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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Strommessung über Shunt


Autor: Philipp Karbach (Gast)
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Hallo,
ich möchte eine Strommessung mit einem AVR durchführen. Dafür will ich 
den Spannungsabfall eines Shunts per OpAmp (741 oder so) verstärken und 
dann am ADC messen. Das Schaltnetzteil, dass ich verwende liefert 17V 
und bis zu 20A. Leider finde ich nirgendswo einen Shunt der dass aushält 
(~250W++). Habe bei Reichelt und Conrad geguckt aber nichts gesehen, 
oder ist hier ein Denkfehler drin? Danke für die Tipps

Autor: Olaf (Gast)
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> den Spannungsabfall eines Shunts per OpAmp (741 oder so) verstärken und

Wie waer es denn mal einen OP zu verwenden der ETWAS moderner ist? Oder 
faehrst du auch in einem T-Modell von Ford zur Arbeit?

> und bis zu 20A. Leider finde ich nirgendswo einen Shunt der dass aushält
> (~250W++). Habe bei Reichelt und Conrad geguckt aber nichts gesehen,
> oder ist hier ein Denkfehler drin? Danke für die Tipps

Ja, du denkst falsch. Du willst einen OP verwenden weil du nur einen 
sehr kleinen Spannungsabfall an einem kleinen Widerstand erwartest. Und 
nur dieser Spannungsabfall geht in deine Leistung ein.

Olaf

Autor: Philipp Karbach (Gast)
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hehe ja der Op ist wirklich aus dem ersten Weltkrieg, liegt halt hier 
hundertfach rum, von meinem vater. Naja, aber wo ist denn bei der 
Dimensionierung des Shunts der Fehler?

Autor: AC-DC (Gast)
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20 A * 0,1 Ohm = 2 V = 40 W shunt müste es geben.

Autor: AC-DC (Gast)
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Achja und mit interner ref von 2,56 V kannste den 741 sparen.

Autor: Philipp Karbach (Gast)
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stimmt, den gibt es allerdings ;). danke nochmal, hab nen knoten im 
kopf.

Autor: Falk (Gast)
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@ AC-DC (Gast)

>20 A * 0,1 Ohm = 2 V = 40 W shunt müste es geben.

Warum für 20A einen 0,1 Ohm Shunt? Dann brauchst auch keinen OPV.
Besser einen 0,01 Ohm, der macht zwar nur 200mV, aber per OPV leicht auf 
ADC-taugliche Spannung verstärkbar. Und der verheizt dann nur läppische 
400mW.

>Achja und mit interner ref von 2,56 V kannste den 741 sparen.

Die ist tierisch ungenau. Jeder bessere Spannungsregler ist genauer. Mal 
abgesehen davon dass 40W nicht sonderlich elegant sind, da kann man ja 
den AVR tausendfach mit betreiben. Lieber 0,01 Ohm + LM358 + AVR + 
exteren Referenz, dann wird das auch was gescheites.

MfG
Falk

Autor: GSM (Gast)
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Ein 40W shunt ist Schrott. Bei 20A nimmt man einen 5 mOhm, der verbratet 
noch 0.1V, oder 2W

Autor: Joachim B. (jar)
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würde ich auch so machen und weil spezial R so teuer sind würde ich 10x 
0,1 Ohm 207 (0,6W) parallel schalten, gibt 10 mOhm und 6W

P = I^2 x R = 4W
U = 200 mV -> OP Verstärkung läppische 10x = 2V und ne 2,56V Uref oder 
die interne, so ungenau ist die nicht, ausserdem kann man ja den Atmel 
eine Geradengleichung mitgeben, mach ich auch, ich messe

1. den R per 4-Drahtmessung genaustens aus, 6,5-stell. DVM
2. ich nehme bei Imin den ADC Wert, bei Imax den ADC Wert und dann mit

y = m*x + b -> (Strom)I = (Steigung)m * (ADC Wert)x + (Konstante)b

wie bekommt man m und b ? weiss das noch jemand ? wenn nicht dann 
schreib ich das das nächste mal

Autor: Gerhard O. (gerhard_)
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Vielleicht auch interessant:

http://www.zetex.com/3.0/pdf/ZXCT1009.pdf

Gerhard

Autor: Michael Waiblinger (wiebel42)
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Joachim B. wrote:
> y = m*x + b -> (Strom)I = (Steigung)m * (ADC Wert)x + (Konstante)b
>
> wie bekommt man m und b ? weiss das noch jemand ? wenn nicht dann
> schreib ich das das nächste mal

Klassischer Dreisatz 20A=2.56V=255 0A=0V=0
I= (ADC*20/255)A
Setzt natürlich vorraus das weder der OPA ein Offset hat (b) noch das 
dein Gain auch nur geringfügig falsch ist.
Besser Du machst eine Zweipuktmessung, z.B.
 0A=0d03, 5A=0d68 -> I= (ADC-3)*(5A/(68-3))

Autor: Eddy Current (chrisi)
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Wenn Du Dir schon so viel Zeit nimmst für so ein Projekt sollte am 
Material auch nicht gespart werden. Habe selber ein Hochstromnetzteil 
20A dastehen, das ich um eine Strommmessung ergänzt habe. Als Shunt 
kommt ein 1 Milliohm (4 Punkt) zum Einsatz, der an ein normales 
Digital-Einbauinstrument angeschlossen ist. Mehr als 20mV 
Spannungsabfall hab ich nie, aber das reicht für eine Auflösung von 
0.1A.

Was ich damit sagen will: Mit 1 Milliohm mußt Du Dir um die 
Wärmeverluste keine Gedanken mehr machen. Dahinter einen "vernünftigen" 
Opamp mit niedrigem Offset. Der ATmega8 bietet 10 Bit Auflösung. Bei 
einer Referenz von 2.56V sind das 2.5mV-Schritte. Für 20A Vollausschlag 
(=20mV) müßtest Du 128-fach verstärken. Der geforderte Offset des Opamp 
beträgt 2.5mV/128 = 20uV. So ein Teil ist ohne weiteres beschaffbar, 
z.B. OP37.

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