Hallo,
ich habe ein Problem. Ich will in mein Auto zwei digitale Anzeigen
einbauen, nur hab ich das Problem das díe Spannung von Shunt bei 150A
bei 60mV liegt.
Das Panelmeter, also die Anzgeige hat einen Messeingang von 200mV max.
Also bräuchte ich ja um bei 60mV 150A anzeigen zu lassen eine OPAMP
Schaltung mit 2,5 facher Verstärkung.
Welcher OP kann die kleinen Spannungen verarbeiten?
Woher muss ich die Versorungsspannung nehmen?
Der Shunt liegt ja an 13,6V und dahinter dann minimal 13,54V. Gibts
keine Probleme mit der Versorungsspannung wegen dem Potential der
Spannung zur Messpannung?
Laut normaler nichtinvertierter Verstärkerschaltung wird doch das
Massepotenzial der Versorungsspannnung und der Ausgangsspannung
zusammengelegt, ist das ein Problem? Gegen Fahrzeugmasse liegen da ja
immerhin noch 13,54V an!
Oder wie würdet Ihr das machen?
>Der Shunt liegt ja an 13,6V und dahinter dann minimal 13,54V
Dafür eignet sich ein INA138.
Der "holt" die kleine Shuntspannung runter auf GND-Bezug. DIe
Verstärkung ist einstellbar. Du brauchst da nur nen 22,5k Widerstand
(und evtl einen C zum abblocken). Dort kannst du deine Anzeige direkt
anklemmen.
Ja, das verstärkt deine kleine Shuntspannung und setzt es auf ein
Massebezogenes Signal um. Weil die Multimeter (EInbaugeräte) ja meistens
auch eine Spannungsvcersorgung benötrigen. Und die zu messenede SPannung
wird gewöhnlich auf den Minuspol der SPannungsversorgung bezogen, auch
wenn der Messeingang einen pos. und einen neg. EIngang hat, ist es
meistens nicht möglich, dort beliebige Spannungslevel anzuschließen...
Welches Messgerät möchtest du verwenden?
Kleine Frage,
wenn Dir der INA zu teuer ist, was spricht dagegen den Shunt in die
Masseleitung zu packen ?
Somit wäre das Problem mit dem Bezugspunkt beseitigt.
Mir war so, als ob es mal in der Elektor eine ähnliche Anwendung gab,
dort wurde einfach das vorhanden Masseband von Batterie zur Karosse als
Shunt verwendet. Muss man halt nur selber "eichen" (Spannungsabfall bei
I=?).
Diese Panelmeter basieren meistens auf ICL7106 oder ICL7107.
Denen kannst Du auch über die Referenzspannung an den Messbereich gehen!
Achtung: Die Dinger wollen potentialfrei versorgt werden!
Eine OP-Schaltung kannst Du Dir bei meinem Power-Meter Projekt
abkupfern. Der Shunt wird in der positiven Seite untergebracht,
(fast) jede Verstärkung durch Rs möglich, Ausgabe dann Massebezogen.
Oder gleich das ganze Modul nachbauen :-))
=> http://www.dg7xo.de > Selbstbauprojekte > NT Power-Meter Modul
Viel Erfolg ...
@ Oliver M.: Danke für die Info, ich gucks mir morgen an, jetzt erstmal
feiern....
@ Jan Weber:
Was sollte das bringen? Es kommen doch maximal 60mV am Shunt, die 150A
müssen schon mindestens sein, zur not 120A aber einfacher ist es dann
auch nicht.
Bei 500A Shunt kommen doch vom Shunt nur 18 mV, was soll das Bringen?
Achja, den Shunt könnte ich natürlich auch in der Masseleitung
Platzieren, dann brauch ich auch nicht so ein genaues gehäuse bauen,
damit das nix berührt.
Wenn ich Ihn in die Masseleitung setze, ist dann nochwas zu beachten??
Nur wo das höhere Potential ist, sonst gibts negative Messwerte. 8)
Ansich, im Auto nur das der Shunt "dick" genug ist, damit der Anlasser
ihn nicht verglühen lässt, aber 150A sollten dicke reichen.
Was Jan Weber meinte, höherer Widerstand, also einen Shunt mit grösserem
Widerstand. Bsp. 200mV @ 150A. Dürfte aber nicht leicht zu finden sein,
da 60mV einen quasi Standard bei Leistungsshunts darstellt.
Achso, achten könnte man noch auf die Verbindugen zum Messgerät, nicht
das die Schaltung den Shunt überbrückt, könnte Rauchzeichen geben.
Also Messgerät so anschliessen, dass nur die Sense (oder wie auch immer
genannt) Leitung den Spannungsabfall am Shunt misst.
Falls die Polarität nicht passt, alles bis auf Messleitung auf die
andere Seite packen. (Schwer erklärt, aber hoffentlich verstanden).
Sry hab leider noch nie was mit OPs gemacht.
Also wenn ich ihn als letztes Glied in die Masseleitung der Musikanlage
einbaue (ja, nur dessen Strom soll gemessen werden!), muss ja laut
nichtinvertierter Verstärkerschaltung die zu verstärkende Spannung an Ue
und GND anliegen. Die Verstärkte Spannung liegt dann zwischen Ua und
GND.
Die Widerstände müssen ja R7=10k und R6=15k sein, da ja laut der
Verstärkungsformel noch 1 dazuaddiert werden muss (V= 1+ (R6/R7)), damit
ich bei 60mV dann auf 150mV komme(2,5 fache Verstärkung). Man könnte
aber auch 60k und 90k sein, oder? (Hab gelesen zwischen 10k-100k sollte
man fast immer richtig liegen)
Die Versorgungsspannung muss nur nach dem verwendeten OP gerichtet sein,
damit dieser auch ordentlich verstärkt.
Is nochwas Falsch?
Die Versorgungsspannung der Panelmeter muss ja noch potentialgetrennt
werden, dies mache ich mit einem SIM1-1209 SIL4 :: DC/DC-Wandler, SIL
4, 1 W, in 12 V/out 9 V für 5,10€ pro Stück, denn einer kann nur 110mA
und beide Anzeigen haben zusammen 120mA.
Gibts da ne bessere/günstigere Möglichkeit? Denn die DC/DC wandler
bringen schon einen schlechten Wirkungsgrad (min. 70%)?
Morgen,
ich hab auch mal so ein Messpanel benutzt, war so ein billiges von
Reichelt. Damals hate ich mich dazu informiert und diese DC/DC Wandler
als brauchbarste Lsg. zur Potentialtrennung gefunden. Ist halt nich
billig, aber ich kann bestätigen, dass es funktioniert, auch wenn bei
meiner Suche damals Leute dabei waren wo es wohl nicht klappte, warum
auch immer. Also bei mir gings, warum machst du dir bei solchen Strömen
Sorgen um den Wirkungsgrad des DC-Wandlers? Achso, es gibt auch eine
Seite, wo jemand so ein Teil in seinen VW-Bus gebaut hat, der hat dann
den Wandler gleich in das Messgerät integriert, das passt genau. Hast du
LDP 235/240 von Reichelt? Kann man da vielleicht die Beleuchtung
ausschalten, dann ziehts vermutch weniger Strom, aber dann hättest du
vermutlich n billigeres genommen... Angeblich kann man die ja auch mit
12 betreiben, nimmste halt nen anderen Wandler, bei 12V solltest du
vermutlich auf die 50mA im Datenblatt kommen.
Braucht man den OPAMP eigentlich? Man könnte doch noch einen Widerstand
parallel schalten, der eine geringere Stromaufnahme hat, oder lieg ich
da falsch?
Was sollte das bringen mit dem Widerstand? Dadurch erhöht sich doch die
Spannung nicht?!
Sonst ist mein gedachter Aufbau ok?
Unschön finde ich es halt das ich mit einen Stepö-Down-Inverter erstmal
die 13,6V auf 12V und dann den DC/DC Wandler von 12V auf 9V.
Bei Reichelt hab ich keine 9V/9V DC/DC wandler gefunden!
Ich dachte auch an 12v/12V, hab aber gerade gesehen, dass die natürlich
dann auch weniger belastbar sind. Hab noch nicht ganz verstanden wo die
13,6V her kommen, gehst du direkt an die Lichtmaschine? Die Spannung
steigt davon natürlich nicht, hatte das mit den 60mV vergessen... Hm
naja man könnte dann noch mit nem Spannungsteiler auf 15mV kommen, aber
das is natürlich recht ungenau, tja, dann wohl Verstärker...
Im KFZ liegt die Versorgungsspannung ja ziemlich zwischen 13,6 bis
11,8V!
Ich habe schonmal diverse Probleme gehabt mit 12V Schaltungen (LEDs
durchgebrannt, etc!), deshalb will ich das jetzt richtig dimensionieren.
Der Regler der LiMa regelt das zwar ziemlich aus, aber kurzfristig kann
dann auch mal 13,6V an der Schaltung liegen!
Ich bin zwar auch nicht der Elektronikfachmann, aber ich denke die
Spitzen kannst du sicher mit ner Zener Diode abfangen und gegenüber den
0,2V könnte das ganze tolerant sein, aber vielleicht sollte jemand mit
mehr Ahnung das noch absegnen.
>>Im KFZ liegt die Versorgungsspannung ja ziemlich zwischen 13,6 bis 11,8V!>Der Regler der LiMa regelt das zwar ziemlich aus, aber kurzfristig kann>dann auch mal 13,6V an der Schaltung liegen!
Ein Bleiakku hat eine Ladeschlussspannung von 2,4V pro Zelle. bei einem
12V Akku also 14,4V. Hier setzt massig Gasung ein.
Gewöhnlich werden Bleiakkus mit 2,3V pro Zelle, hier also mit 13,8V
Konstantspannung geladen. Der Ladestrom stellt sich aus der der
Differenz zur Akkuspannung sowie des Innenwiderstandes ein.
I_Lade = (U_Lade - U_Akku) / R_innen
Also liegt die "normale" Boardspannung bei laufendem Motor bei ~13,8V.
Ohne laufendem Motor, im Winter beim Starten kann diese locker auf unter
10V fallen!
Somit sollten Schaltungen für das Boardnetz eine 12V PKWs mindestend
einen Eingangsspannungsbereich von 10..15 V haben...
Welchen Strom wollt ihr eigentlich messen?
Zuleitung Batterie?? Zuleitung Endstufe??
Macht es doch nicht komplizierter als es ist..
Naja, was heißt komplizierter als es ist, man kann ja mal alle
Möglichkeiten in Betracht ziehen. Kompliziert wäre das ganz mit nem
uController mit Display zu machen, obwohl das natürlich dann erweiterbar
wäre ;-)
Achso und eignetlich will nur der Chris messen und zwar den Strom seiner
Endstufe.
Hi Chris, lies dir doch einfach mal im ELKO die Grundlagen durch, ich
nehme mal an, das hilft dir weiter. Stichworte währen halt Verstärker,
invertierender Verstärker... Du kannst sicher auch mit den FETs was
machen dürfte dort auch nachzulesen sein, leider hab ich nicht die
Ahnung um dir sofort zu helfen und auch grad nicht die Zeit mich
einzulesen. Da du die FETs aber schon hast, kannst du damit ja n bissel
experimentieren. Im Datenblatt sind ja auch n paar Schaltungsbeispiele
drin. Da steht zwar auch, dass die Versorgung bei 15V liegt, anderer
seits gibts auch ein Diagram, in dem Versorgungsspannung und Output
gegenüber gestellt sind, das geht scheinbar auch niedriger, wenn ich das
richtig interpretiere.
EDIT: Hab grad mal geguckt beim nichtinvertierenden Verstärker ist auch
eine einfache Beschaltung dabei, vielleciht reicht das schon für deine
Zwecke:
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0210151.htm
Greets
Ich lese mir das nochmal durch doch die Grundlagen sind mir bereits
klar.
Danke dafür!
Die Frage ist nur welcher OPAMP diese niedrigen Spannungen verarbeiten
kann. Ich suche also nur noch einen für meine Anwendung passenden OPAMP.
Also ich hab mir mittlerweile auch einen LM 358 gekauft, mit dem
funktioniert die Grundverstärkung zwar, aber mit steigendem Messwert
verändert sich die Ausgangsspannung nicht mehr! Was kann das sein?
Die Normalspannung wurde um das 2,5 fache verstärkt, aber warum steigt
die Spannung bei höherer zu verstärkenden Spannung nicht mehr?
Sehr komisch, ist in Standartbeschaltung als nicht-invertierter
Verstärker.
**:
Ich bin grad nochmal die Schaltung durchgegangen, die sollte ok sein!
Versorgung mit 12V im KFZ stabilisiert.
Feedbackwiderstände sind 10kOhm und 15kOhm sodass sich nach
Standartbeschaltung (nichtinvertiert!) ein Verstärkungsfaktor von 2,5
ergibt.
Eingangsspannung ist 0-60mV, die Ausgangsspannung ist dann entsprechend
0-150mV.
Ausgangslast ist nur die Auswertung in einem Digital-Panelmeter, was
sehr hochohmige Eingänge hat.
Muss der Op zusätzlich belastet werden?
Nein, muss er nicht. Ist eigentlich alles in Ordnung, sollte der OP
locker packen. Ab welcher Ausgangsspannung verstärkt er denn nicht mehr?
Mal das Panelmeter abgeklemmt, und mit DVM gemessen? Mal einen zweiten
OP probiert? Irgenwas stimmt da nicht.
Hättest doch einfach einen INA138 genommen. Der Preisvorteil des LM358
wird durch diese ewige Bastelei aufgezehrt..
;-)
EDIT:
Ich denke, es könnten folgende Probleme sein/auftreten:
- lt Datenblatt hat der LM358 5mV Eingangsoffset, bei 0..60mV
EIngangsbereich ist das evtl nicht zu vernachlassigen (zumal
meineswissens die Topologie nicht-invertierend für solche Probleme
anfälliger ist, deshalb wird immer wenn möglich, invertierend
verwendet)
- Die Ausgangsspannung von 0..150mV liegt auch sehr nahe an der
negativen
Versorgungsspannung (GND). Da ich denke, dass du den direkt auf GND
gelegt hast. lt Datenblatt (und auf 12V Betriebsspannung
umgeschätzt),
steht ein output-voltage-swing von ca 10,5V, also 0,8V<U_out<11,2V
zur Verfügung...
ist der LM358 überhaupt ein Rail2Rail Verstärker wenn nicht ist es
logisch das die Verstärkung ab einer gewissen Spannung nicht mehr
zunimmt, bzw. nicht die Höhe der Versorgungsspannung erreicht.
Also vorher lag im Stand-by der Musikanlage die Spannung um so 0,4-0,5mV
nach Anschluss der OP-Schaltung bei 1,1-1,2mV. Der Faktor stimmt ja
anscheinend!
Aber wenn ich nun die Musikanlage aufdrehe passiert nix, also die
Spannung bleibt bei 1,1-1,2mV egal wieviel Leistung ich verbrate.
sehr strange......
- Input offset ist in der Tat ziemlich hoch für diese Anwendung.
- Input common-mode range ist spezifiziert von 0V...+Ub-1,5V
- Out ist bis auf ein paar mV auf GND spezifiziert.
Oh man, die Schaltung, und nicht den Aufbau...
Außerdem solltest Du den OP lokal noch mit Blockkondensatoren veresehen,
und den nicht benutzten OP als Buffer schalten, dessen Input auf GND
liegt; nicht offen lassen!
Den nicht benutzten OP als Spannungsfolger beschalten, also -In an Out,
und den +In dann auf GND. Out bleibt dann offen.
Die Schaltung ist richtig, mal separat getestet ob das wirklich
funktioniert?
Jetzt wäre noch interessant, wie und wo der Shunt liegt, wo GENAU Du den
Verstärker angeschlossen hast... ich frage nicht nochmals nach, Popel
aus der Nase ziehen ist nicht mein Ding.
Ich vermute, Du hast als GND-Bezug der Schaltung die falsche Seite des
Shunts gewählt, die Eingangsspannung ist negativ, der OP kann aber nur
positive Spannung verstärken. GND der Schaltung muss auf der Seite des
Shunts liegen, die auf Bordnetzseite liegt. Messeingang an der Seite des
Shunts, die zum Verbraucher geht.
