Atmga Strommessung mit Shunt.

[Martin D. (martindietl)]

Hallo Gemeinde,

ich möchte mit einem AVR Mikrocontroller (8-bit, Typ egal, da noch nicht 
vorhanden), einen Strom von ca. 2A via Shunt Widerstand messen.

Da ich ja keinen der beiden Messleitungen gegen Masse schalten kann, um 
ihn am ADC - Eingang anschließen zu können, habe ich jetzt ein 
schaltungstechnisches Problem.

Ich meine das ich mal gelesen habe, dass man einen ADC so programmieren 
kann, dass man 2 ADC Eingänge benutzen kann. (Soll aber nicht jeder AVR 
können)

Frage:

1. Hatten wir das schon mal im Forum? (Ich finde es nicht)
2. Wie heißt das mit den 2 ADC Eingängen?
3. ?? Bin ich auf den Holzweg ?? :-)

Danke für eure Mühe und Nachsicht für einen Hobby Elektroniker.

Grüße aus dem Rottal

[PC-Freak (Gast)]

Hier mal ein
Link:https://www.makershop.de/sensoren/strom/acs712-5a-stromsensor/

[Martin D. (martindietl)]

Danke für die schnelle Antwort.
Das hilft mir sehr gut weiter.

Grüße Martin

[fet (Gast)]

Keine Ahnung von deinem Projekt und deinen Möglichkeiten, aber ein 
Stichwort zum Suchen: High-Side Current Sense Amplifier, z.B.: MCP6C02.
Grundsätzlich gibt es µCs mit differentiellen ADCs (da kannst du unter 
Beachtung der common-mode voltage tatsächlich einfach beide Seiten vom 
Shunt anhängen), ob es AVRs mit solchen gibt weiß ich nicht, ich komme 
aus der automotive-Ecke, da verwenden wir Infineon/Aurix...

[Falk B. (falk)]

Martin D. schrieb:
> Da ich ja keinen der beiden Messleitungen gegen Masse schalten kann, um
> ihn am ADC - Eingang anschließen zu können,

Warum nicht? Soll/muss deine Strommessung potentialfrei sein? Wenn ja, 
potentialfrei in Bezig auf was? Den AVR? Oder nur die Umgebung?
In einem Digitalmultimeter liegt der Strommeßwiderstand auch auf Masse.

> habe ich jetzt ein
> schaltungstechnisches Problem.

Erstmal hat du ein konzeptionelles Problem, oder zumindest eine 
ungeklärte Frage.

>Ich meine das ich mal gelesen habe, dass man einen ADC so programmieren
>kann, dass man 2 ADC Eingänge benutzen kann. (Soll aber nicht jeder AVR
>können)

Differentielle Messung. Kann man machen. Aber auch dafür muss man 
schaltungstechnisch was tun. Man kann nicht einfach den Shunt an zwei 
ADC-Eingänge anschließen und den Strom durchschicken. Das geht schief 
;-)
Da fehlt mindestens noch etwas Schutzbeschaltung.

[MaWin (Gast)]

Martin D. schrieb:
> Wie heißt das mit den 2 ADC Eingängen?

Differenzmessung.


> ?? Bin ich auf den Holzweg ?? :-)

Möglich.

Es hängt sehr viel davon ab, wie die Stromversorgung deines ATmega in 
Bezug zur zu messenden Stromleitung ist.

Und von den Genauigkeitsanforderungen, der Beschaffbarkeit von 
Bauteilen, und dem erlaubten Spannungsabfall in der zu messenden 
Leitung.

Wer geschickt ist, spart sich jede Zusatzelektronik.

Ein Attiny441 misst 10 bit und hat einen eingebauten PGA 
Differenzverstärker, ein Attiny1627 misst sogar 12 bit genau, hat auch 
einen PGA Differenzverstärker. Das funktioniert aber nur, wenn die 
Spannung auf der zu messenden Stromleitung innerhalb der 
Versorgungsspannung des Mikrocontrollers liegt.

Wenn die Versorgungsspannung des ATmega unabhängig galvanisch isoliert 
von der Spannung der zu messenden Leitung ist und GND mit einer Seite 
des Shunt-Strommesswiderstandes verbunden werden darf, tut es gar ein 
Atmega ohne Differenzmessung und bei moderater Genauigkeit und erlaubt 
hohem Spannungsabfall am shunt sogar ohne Verstärker, ein ATmega328 
könnte an einem 0.1 Ohm shunt die 2A auf besser als 1% messen.

Liegt sie ausserhalb, gibt es schöne Verstärker, die die 
Differenzspannung verstärken und massebezogen liefern, wie ADG3301 oder 
TSC101, dann steht sogar die volle Auflösung von i.A. 10 bit also 0.1% 
zur Verfügung.

Ungenauer aber ohne relevanten Spannungsabfall misst man mit 
Hallsensoren wie ACS712-5A, bei ihm ist vor allem der Nullpunkt ein 
Problem.

Und bei 50Hz Wechselspannung tut es gar ein Stromwandlertrafo wie 
AC1005, der hat kein Problem mit Nullpunkt.

Aber die Referenzspannung des AVR hat 10% Toleranz, will man genauer 
messen muss man die ausmessen und kalibrieren, oder eine exaktere 
externe Referenz nutzen.