strom (A) mit µc messen

[Goblin]

hallo!

ich hätte gerne gewusst, ob (und wie) es möglich ist, den strom, den ein motor zieht, mit einem µC zu messen. würde das gerne als eine art 'not aus' benutzen, um die elektronik meines bots zu schützen, wenn er sich festgefahren hat, die sensoren das nicht mitkriegen und die motoren dadurch zu viel strom ziehen.

[locked]

Einen Widerstand (0.1Ohm) seriell dazu und den Spannungsabfall mit einem ADC (meist im uC intergriet) messen. Und einfach umrechen.

mfg

[Florian]

Meistens mit einem sogenannten Shunt-Widerstand!
Der Widerstand muss halt einen gewissen Strom aushalten!

[AlexAtRobo]

Ich habe kürzlich ein nettes Projekt gesehen, da ging es um einen Flugdatenschreiber für einen Modellhelikopter. Der hat als Shunt einfach ein Stück Kupferdraht verwendet (Den man für Elektroinstallationen verwendet). Ist Billig und funktioniert auch gut. Den Wiederstand hat er glaube ich errechnet, über Querschnitt und Leitwert des Drahtes. Das ist sehr billig, und für deine "Achtung der Motor raucht gleich ab" Messsung allemal genau genug. Je Länger der Draht desto höher der Wiederstand, das gleiche gilt für je dünner... kannst du also auch bequem an deine Aufgabenstellung randimensionieren.

lg

Alex

Für eine bessere Genauigkeit könnte man noch einen Operationsverstärker verwenden. Da der Strom nur in eine Richtung gemessen werden muss, ist dafür keine doppelte Versorgungsspannung notwendig.

[stegr]

Das Problem beim Kupferdraht ist, dass der Temperaturkoeffizient von Kupfer ziemlich hoch ist und somit der Widerstand mit steigender Temperatur wegläuft. Man muss daher einen ziemlich kleinen Widerstand nehmen muss, damit sich der Draht nicht erwärmt; an einem kleinen Widerstand fällt aber auch nur eine äußerst geringe Spannung ab, und die muss man dann wieder deutlich verstärken...

Im Endeffekt hängt aber alles davon ab, wie hoch der Strom ist.
Ich hab grade ein sehr ähnliches Problem, allerdings brauche ich ein Maximum von 50A und da wird es dann schon schwierig fertige Sensoren zu bekommen.
Eine Möglichkeit sind die bei Conrad erhältlichen Isabellenhütte Shunt-Widerstände; die sind recht genau und preislich noch vertretbar (rund 5€/Stück).
Die Alternative, die ich bevorzuge, ist die Verwendung von Messingrohr.
Ich nehm dafür ein ca. 3-4mm dickes Rohr, davon brauch ich ca. 10 cm und das bearbeite ich mit der Proxxon so weit, bis der Widerstand stimmt (Schlitze in das Rohr fräsen). Den Widerstand mess ich über einen festen Strom, den ich fließen lasse. Dadurch lässt sich das Roh bis auf ca. 0,05 Milliohm genau trimmen. Ich trimme das Rohr allerdings auch auf 1 mOhm Widerstand... daher ist die Methode für niedrigere Ströme nicht ganz so gut geeignet. Aber man kann ja ein dünneres Rohr verwenden und das so lange zerfräsen, bis der Widerstand passt.

MfG
Stefan

[Manf]

Die Alternative, die ich bevorzuge, ist die Verwendung von Messingrohr.
Du hast Dir sicher überlegt warum und wie.
Ist der Temperaturkoeffizient klein genug?
Wie wird die Kontktierung gemacht? Mit Abgriffen, niederohmige Hauptklemmen, Mehrfachkontaktierung in der Platine?
Die Schlitze werden quer zum Rohr eingebracht, abechselnd rechts und links?
Welche Anwendung?
Gibt es ein Bild?
Manfred

[stegr]

1.) Temperaturkoeffizient ist deutlich kleiner als bei Kupfer, vor allem bei dem geringen Widerstand ist ja praktisch keine Erwärmung vorhanden und ich kann damit auf ca. 500mA genau messen (reicht für meinen Bedarf und genauer hab ichs noch nicht ausprobiert)
2.) Kontaktierung zur Stromversorgung: an der Querseite großflächig anlöten. Parallel dazu nochmal zwei extra Anschlüsse für die Messung des Spannungsabfalls - da über die Adern keine Last fließt, ist das ganze sehr genau (klassische 4-Draht-Messung).
3.) Ja, die Schlitze sind quer zum Rohr, und somit verringert sich neben meinem Widerstand natürlich auch die maximale Strombelastbarkeit. Aber da das Rohr dick genug ist, macht das hier keine Probleme. Die Schlitze dienen auch nicht dem Grobeinstellen, sondern nur dem Feineinstellen. Grob wird über die Länge und die Kontaktierungsstelle der Messadern gemacht.
Anwendung: Elektronische Last, dort Messung des Stroms zur Nachregelung
Bild: noch nicht, aber kann ich mal machen, wenn ich wieder mal eins zurecht fräse...

MfG
Stefan

[Manf]

Ja vielen Dank, das Thema kommt öfter vor, jeder will den höchsten Strom steuern.
Dieses Schlitzfräsen ist sicher sehr interessant. Es könnten an den Enden der Schlitze die Stellen mit der höchsten Stromdichten und Erwärmungen entstehen. Höchstwahrscheinlich ist aber das Rohr so dick, daß sich die Wärme noch gleichmäßig verteilt.
Denke bitte bei Gelegenheit an das Foto.
Manfred

[Wolferl]

Hallo
habt ihr schon an Hall-Sensoren gedacht?
So was
http://www.allegromicro.com/sf/0750/
oder einen Linearen Hall-Sensor mit Magneten?
Sollte auch funktionieren.

Wolfgang

[Wolferl]

Hier findet man auch noch ein paar Infos zur Strommessung via Hall-Sensoren:
http://www.allegromicro.com/techpub2/an/an27702.pdf

Wolfgang

[stegr]

Hall-Sensoren hab ich mir auch schon angeschaut;
da gibt es gerade von Allegro zum Beispiel den ACS750
Messbereich je nach Modell bis 100A...
Ausgangsspannung proportional zum Strom, daher direkt über einen AD-Wandler messbar...
Aber was mir daran nicht so gut gefallen hat, war, dass die bei Farnell (bisher nirgendwo anders gesehen, ausser bei Spoerle, dort bekommt man se aber nicht einzeln) gut 8 Euro pro Stück kosten.

Da kann ich auch die Isabellenhütte Messwiderstände nehmen, die kosten weniger und sind gleich genau; haben sogar ein besseres Temperaturverhalten als die Hall-Sensoren.

Vorteil von den Hall-Sensoren: Man kann sowohl Gleich- wie auch Wechselspannung messen, das geht bei den Messwiderständen nicht so einfach.

Prinzipiell sind die Hall-Sensoren sicher eine Überlegung wert, aber die Messwiderstände aus z.B. Messingrohr kann ich mir selber bauen und muss keine Teile kaufen.

Wenn ich nur 1-2 benötige, ist es jedoch sinnvoll fertige zu kaufen, da die für die Entwicklung benötigte Zeit in keinem Verhältnis zum Kaufpreis steht.

MfG
Stefan

[Wolferl]

Du kannst sie dir auch als Muster schicken lassen.
oder schau dir mal meinen 2. Link an. Wenn du dir ein paar Windungen über einen Ringkern Leisten kannst, geht jeder lineare Hall Sensor.
z. B. A1321 von Allegro. Gibts bei Farnell für etwas über einen Euro.

MfG
Wolfgang

[stegr]

Werd ich mir später mal anschauen...
Dadurch wird das ganze interessant; bisher hab ich mich nur soweit mit den Hall-Sensoren beschäftigt, als die mir bisher zu teuer waren und zu unpraktisch.

Aber ich werde mich jetzt dann mal näher mit den Hall-Sensoren beschäftigen.

Vielleicht schreib ich dann noch demnächst ne kleine Abhandlung über verschiedene Verfahren der Strommessung - wäre sicher langsam sinnvoll.

MfG
Stefan