Akku-Strom mit ATTiny messen

#7640833
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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?

Gast #7641017
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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.

(Firma: 1984now) #7641209
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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.

#7641507
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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.

#7641692
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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?

Gast #7641713
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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 :)

#7641891
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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?

#7641921
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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.

Persönliche Seite #7642011
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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.

Gast #7642024
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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.

Gast #7642682
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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.

#7645113
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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.

Gast #7645123
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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.

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