?

Mit einem Auto kannst du vorwärts und rückwärts fahren. Genauso können 
sich die Ladungen in einem Draht in die eine oder in die andere Richtung 
bewegen. Ob du es nun "5km/h rückwärts" oder "-5km/h" nennst, ändert 
nichts an der Tatsache.

Hugo H. schrieb:
> Ich habe noch nie von z. B. -10 W gehört - gibt es das?

Wenn du es schaffst, den Strom entgegen dem anstehenden Potentialgefälle 
(aka Spannung) fließen zu lassen, gibt es auch -10W.

Hugo H. schrieb:
> Gut, dann eben -1 A. Gibt es das? Wann, wo?

Das gibt es genau dann, wenn der Strom entgegen der als positiv 
definierten Stromrichtung fließt.

Danny schrieb:
> 2. würde bedeuten ich benötige eine negative -2,5 V Spannung damit ich
> beim invertierender Addierer als Mitte + 2,5 habe und dann das Signal zu
> 5 V oder 0 V wandert oder ?

Warum so kompliziert?

Nimm z.B. 
https://www.mikrocontroller.net/articles/Operationsverst%C3%A4rker-Grundschaltungen#Der_Subtrahierer_.28Differenzverst.C3.A4rker.29 
.

Die +2.5V-Referenz zum Addierer-Eingang (Ue2),das Eingangssignal 
(+/-3.6V) an den Subtrahierer-Eingang (Ue1).

Nach Anpassung der Widerstände anhand der dort angegebenen Formaln wird 
dann der Eingangsspannungsbereich [-3.6V ..0V .. +3.6V] auf [5.0V .. 
2.5V .. 0V] abgebildet. BTW: ich würde etwas weniger Verstärkung 
empfehlen, so dass als Ausgang z.B. [4.8V .. 2.5V .. 0.2V] herauskommt, 
um die Grenzbereiche des ADC nicht ausreizen zu müssen.

HTH

(re)

Hugo H. schrieb:
> Sehe ich das falsch?

Ja. Und ich empfehle Dir, Dich darüber schlau zu machen,
was z.B. ein sog. "Vierquadrantensteller" kann.

(Oder was diese vier Quadranten überhaupt sind/bedeuten.)

Oder für mehr Anregungen einen eigenen Thread eröffnen.

Hugo H. schrieb:
> Ja - aber es ist immer 1 A oder? Nicht + oder - 1 A, sondern 1 A Lade-
> oder Entladestrom.

Bei der Berechnung des Akkuladezustandes macht es sich einfacher, mit 
vorzeichenbehafteten Stromwerten zu rechnen, als mit "Lade" und 
"Entlade".
Du definierst z.B. die Richtung des reinfließenden Stromes als positiv. 
Dann ergibt sich für den Ladestrom ein positiver Wert und für den 
entgegengesetzt fließenden Entladestrom ein negativer Wert.

Hallo zurück,

ich hab mal die Schaltung auf dem Steckbrett aufgebaut und bin ganz 
zufrieden :-) mit der negativen Referenz und dann dem Summierer.

Für die HIGHSIDE, welche ich mit 5 khz takte habe ich pro Mosfet (IRF 
3205) einen A3120 Treiber. Die Low side wird nur zum 
Fahrtrichtungswechsel umgeschalten und hat nur einen Treiber. Motor ist 
ein 500W / 24V verbaut.

Mit den recht einfachen Angaben, ist es jemanden bitte möglich noch 
Hinweise oder Verbesserungen zu machen?

Mosfet Verluste hatte ich bei 28 V und 30A mit 7,4 W bei 1x MOSFET 
berechnet.

Vielen Dank bis hier her.

Hallo, keiner Lust mit seinen fachlichen Kenntnissen zu helfen ?

Danke👍.