Hallo, ich möchte mein Labornetzteil ein bischen Aufpeppen und Strom und Spannung über einen Atmega 8 messen und Über ein LCD und RS232 ausgeben. Die Werte sollen über 2 AD-Wandler des Atmegas mit 10Bit Auflösung eingelesen werden. Der Spannungsbereich bewegt sich zwischen 0-30Volt und der Stom zwischen 0-3Amper. Jetzt zu meiner eigentlichen Frage wie muss ich die Schaltung aufbauen um Strom und Spnannung zu messen ohne das der Ausgang des Netzteils irgendwie belastet wird. Bei der Spannungsmessung muss ich wohl einen Spannungsteiler einbauen der mir die 0-30 Volt auf die maximalen 5Volt bzw. 254Volt für den AD-Wandler bringt. Bei Strom steh ich da voll im Dunkeln. Klar ist, dass der Strom über den Spannungsabfall an einem Kleinen Widerstand gemessen werden muss. Es wäre Toll wenn mir jemand da Weiterhelfen könnte.
Hi eigentlich ist du alle Antworten schon selbst gegeben, Spannungsmessung ist so korrekt allerdings drauf achten das der Spannungsteiler möglichst grosssen Gesammtwiderstand aufweisst, da er sonst den Ausgang belasten würde. Den Strom misst man am einfachsten mittels eines Shunts der in Reihe zur Last liegt auch korrekt allerdings ist hier ein möglichst kleiner Widerstand zu verwenden, da sonst der Spannungsabfall im Shunt zu gross wird (5 Volt von 30 da bleibt ja nix mehr) ausserdem entsteht Verlustleistung. Darum wirst du einen OP-Verstärker bemühen müssen, der die Spannung am Shunt um eventuell Faktor 10 vergrössert um in wieder einlesen zu können (AD-Wandler). Beispiel: 3A sollen gemessen werden=> maximaler Spannugsabfall im Shunt 0,5V=> R=U/I=0.5V/3A=0,166 Ohm Verlustleistung sind hier immerhin noch P=U*I=0,5V*3A=1,5W Jochen
Hallo Sascha, schau dir mal diese Schaltung an, könnte passen. http://www.electronics-lab.com/projects/test/022/index.html Ich habe sie aber nicht zum laufen gebracht, die Spannung wurde nicht richtig angezeigt und es war kein Quellcode dabei um die Auswertesoftware zu ändern. Gruß Jochen
Hi! Schau mal bei ALLEGRO MICROSYSTEMS nach. Die haben Stromsensoren als kleine Chips (SO8 / D2Pack) die Ströme zwischen 0..5A oder 0..20A messen und gleich in eine adäquate Spannung umwandeln. Hier ist ggf. nur ein Spannungsteiler erforderlich um deren 0..5V auf 0..2,5V herunter zu brechen. Bausteine kosten 3-6€ und sind u.a. bei Farnell gelistet, sollten aber auch anderswo zu finden sein. Die älteren Bausteine haben noch 10% Toleranz, die neueren sind da um etliches besser. Beide haben wir erfolgreich in großen Stückzahlen im Einstz. Gruß, Ulrich
Hallo, danke erstmal für Eure Antworten. @Ulrich Die Chips für die Strommessung von ALLEGRO MICROSYSTEMS sehen nicht schlecht aus, die würden mich sehr interessieren. Hat jemand Erfahrung mit den Chips? Kann man bie Farnell auch als Privatmann bestellen? oder gibt es noch andere Bezugsquellen? Ich hab bisher keine anderen finden können. Welchen Strom braucht eigentlich der AD/Wandler vom Atmega8 das er noch zuverlässig Arbeitet? Bei einem Spannungsteiler (für die Spannungsmessung) aus 250KOhm und 50KOhm würden bei 30Volt noch 100uA fliesen und bei 1Volt noch 3,3uA. Ist dieser Strom ausreichend für den AD/Wandler, oder muss ich den Spannungsteiler anders Dimensionieren?
Hi! Also Du kannst da als Privatmann bestellen. Aber beachte den Mindestbestellwert. Macht eventuell Sinn alles für Dein Projekt dort zu bestellen. Ist dann vielleicht geringfügig teurer als bei deinem HausUndHof-Lieferanten, aber billiger als einen Mindermengenzuschlag zu zahlen. Wenn alle Strick reißen, dann schreib mir mal ne PM. Ich kann nix versprechen, aber vielleicht haben wir noch ein paar aus dem Projekt auf Lager. Gruß, Ulrich
Bevor du dir die Sensoren bestellst: Les das Datenblatt mal genau. Auf den ersten Blick sehen die gut aus, aber wenn man das mal genauer durchrechnet, dann haben die Sensoren einen ziemlich großen Messfehler. z.B. der ACS712ELCTR-05B 185mV/A, macht 1mV/5,4mA. Jetzt steht aber weiterhin im Datenblatt: Noise: 21mV also 113,4mA (!!!) Zero Current Output Slope: -0,26mV/°C macht -1,4mA/°C Total Output Error: 1,5% also 75mA Wenn man das mal zusammenzählt, dann ist der Sensor alles andere als genau...
Hallo, die Spannung misst du mit einem hochohmigen Spanngungsteiler der Gesamtwiderstand des Spannungsteiler sollte bei 1MOhm liegen. Conrad bietet extra verschiedene Pakete an z.B. 990k / 10k 0.1% Die Strommessung wird mit einem Shunt (niedriger Widerstand) gemessen z.B. 2* 0,075mOhm. Der Widerstand muss natuerlich die noetige Leistung abkoennen. www.csd-electronics.de bietet einige im SMD Package an und zur Leistungserhoehung kannst du mehrere parallel schalten. Der Spannungsabfall ueber den Shunt Widerstand sollte so niedrig wie moeglich sein, deshalb solltest du den Spannungsabfall über den Shunt verstärken. Die Messung über den Shunt Widerstand sollte eine Differentialmessung sein, deshalb empfehle ich Dir den INA138 o. INA168. Dieser Instrumentenverstärker misst den Spannungsabfall differential und über einen Widerstand kannst du den Spannungsabfall verstaerken. Die Anpassung für deinen AD Wandler Messbereich 0...5V vom Mega8 ist somit extrem simpel. Der INA138 / INA168 ist z.B. auf Anfrage bei www.csd-electronics.de für Privatanwender erhaeltlich. Gruß, Dirk
Hi! Die Sensoren sind in der Streuung nicht besonders gut. Aber man kann sie in der Software ganz gut abgleichen. Wir haben damit jedenfalls keine Probleme. Die neueren Sensoren sind preislich nur geringfügig teurer haben aber sehr viel bessere Werte. Habe deren Bezeichnung aber jetzt nicht griffbereit. Sie stellen aber, wie jede analoge Schaltung, ein paar kleine Anforderungen an ihre Versorgung. Also gute Leiterbahnführung und saubere Stabilisierung sind ein Muss. Aber wenn man sich das mal mit dem INA durchrechnet... 2% Toleranz des INA im worst case bei 25°C, dazu 1% Toleranz vom vorgeschlagenen Widerstand sind es immerhin 33mV, die er abweichen kann. Dabei fällt der INA nicht so ins Gewicht, sondern die 1% des Messwiderstandes werden mit einer Gain von 22 multipliziert ergo sind es 22% Toleranz. Ich gebe aber zu, dass man die fixe Toleranz eines Widerstandes besser ausgleichen kann, als unvorhersehbares Rauschen auf einem Ausgang. Gruß, Ulrich
eventuell kann man auch darüber nachdenken ein einfaches multimeter für 3,95 zu benutzen...zweckentfremdung.. www.pollin.de -> 830 194 gruß, m.
wozu braucht man denn die INAs? Im Mega8 ist doch schon ein Differenzverstärker enthalten. Warum kann man den nicht nehmen? mfg
>wozu braucht man denn die INAs? Im Mega8 ist doch schon ein >Differenzverstärker enthalten. Warum kann man den nicht nehmen? Die Ad Wandler vom Atmega8 sind Signle Ended und der Threadoeffner hat nicht gesagt welche Stromverbraucher er messen moechte wie z.B. erdfreie nicht erdfreie Verbraucher. Ein Atmega16 hat differentiale Ad Wandler mit einstellbarer Verstärkung. Hier werden Widerstandstoleranzen und Gain Fehler angesprochen, aber der Threaderoeffner hat nicht erwaehnt wie genau die Messung sein soll. Es gibt natuerlich Messwiderstaende 0,1% und die auch Temperaturkompensiert sind, aber werden diese benoetigt? Wenn man soweit ist dann muss man sich auch den AD Wandler anschauen und dieser ist bei dem Atmega sehr bescheiden. Ultragenau wird es dann nur mit einem MSC1210 (24Bit AD Wandler) und gut designten Platine, aber werden solche Rahmbedingungen hier gefodert? Gruß, Dirk
Hi Dirk! Das hatte ich ja in meinem letzten Post schon angedeutet. Es ist als Lern-Projekt sicherlich anspruchsvoll und sollte vielleicht auch zu Ende geführt werden. Aber wenn man einen 10-Bit ADC einsetzt und seinen Spannungsbereich voll ausschöpft, dann hat man eine Auflösung von ca. 2,5mV/Bit. Jetzt kann man versuchen die Schaltung über geschirmte Kabel an die Messpunkte zu führen, dazu die Messschaltung gegen den Leistungsteil des Netzteiles entkoppeln bzw. schirmen. Separate Spannungsversorgung der Messschaltung zumindest über getrennte Wicklung vom Leistungsteil u.s.w. In einem anderen Thread sind auch noch folgende Dinge empfohlen worden: Blockkondensatoren für VCC/GND und AVCC/GND vorsehen. AVCC kann man aus VCC ableiten aber über 10mH Induktivität. AVCC auf kurzem Weg mit dem Spannungsregler verbinden aber nicht unter dem Prozessor hindurch führen. Einfach mal hier schauen: Beitrag "Re: Nervige Spannungsschwankungen (AVR) Akku vs ADC" Gruß, Ulrich
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