Strom Messen

[YaNnIk]

Hi Leute..


Durch das Ohm'sche Gesetz (R=U/I) lässt sich ja der Strom an einem A/D Pin eines Mikrocontrollers messen..

Allerdings stellen sich mir da ein paar Probleme in den Weg..

Unten im Anhang ist meine die Schaltung.. Welchen Wert der Shunt hat usw. Spielt überhaupt keine Rolle..

Nun habe ich am Eingang ja eien Spannung.. Aber ich will am Ende auch noch die selbe Spannung haben.. Aber durch den Shunt wird die SPannung ja geringer.. Ich versteh das echt nicht..

Wie muss die Schaltung aussehen, damit ich den Strom messen kann aber ich Trotzdem noch die Akkuspannung voll und unter jeder Stromstärke nutzen kann ???

Danke schon mal im Vorraus!!

Mfg Yannik

[Besserwessi]

Die Typische Schatung zum Strommessen ist ein KOmpromiss. Der Shunt wird so kleine gewählt, das der Spannungsabfall nochnicht stört, sich aber noch vernünftig verstärken läßte. Das sind dann normalerweise 10 mV bis 200 mV beim maximalen Strom. Zwischen Shunt und AD-wandler braucht man dann noch einen Driftarmen Verstärker, oder man nimmt gleich einen externen AD mit kleinem Spannungsbereich. Bei einigen µCs hat man eine interne VErstärkung, aber nicht besonders genau.

Wenn auch die etwa 50 mV Spannungsabfall stören kann man noch Stromsensoren auf Halleffekt-basis nehmen. Die gibt es vor allem für größere Ströme.

[askazo]

Wenn Du die Strommessung per Shunt machst, hast Du immer einen Spannungsverlust, denn nur darüber kannst Du den Strom bestimmen.
Daher werden Shunts auch grundsätzlich sehr klein gewählt (<1Ohm), um den Spannungsabfall so gering wie möglich zu halten. Um das Messignal vernünftig mit dem Controller auswerten zu können, wird das Signal normalerweise noch über einen Operationsverstärker verstärkt.

Es gibt auch Strommessverfahren, die ohne Spannungsverlust arbeiten. Dabei wird das Magnetfeld um eine Leiterbahn gemessen, woraus sich widerum die Stromstärke berechnen lässt.

Gruß,
askazo

[steg14]

.. Welchen Wert der Shunt hat usw. Spielt überhaupt keine Rolle..

[YaNnIk]

Danke fpr die Antworten!!
Ja.. Also 50mV Ist garkein Problem.. Ich wusste halt nicht, dass es soche Verstärkerdinger da gibt.. Ich dacht man müsste dann halt immer von 0V bis Vref alles Ausnutzen..

Problematisch ist auch noch, dass meien Akkuspannung am Anfang etwa 12,5V beträgt... Aber mir stehen geregelt und stetig gleichbleibend nur genau 12V zur verfügung..

Muss ich dann zwischen die Leitung Shunt - AD Pin auch noch einen Widerstand machen?? Der beeinflusst dann ja nicht die Spannung des Stromkreises.. Richtig??

Wie groß muss der Widerstand dann etwa sein?? Ich wüsste da nämlich nicht, wie ich den berechen sollte.. Ich weiß zwar den Spannungsabfall von etwa 1V (Zur SIcherheit etwas aufgerundet), aber nicht den fließenden Strom...

Kann mir das einer mal erklären??

[Ratber]

Nein da must du schon anders vorgehen.

Ich nehme mal die maximalen 50mV Spannungsabfall als gegebene Obergrenze.
Mit welchem Strom zu rechnen ist must du aber noch herausfinden.
Danach richtet sich der Shunt und seine Verlustleistung inkl. Kühlung.

Also erzähl doch einfach mal wessen Strom du messen möchtest (Mp3-Player, Modellflieger, Anlasser, Walzantrieb, Galvanisierbeterieb oder den antrieb des neuen Atom-Ubootes.........etc.) dann kpönnen wir auch einschätzen in welchen Regionen wir uns befinden.

[hm_heli]

hi, wenn Dir der (Ohm'sche)-Widerstand des Verbrauchers bekannt ist, reicht es, die Spannung des Akku's bzw. der Last zu messen und das oben erwähnte Gesetz anzuwenden...

[YaNnIk]

den antrieb des neuen Atom-Ubootes

Oh scheiße.. Woher weißt du das??.. Aber Psssssst.. Nicht weitersagen \:D/

Spaß beiseite ^^

Ne genau.. Es handelt sich um ein Modellflugzeug (Bin schon seid einigen Jahren beim Modellflug dabei)

Also ein 3 Zellen LiPo Akku und Ströme bis ca. 40A (ca. 480W).. Ich weiß.. Das sind enorme Ströme..

Der Shunt soll aus mehreren Widerständen entstehen, die parallel geschaltet werden sollen.. Durch das Parallelschalten können die mehr Watt ab und der Widerstand wird ja immer kleiner desto mehr Widerstände Parallel geschaltet sind.. (1/Rgesamt = 1/R1 + 1/R2 + ... + 1/Rn)

Es wäre echt toll, wenn ihr mir das mal so grob zusammenschreiben könntet..

Also Wenn man von einem Spannungsveränderung von 50mV ausgeht kommt da nach meiner Rechnung ein Widerstand von 0,00125Ohm raus.. (R = U/I = 0,05/40 = 0,00125)

Müssen die Widerstände jetzt eien Leistung von 480W abkönnen?? Oder berechnet sich das anders??

Und das ganze mit dem OPV versteh ich auch noch nicht so ganz.. Würde sich einer die Mühe machen mit da mal ne Schaltung mit Erklärung zaubern??

[theborg]

Hi Grundlagen findes immer gute auf: http://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/0209092.htm

im link unten geht es noch weiter ist gut und einfach erklärt

[YaNnIk]

Danke für den Link!! Ich werd mich da mal reinlesen.. Sieht sehr gut erklärt aus..

Aber das löst noch nicht die andern probleme..

EDIT : Also ich habe mir das nun mal durchgelesen, aber ich versteh das immer noch nicht.. Sorry.. Vll. bin ich etwas zu blöde dafür, obwohl ich das nciht glaube, da ich der Beste in Physik bei mir im Jahrangang bin ^^

Nirgens wird erklärt, was kommt wo rein, was geht wo raus, was wird wie beschaltet, was, warum, wieso, weshalb, wann??!?!?!!?!?

[021aet04]

Nirgens wird erklärt, was kommt wo rein, was geht wo raus, was wird wie beschaltet, was, warum, wieso, weshalb, wann??!?!?!!?!?

:-k :-k

http://www.bilder-hochladen-kostenlos.de/files/imagecache/600x400/Shunt.JPG

So misst man den Strom mit einem Shunt. Die Last ist der Verbraucher, den du hast. Der Shunt misst den Strom, der durch die Last fließt. Je hjöher der Strom, desto höher ist auch die Spannung Umess. Diese verarbeitest du weiter (mit µC, Stromanzeige,...).

[PICture]

Hallo!

Die Verlustleistung des Shunts (R) ist gleich P = I² * R. Ich würde empfehlen Widerstände mit doppelter Verlustleistung zu nehmen, damit sie nicht heiss werden.

MfG

[Ratber]

@Yanik

Die Anderen haben schon alles gesagt.

Fassen wir mal zusammen.

3 Lipozellen mit maximal ca. 40A Entladestrom.
Am Shunt sollen maximal 50mV abfallen.

Nach R=U/I also 0.05V/40A=0.00125 Ohm hast du es ja schon raus.

die Verlustleistung errechnet sich nach der Leistung am Widerstand.
Bei den 40A und 50mV sind das also 0.05V * 40A = 2 W

Wie Picture schon sagte bist du mit dem doppeltem (Also 4W) auf der sicheren Seite.
Von einer kleinen Kühlung befreit dich das aber nicht.
Der Shunt benötigt entweder etwas Luft oder die Montage auf einer Fläche die seine abwärme auch abführt.

Zum Wert.

0.00125 Ohm düefte schwer zu bekommen sein.
Gängig wäre da 0.01 Ohm

Mit den 50mV hättest du am Controller natürlich nur eine Theoretische Auflösung von 2A wobei da "untenrum" noch was flöten geht.
Die Spannung vom Shunt muß also verstärkt werden.
Wenn es dir nicht all zu genau kommen muß dann kannst du den internen Verstärker des Controllers nehmen.
Ansonsten ist noch ein kleiner OP nötig.

Soweit die Theorie.

In der Praxis kommen dann noch diverse Entkoppelungen und der übliche entstör und Schutzzirkus dazu damit störungen auf dem bordnez und evtl. Spikes vom Motor nicht die Elektronik zerlegen.