Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Akku-Strom mit ATTiny messen


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von Achim F. (rkkmkn8a)


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Auch auf die Gefahr hin, das das Thema hier schon behandelt wurde - ich 
hab nix gefunden :-(

Ich möchte den Strom 0...15A eines Akkus mit einem DAC in einem ATTiny 
messen. Der Messwiderstand soll 1mΩ haben, damit nicht zu viel 
Verlustleistung abfällt. Was ich gerade nicht raffe, ist das der Strom 
ja rein (charge) oder raus (discharge) fließen kann, also einen 
positiven oder negativen Spannungsabfall erzeugt. Zu allem Überfluss ist 
der Messwiderstand auch noch im +Pol, also fällt die Spannung be ca. 
3...4V ab.
Mein ATTiny1616 hat 8 ADC-Kanäle die ich nutzen könnte, also evtl sogar 
für jede Richtung einen eigenen Kanal. Minimal kann ich diese auf 0.55V 
Vref einstellen, aber eben ab 0V.

Muß ich jetzt echt ein OpAmp-Grab dazwischen klemmen um:
- die 15mV (die bei 15A bei 1mΩ abfallen) auf 0.55V zu verstärken
- den Nullpunkt auf 0.27V verschieben, damit ich die negativen Ströme 
erfasse und von der hohen abs. Spannung runter zu kommen
- oder den negativen Spannungsabfall invertieren

Irgendwie erscheint mir das alles viel zu aufwändig, das muss doch auch 
einfacher gehen, was übersehe ich? Hat wer Ideen?

: Bearbeitet durch User
von H. H. (Gast)


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ACS758 nehmen.

von Steve van de Grens (roehrmond)


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Achim F. schrieb:
> Irgendwie erscheint mir das alles viel zu aufwändig

Stimmt. Der ADC des ATtiny ist für diesen Anwendungsfall nicht gut 
geeignet. Wenn du so viel drumherum bauen musst, um ihn geeignet zu 
machen, kannst du auch gleich einen dafür spezialisierten Mikrochip 
nehmen. Hinz hat schon einen empfohlen.

von Holger L. (symetron)


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Da gibt's als Bonus noch galvanische Trennung und der Shunt fällt weg.

von Peter D. (peda)


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Z.B. die Attiny24, 25, 261 haben einen Verstärker *20.
Bei 3mΩ Shunt kannst Du damit die 1,1V Referenz gut ausnutzen.

von Georg M. (g_m)


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tinyAVR® 2 Family
12-bit differential ADC with Programmable Gain Amplifier from 1x to 16x
Input Voltage Range from -100 mV to VDD+100 mV

von Frank K. (fchk)


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von Gerhard H. (hauptmann)


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H. H. schrieb:
> ACS758 nehmen

Das wärs doch. Mit bis 50A Bereich gut geeignet.
Gibt schöne Module und die Controller-geeignete Messspannung lässt sich 
einfach auswerten.

von Ob S. (Firma: 1984now) (observer)


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Achim F. schrieb:

> Irgendwie erscheint mir das alles viel zu aufwändig, das muss doch auch
> einfacher gehen, was übersehe ich? Hat wer Ideen?

Ja, erst planen, dann passenden µC kaufen. Also z.B. einen, der 
differentielle ADC-Eingänge bietet und einen eingebauten Verstärker 
besitzt.

Einige passende Classic-Tinys wurden ja bereits im Thread genannt. Die 
neueren Tinys scheinen durchgängig diese Features nicht zu haben, aber 
im Bereich AVR-Dx gibt es sie, wenn es denn was Neuzeitliches sein soll.

von Achim F. (rkkmkn8a)


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Vielen Dank für die vielen Antworten. Erst dachte ich ja das gar nix 
kommt, weil der Beitrag mit -3 Lesenswert bewertet wurde - keine Ahnung 
warum, ist meine Frage so dumm?

Durch eure Tipps bin ich jetzt auf einen INA181 gestoßen, der die 
Schwäche der ADCs des ATTiny1616 perfekt ausgleicht. Hat eine 
Verstärkung von 50 oder 100, mittelt die negativen Ströme in eine 
positive Spannung und kommt mit Common-Mode von bis zu +26V zurecht - 
perfekt für meine Anwendung - erledigt die eingangs erwähnte Spec 
vollständig.

von Gerhard H. (hauptmann)


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Achim F. schrieb:
> Beitrag mit -3 Lesenswert bewertet wurde
> warum, ist meine Frage so dumm?

Das sind selten qualifizierte Urteile mit Substanz-
weil fundierte Kritik könnte man ja in Beitragsform benennen. :)

von Harald A. (embedded)


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Achim F. schrieb:
> Vielen Dank für die vielen Antworten. Erst dachte ich ja das gar nix
> kommt, weil der Beitrag mit -3 Lesenswert bewertet wurde - keine Ahnung
> warum, ist meine Frage so dumm?

Das Bewertungssystem ist hier seit ewiger Zeit ad absurdum. Betrifft 
nahezu alle Beiträge, scheint eine Art Bot zu sein.

von Gerhard H. (hauptmann)


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Mein Vorschlag: Negativbewertungen sind nur im Rahmen einer 
schriftlichen Begründung möglich.

von Georg M. (g_m)


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Achim F. schrieb:
> warum, ist meine Frage so dumm?

Konkrete Fragen zu Mikrocontrollern werden in diesem Forum als störend 
empfunden.
Allgemeines Geplauder hingegen erfreut sich großer Beliebtheit.

von Harald A. (embedded)


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Gerhard H. schrieb:
> Mein Vorschlag: Negativbewertungen sind nur im Rahmen einer
> schriftlichen Begründung möglich.

Oder einfach überhaupt keine negativen Bewertungen (bzw. Downvoting) 
mehr, fertig.

: Bearbeitet durch User
von Jack V. (jackv)


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Gerhard H. schrieb:
> Mein Vorschlag: Negativbewertungen sind nur im Rahmen einer
> schriftlichen Begründung möglich.

Ich kann mir das Gejammere über OT richtig vorstellen, wenn ich jeden 
meiner Klicks begründen würde. So wie dieser Beitrag – ich hab bei dem 
zitierten und bei den anderen Beiträgen zu dem Thema auf Minus geklickt, 
weil sie hier OT sind. Nun steht mein Beitrag selbst als störendes OT in 
diesem eigentlich recht interessanten Thread – und nun zähl’ die „nicht 
lesenswert“ in diesem Thread zusammen und denk dir für jeden Punkt einen 
separaten Beitrag. Das willst du tatsächlich haben?

von Gerhard H. (hauptmann)


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Na die Frage wär dann ja, ob man OT Beiträge unbedingt mit Minus 
bewerten muß, zumal OT kaum exakt abgrenzbar ist.
Ich nehme aber an daß Dir das sehr wichtig ist. Vielleicht könnte die 
Begründungspflicht auch Dir da Einhalt gebieten :)

: Bearbeitet durch User
von Jack V. (jackv)


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Gerhard H. schrieb:
> Vielleicht könnte die
> Begründungspflicht auch Dir da Einhalt gebieten :)

Ich kann gerne jeden einzelnen Klick bei deinen Beiträgen begründen, 
wenn du darauf bestehst. In diesem Fall: anhaltendes Threadzerlegen 
mittels OT trotz Hinweis auf das Problem damit.

Disclaimer: dieser OT-Beitrag wurde vom Angesprochenen eingefordert.

von Mi N. (msx)


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Achim F. schrieb:
> perfekt für meine Anwendung

Zu der hast Du überhaupt nichts geschrieben.
Mich würden zumindest Auflösung, Genauigkeit und Geschwindigkeit 
interessieren. In der Regel braucht man auch kein OPV-Grab.
Aber wenn Du mit Bauteilen im zweistelligen Preisbereich glücklich bist, 
mache es so.

von Gerhard H. (hauptmann)


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Jack V. schrieb:
> Ich kann gerne

... weiter inflationär minus-klicken in der Hoffnung auf irgendeine 
Wirkung. Du bist damit Teil des Minusklicker-Problems, welches der TO 
als OT in seinem Thread thematisiert hat.

von Jack V. (jackv)


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Gerhard H. schrieb:
> ... weiter inflationär minus-klicken

Ein weiterer Klick aufgrund anhaltenden OTs.

zur Erläuterung: Dieser Beitrag wurde vom Angesprochenen eingefordert.

: Bearbeitet durch User
von Gerhard H. (hauptmann)


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Jack V. schrieb:
> Ein weiterer Klick aufgrund anhaltenden OTs.

Mein Mitgefühl.
Was musst Du leiden.

von Jack V. (jackv)


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Gerhard H. schrieb:
> Mein Mitgefühl.
> Was musst Du leiden.

Hier die von dir angeforderte Begründung: weiteres OT, wohlwissend, dass 
es eine weitere OT-Reaktion hervorruft – weil ja selbst so eingefordert.

Keine Sorge, ich leide nicht. Hab eine ergonomische Tastatur, und 
glücklicherweise bist du ja der Einzige, der darauf besteht, dass man 
sich jeweils für seine Einschätzung rechtfertigen soll.

Wenn du bis jetzt noch nicht darauf gekommen bist, wo wohl das Problem 
mit deiner Forderung liegen mag, dann sollte vielleicht besser dir etwas 
Mitleid zuteilwerden?

von Gerhard H. (hauptmann)


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Jack V. schrieb:
Dampfplaudereien

Das muss wohl das sein was

Georg M. im Beitrag #7641612 mit:
> Allgemeines Geplauder hingegen erfreut sich großer Beliebtheit.

meinte.

von Joachim B. (jar)


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Achim F. schrieb:
> Auch auf die Gefahr hin, das das Thema hier schon behandelt wurde - ich
> hab nix gefunden :-(

kann passieren, geht jeden mal so

Achim F. schrieb:
> Ich möchte den Strom 0...15A eines Akkus mit einem DAC in einem ATTiny
> messen. Der Messwiderstand soll 1mΩ haben,

wäre nur 1/4W Verbrauch aber mit 15mV bei Vollausschlag schwer zu 
messen.

Ich kenne die ATTiny nicht, habe was kleineres mal mit einem 
ATmega32/644/1284p gemacht.

vor dem Shunt einen Spannungsteiler nach GND an einem AD Eingang
nach dem Shunt einen Spannungsteiler nach GND an einem AD Eingang

Verstärkung nach Bedarf und Spannungsdifferenz / Shunt rechnen.

Wenn ein ATTiny keine Differenzmessung erlaubt kann man immer noch 2 AD 
Eingänge bemühen.
Der Shunt sollte in der +Leitung liegen und natürlich nie so viel 
Spannungsabfall bekommen das der µC stottert.

von Jack V. (jackv)


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Gerhard H. schrieb:
> […]

Hier die von dir eingeforderte Begründung für das „nicht lesenswert“ von 
mir: Fortgesetztes OT mit dem Ziel, OT-Reaktion zu provozieren.

von Alexander S. (esko) Benutzerseite


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Joachim B. schrieb:
> vor dem Shunt einen Spannungsteiler nach GND an einem AD Eingang
> nach dem Shunt einen Spannungsteiler nach GND an einem AD Eingang

Bei einem Spannungsteiler von 9:10 wären die Spannungen am AD Eingang:
9/10 * 4,015 V = 3,6135 V und 9/10 * 4,000 V = 3,6000 V
Die Differenz ist dann noch 13,5 mV.

Wenn der Spannungsteiler mit 0,1% Widerständen ausgeführt ist, wäre das 
schon ein Fehler von 7 mV. Die Messungenauigkeit vom ADC kommt dazu.

Ich behaupte da gibt es schlauere Schaltungen, auch wenn ich aus dem 
Stegreif keine kenne.

: Bearbeitet durch User
von Gerhard H. (hauptmann)


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Achim F. schrieb:
> Ich möchte den Strom 0...15A eines Akkus mit einem ADC in einem ATTiny
> messen

Hat schon mal jemand gefragt welche Mess-Auflösung eigentlich verlangt 
ist?

Alexander S. schrieb:
> Ich behaupte da gibt es schlauere Schaltungen

Ja, ein ACS758 Modul für 8 Euro und ordentlicher Messspannung die nicht 
erst mühselig und fehlerbehaftet verstärkt werden müsste und gut wär. 
Kombiniert mit einem aktuellen AVR mit 12 Bit ADC wie bereits 
vorgeschlagen. Es sei denn der Selberbastelspaß steht hier unbedingt im 
Vordergrund.

: Bearbeitet durch User
von Ralf X. (ralf0815)


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Gerhard H. schrieb:
> Ja, ein ACS758 Modul für 8 Euro und ordentlicher Messspannung die nicht
> erst mühselig und fehlerbehaftet verstärkt werden müsste und gut wär.

Momentan über Amazon für 4,26€ als 50A-Modul aus CN zu ordern.
https://www.amazon.de/dp/B0CVLDV84Y
Hab mir selber schon gestern mal einen fürs E-Bike bestellt.

von Gerhard H. (hauptmann)


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Ralf X. schrieb:
> Momentan über Amazon für 4,26€ als 50A-Modul aus CN zu ordern.

Danke, schön zu wissen.
Meine aus D sind aber schon da :)

von Ralf X. (ralf0815)


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Gerhard H. schrieb:
> Ralf X. schrieb:
>> Momentan über Amazon für 4,26€ als 50A-Modul aus CN zu ordern.
>
> Danke, schön zu wissen.
> Meine aus D sind aber schon da :)

Prima, ich habe noch viel anderes zu tun. 😉

von Jörg R. (solar77)


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Gerhard H. schrieb:
> Achim F. schrieb:
>> Ich möchte den Strom 0...15A eines Akkus mit einem ADC in einem ATTiny
>> messen
>
> Hat schon mal jemand gefragt welche Mess-Auflösung eigentlich verlangt
> ist?

Lies die Kommentare, dann weißt du es. Oder ist das unter deiner Würde?

von Gerhard H. (hauptmann)


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Jörg R. schrieb:
> Lies die Kommentare, dann weißt du es. Oder ist das unter deiner Würde?

Verlangt ist halt was anderes als durch irgendwelche Umstände 
gegeben. War das jetzt verständlicher?

: Bearbeitet durch User
von Joachim B. (jar)


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Alexander S. schrieb:
> Ich behaupte da gibt es schlauere Schaltungen

mag ja sein besser geht immer, ich wollte nur bei meinem Timer den 
Akkuverbrauch mitloggen. Da reichte mir die Auflösung und Genauigkeit.
Der Timer war ja auch nicht als Strommesser gebaut.

von Alexander S. (esko) Benutzerseite


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Jörg R. schrieb:
> Gerhard H. schrieb:
>> Hat schon mal jemand gefragt welche Mess-Auflösung eigentlich verlangt
>> ist?
>
> Lies die Kommentare, dann weißt du es.

In diesem Diskussionsfaden steht rein gar nichts zur geforderten 
Auflösung bzw. Genauigkeit.

: Bearbeitet durch User
von Gerhard H. (hauptmann)


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Alexander S. schrieb:
> In diesem Diskussionsfaden steht rein gar nichts zur geforderten
> Auflösung bzw. Genauigkeit.

Was interessieren Fakten wenn die Emotion Purzelbäume schlägt.
So, um wieder zu den Fakten zu kommen habe ich mich mal mit dem 
interessanten ACS758/50A Modul beschäftigt.
Es kostet um die 10mA bei 5V und liefert dann eine Messspannung von 
VCC/2= 2,5V mit 40mV/A nach oben oder unten je nach Stromrichtung, 
bequem an nur einem Pin. Mit einem meiner Lieblings-12Bitter AVR64DD14 
und einer internen 4,096V Referenz ergibt sich damit bei 
(4096mV-2500mV)/40mV = knapp +-40A Messbereich eine Auflösung von 25mA. 
Das sollte bei diesen Stromstärken und für den Preis doch wirklich 
langen!

Ralf X. schrieb:
> Momentan über Amazon für 4,26€ als 50A-Modul aus CN zu ordern.

: Bearbeitet durch User
von Mike J. (linuxmint_user)


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Ralf X. schrieb:
> Momentan über Amazon für 4,26€ als 50A-Modul aus CN zu ordern.

Oder als choice-Angebot für 3,69€ von AliExpress:
https://de.aliexpress.com/item/1005005807082597.html

Gerhard H. schrieb:
> Messbereich eine Auflösung von 25mA.

Der ADC löst mit 1mV auf und der Sensor zeigt pro 20mA genau 1mV am 
Ausgang an. Also 20mA Auflösung. Der gesamte Bereich des positiven 
Stroms beträgt somit (4096mV-2500mV)*0,02A = 31,92A ... aber negativ 
sind es eben 50A.

von Gerhard H. (hauptmann)


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Mike J. schrieb:
> der Sensor zeigt pro 20mA genau 1mV am Ausgang

Verwirre hier nicht die Leute.
Beim bidirektionalen 50A Typ (ACS758LCB-050B) sind es wie beschrieben 
40mV pro 1A. Und das ergibt nun mal bei 1mV (=ADC Auflösung) 1000mA/40 = 
25 mA Messstrom-Auflösung.
Am bidirektionalen Messbereich von knapp +-40A ändert sich bei 
besagter Referenz auch nichts.

: Bearbeitet durch User
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