Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Strommessung
the-power
02.01.2011, 17:01
Guten Abend
ich suche eine fertige Schaltung für meine Solaranlage
da sind 3 shunt verbaut.
2*50A 75mV
1*150A 75mv
diese sollen mit dem avr-net-io board abgefragt werden.
ich brauche eine Schaltung (bitte fertig)zum nachbauen.
danke in voraus
MFG
Hubert.G
02.01.2011, 18:09
Zu erst müsste man mal wissen wo und wie die Shunt verbaut sind. (Schaltung)
hardware.bas
02.01.2011, 21:55
Wenn Du die Solaranlage selbst gebaut hast - ist ja sicherlich Photovoltaik -
wirst Du ja den kompletten Stromlaufplan der Anlage haben, ansonsten den
Errichter fragen. Dann könnte man ev. helfen. VG Micha
the-power
03.01.2011, 16:12
So also 12V system
<-> ----------(Shunt)--------------(Last)------------------ <+>
so ist es aufgebaut
mfg
d.h. der Shunt ist gegen Masse geschaltet. Aber wo befindet er sich?
Willst du dort auch den AVR hinsetzen?
Wenn nein, dann musst du die Daten mit einem DIFF_OP_AMP aufbereiten und auf deine Masse ( die des DAC's ) beziehen. Das ist nicht simpel.
gruss wawa
the-power
03.01.2011, 16:35
Die ganze anlage befindet sich in ein rital Schaltschrank.
Der shunt kann nicht anders angebaut werden da an ihn auch lcd anzeigen
angeschlossen sind
das avr board soll nur die werte loggen und in lokalen netz bereitstellen
Wichtig ist nur, dass die Masse des AVR Boards direkt mit der Masse des Shunts verbunden ist UND darueber KEIN Strom fliesst. Die Leitung dient nur als Bezugsmasse fuer den ADC. Du machst sonst zu grosse Messfehler.
Hast du schon einen Schaltplan gefunden?
gruss wawa
the-power
03.01.2011, 19:14
genau das suche ich einen Bauanleitung für so was
Hallo,
das dürfte gar nicht so schwer sein.
Variante 1 (Quick and Dirty)
Masse von Shunt und AVR-NET-IO zusammenschalten, anderen Anschluss des Shunts an einen Analogeingang des Atmegas anschließen (eventuell noch einen Widerstand in die Leitung, zur Sicherheit). Der Strom lässt sich dann aber nur sehr grob messen, weil der ADC des Atmegas eine Auflösung von ca 5mV hat. (Bei 75mV also nur 75/5=15 unterschiedliche Werte). Wie gesagt - quick and dirty.
Variante 2
Schaltplan im Anhang.
Masse von Shunt und AVR-NET-IO zusammenschalten. An den anderen Anschluss des Shunts erst einmal ein Tiefpass um den Wert zu mitteln.
Dann ein OpAmp als nichtinvertierender Verstärker. Der OpAmp muss ein rail-to-rail Typ sein (z.B. LMC6484, TS924 o.ä.) und wird mit 5V versorgt. Der soll die 75mV "multiplizieren", damit der gesamte 5V-Bereich ausgenutzt wird. Muss also mit dem Faktor 5V/0.075V=66.7 verstärken. Der Ausgang des OpAmps kommt dann an einen Analogeingang des AVR-NET-IOs.
Das dann drei mal aufbauen (für jeden Shunt 1x), das dürfte ja nicht zu viel verlangt sein. Meist sind ja 4 OpAmps in einem Gehäuse untergebracht.
Der Rest ist Software und Rechnen: fällt am 50A/75mV-Shunt die angegebene Spannung 75mV ab, verstärkt der OpAmp das ja auf 5V, entspricht dem Analogwert 1023.
Also Wert 1023 entspricht hier 50A. Der Rest ist Dreisatz. (für den 150A Shunt natürlich anders.)
Grüße,
Bernhard
the-power
04.01.2011, 12:59
hallo dein Plan sieht toll aus kannst du mir einen Platinenplan machen
wäre sehr nett von dir
Danke
Hallo,
ein Layout für so eine einfache Schaltung ist meiner Meinung nach wie mit Kanonen auf Spatzen zu schießen :) Ein Stück Lochrasterplatine, Bauteile drauf und verlöten ^^
Noch eine wichtige Frage: Dürfen die Masseanschlüsse der Shunts miteinander verbunden werden bzw. sind diese bereits verbunden?
Grüße,
Bernhard
the-power
04.01.2011, 13:29
bei 2ja beim 3 nicht
ich bin beim Layout nicht so gut
ich frage mich wie der lmc versorgt wird kann er direkt mit 5V oder wie
ich bin nur ein E.Installateur habe mit Elektronik nicht viel an hut.
Den LMC kannst du an 5V hängen. Kannst vom AVR-NET-IO abzapfen. Entstörkondensator 100nF über die Versorgung gehört auch dazu.
Tja wir haben ein Problem. Die Analogeingänge vom Atmega im NET-IO haben als Nullpotenzial alle GND. Dann müsstest du auch alle Masseanschlüsse der Shunts zusammenschalten, was aber ja nicht gehen soll (habe ich das richtig interpretiert? War nicht eindeutig aus deiner Antwort ersichtlich: darf man oder sind die schon zusammengeschaltet?).
Falls Masse zusammenschalten möglich ist, wird die Sache einfach.
Falls nicht: Zwei NET-IOs mit getrennter Stromversorgung würden die Sache lösen, ist aber bestimmt nicht die ideale Lösung?
the-power
04.01.2011, 14:22
kann man zwei avr vernetzen das man über das net io alle beide abruft
Ja, man kann AVRs "vernetzen", z.B. über I2C , UART/RS232 , SPI o.ä.
Für die Datenübertragung untereinander braucht es aber auch ein gemeinsames Bezugspotenzial, damit das funktioniert. Könnte man durch z.B. Optokoppler lösen, allerdings brauchts dafür auch noch einen guten Batzen Software (Programmcode). Traust du dir das zu?
Grüße,
Bernhard
Moin moin Bernhard
Kannst Du verraten mit welchem Programm diese Zeichnung erstellt wurde?
Gruß Richard
Ja, man kann AVRs "vernetzen", z.B. über I2C , UART/RS232 , SPI o.ä.
Für die Datenübertragung untereinander braucht es aber auch ein gemeinsames Bezugspotenzial, damit das funktioniert. Könnte man durch z.B. Optokoppler lösen, allerdings brauchts dafür auch noch einen guten Batzen Software (Programmcode). Traust du dir das zu?
Eigentlich sollte es auch ohne Masse Verbindung zum GND des niet I/O gehen, in dem der shunt mit 2 Leitungen nur an die +/- Eingänge des OP'
angeschlossen werden. Der ADC Eingang ist ja über GND vom OP mit GND gekoppelt und der OP wertet nur die Spannung (differenz) über den Shunt aus.
Dabei sollte auch egal sein mit welcher Masse die Shunts verbunden sind.
Gruß Richard.
@Richard: Habe es mit TARGET3001 erstellt. :) Bei scharfem Hinsehen steht das auch oben rechts im Bild: target@ibf...
Habe Bedenken, dass man den Shunt direkt an die +- Eingänge des OpAmps schalten kann, der OpAmp geht dann so ohne Rückkopplung gleich in die Sättigung. Hat ja einen ziemlich großen open loop gain.
Außerdem kann ein OpAmp nur einen bestimmten Eingangsspannungsbereich bezogen auf seine Betriebsspannung verarbeiten. Die Eingangsspannung darf i.d.R. nicht außerhalb Ub liegen.
Mandi Nice
04.01.2011, 17:41
Hallöchen
Sorry aber ich denke die Schaltung wird Mist messen.
Es sollte eine differentielle Messung am Shunt vorgenommen werden.
Am einfachsten einen Instrumentenverstärker einsetzen. Ist nicht ganz billig, aber hoch Präzise und mit einem Widerstand kann die Verstärkung bestimmt werden.
hmg
Mandi
Habe Bedenken, dass man den Shunt direkt an die +- Eingänge des OpAmps schalten kann, der OpAmp geht dann so ohne Rückkopplung gleich in die Sättigung. Hat ja einen ziemlich großen open loop gain.
Außerdem kann ein OpAmp nur einen bestimmten Eingangsspannungsbereich bezogen auf seine Betriebsspannung verarbeiten. Die Eingangsspannung darf i.d.R. nicht außerhalb Ub liegen.
Na ja, die Maximale Spannung über den shunt ist ja 3,75 V das passt ja.
Aber Mandi Nice Vorschlag mit dem Instrumenten Verstärker ist sicherer. :-)
Wichtig bei beiden ist die Masselose Messung der Spannung nur über dem Shunt. die würde so auch klappen egal wo im Stromweg der shunt eingebaut ist.
Gruß Richard
3,75 V !!?? Da würde der Shunt ja fast 190W verbraten O_o
Er hat oben was von 75mVolt geschrieben :-k
hardware.bas
04.01.2011, 19:21
Oder man nimmt einen invertierenden OPV-Verstärker und rechnet im
Prozessor um. Ich glaube da hat man mehr Stabilität. VG Micha
the-power
04.01.2011, 20:04
und über a/d Wandler ist das eine Option?
hardware.bas
04.01.2011, 20:12
Der A/D-Wandler bleibt. Auch die 1024 möglichen Stufen, also 10Bit-
Auflösung bleiben. Man kann mit OPVs fast "zaubern". Durch die
Beschaltung kann man nicht nur Spannungen positiv oder negativ
verstärken, sondern diese auch verschieben. Ob nun am A/D der
Wert 1023 Null Volt oder volle Spannung darstellt ist doch egal, viel
wichtiger ist es, die 1024 Stufen voll auszunutzen. Die Zuordnung
macht das Programm. VG Micha
hardware.bas
04.01.2011, 20:14
Nachtrag: Vielleicht meinst Du einen externen A/D-Wandler?
Ist nicht notwendig, da der AVR einen hat. Jedoch würden auch für
diesen Fall die Ausführungen gelten. VG Micha
the-power
05.01.2011, 15:59
kann man gar nicht galvanisch getrennt messen?
Hallo!
Es ist möglich, aber kompliziert. Siehe dazu: https://www.roboternetz.de/phpBB2/viewtopic.php?t=40385 . Am einfachsten wäre es mit baterrie/akkubetriebenem ADC und Optokoppler (OK) zum Ergebnisübertragung. ;)
MfG
hardware.bas
05.01.2011, 20:30
Wenn unbedingt galvanisch getrennt gemessen werden muss, vielleicht
aus berührungsschutztechnischen Gründen, würde ich die A/D-Wandler-
elektronik trotzdem direkt anschliessen und über einen Optokoppler das
Digitalsignal in die "Kleinspannungsseite" übertragen. Bei der Digital-
übertragung muss man sich keinen Kopf über irgendwelche Nichtlinia-
ritäten von Optokopplern machen und es gibt diese Bauelemente in
ausreichender Spannungsfestigkeit und daher VDE-konform. VG Micha
021aet04
05.01.2011, 20:35
Wenn du galvanisch getrennt messen willst würde ich einen eigenen Stromwandler einsetzen.
MfG Hannes
[quote="021aet04"]Wenn du galvanisch getrennt messen willst würde ich einen eigenen Stromwandler einsetzen.
MfG Hannes[/quote
Zum Beispiel.......
http://www.hs-augsburg.de/~mklaiber/SystemsEngeneering1/Sonstiges/ei07_03_050.pdf
....hiermit.
Gruß Richard]
the-power
06.01.2011, 13:13
ist es nicht möglich die werte eines shunt irgendwie auszuwerten der nicht
die gleiche Masse hat?
ist es nicht möglich die werte eines shunt irgendwie auszuwerten der nicht
die gleiche Masse hat?
Doch gibt es, im Anhang ein Prinzip Beispiel.
Ohne Verstärker Schaltung, suche einmal nach Instrumenten Verstärker.
http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/diffamp.htm
Dabei wird NUR die Spannung zwischen den +/- Eingängen (Massefrei) gemessen u. gegebenen Falls in einer 2. nachgeschalteten Stufe verstärkt.
https://storage.driveonweb.de/dowdoc/1867b7c1f4c118737184492e306926b2.pdf
Gruß Richard
hardware.bas
06.01.2011, 15:45
Mit OPV als Differenzverstärker kann auch ein nicht an der Messmasse
anliegender Shunt gemessen werden. Wie schon gesagt, OPV-
Schaltung angepasst an den A/D-Wandler in einem AVR und 5V-Spannungsversorgung aud Trenntrafo. Das Ganze berührungssicher
aufbauen, wenn es mit dem 230/400 Netz Verbunden haben sollte und
mit Optokopplern in den "VDE-freien"-Raum einkoppeln.
Das ist die sauberste und sicherlich auch preisgünstigste Lösung ohne
Messwertverfälschung und vor allen Dingen modern und professionell.
Messwerumformer - sorry meine Direktheit - sind teuer, klobig,
nichtlinear, ungenau und sind eigentlich nur noch in der
"Dickstromtechnik" üblich. VG Micha
Mit OPV als Differenzverstärker kann auch ein nicht an der Messmasse
anliegender Shunt gemessen werden. Wie schon gesagt, OPV-
Schaltung angepasst an den A/D-Wandler in einem AVR und 5V-Spannungsversorgung aud Trenntrafo. Das Ganze berührungssicher
aufbauen, wenn es mit dem 230/400 Netz Verbunden haben sollte und
mit Optokopplern in den "VDE-freien"-Raum einkoppeln.
Das ist die sauberste und sicherlich auch preisgünstigste Lösung ohne
Messwertverfälschung und vor allen Dingen modern und professionell.
Messwerumformer - sorry meine Direktheit - sind teuer, klobig,
nichtlinear, ungenau und sind eigentlich nur noch in der
"Dickstromtechnik" üblich. VG Micha
Schaue einmal....
http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/ina111.pdf
...dort nach. :-)
Ohne Masseverbindung der Schaltungen "sieht". der Instrumenten Verstärker nur die 75 mV über den shunt Im Prinzip genau das was auch ein V Meter zu sehen bekommt und das hat auch keine EXTRA Masse Verbindung.
Gruß Richard
hardware.bas
06.01.2011, 17:10
Hallo, Richard, das ist natürlich eine sehr gute Alternative zum
klassischen OPV-Differenzverstärker. Ansonsten würde ich natürlich
weierhin so verfahren, wie ichs beschrieben habe, bei der Notwendigkeit
galvanischer Trennung, also Digitalauskopplung mit Optokoppler, VG Micha
Hallo!
@ Richard
In der Elektronik ist nichz alles auf dem Schaltplan sichtbar. Beispielweise theoretich sind immer +Vcc, -Vcc und Gnd durch innere Impedanzen (Widerstände) der Spannungsquellen miteinander verbunden. Somit sind bei "normalen" OpAms die Eingänge nicht "echt" von Masse galvanisch getrennt.
Meinst du Fig. 10 oder? ;)
MfG
the-power
06.01.2011, 17:42
hallo Richard hast du eine fertige Schaltung für mich die ich nachlöten kann?
Meinst du Fig. 10 oder? ;)
MfG
So weit habe ich nicht gelesen, ich kannte das Teil noch aus "alten Zeiten". Wenn man es genau nimmt, ist Masse über den Erdleiter imme mit verbunden außer eine Seite der Geräte wird über einem Trenntrafo betrieben. ACHTUNG An einem Trenntrafo darf immer nur EIN Gerät versorgt werden (Lebensgefahr)!
Solange die Mess Schaltung ansonsten Schutz isoliert ist sehe (ich) jetzt keine Bedenken. das die Messleitungen im Betrieb nicht in blanke Hände gehören sillte selbst verständlich sein.
Gruß Richard
hallo Richard hast du eine fertige Schaltung für mich die ich nachlöten kann?
Leider nein, ich habe mit den ina 111 vor etwa 30 Jahren mal etwas gemacht...
Übrigenz sind dessen Eingänge derart hochohmig das es möglich sein sollte zwischen Shunt und den Messstrippen hochohmige Widerstände zu setzen, dann kommt wenn der Shunt einmal wechbrennt nicht die volle Motorspannung b.z.w. Leistung über die Messleitung.
Ach ja, billig sind die teile nicht gerade. :-( Aber guuut. :-)
Gruß Richard
the-power
08.01.2011, 11:33
Hallo hat keiner eine schaltung zum nachlöten für mich
wo ich ohne gleicher masse messen kann siehe bild
hardware.bas
08.01.2011, 12:04
Bei dieser Konfiguration könnte es möglich sein, die Daten direkt
aus dem AVR-Board digital zu entnehmen. VG Micha
Bei dieser Konfiguration könnte es möglich sein, die Daten direkt
aus dem AVR-Board digital zu entnehmen. VG Micha
Im Datenblatt vom INA 111 sind doch etliche beispiele (Die Du abwandeln Kannst). Im Prinzip brauchst Du nur den INA111, mit RG (Tabelle) stellst Du die Verstärkung ein, der Raf Eingang wird mit dem Ref Eingang vom ADC verbunden und die + / - Eingänge kommen Parallel zum Shunt. Einfacher geht es doch kaum. :-) Allerdings braucht der INA eine +/- Versorgung.
Aus dem Schaltbild der INA111 kann man aber auch sehen wie der mit üblichen Rail to Rail OP mit nur einer Versorgungsspannung "abkupfern" kann, wenn man etwas Fantasie hat. :-)
Gruß Richard
the-power
08.01.2011, 21:29
ich habe bloß keinen Plan von Elektronik deshalb suche ich eine fertige Schaltung die ich nach löten kann
Hallo!
Nachlöten, ohne zu wissen, was man tut, würde ich bei galvanischer Trennung abraten. ;)
MfG
the-power
09.01.2011, 09:29
Entschuldigung aber ist es nicht mir überlassen was ich mache oder nicht
ich möchte doch nur eine Schaltung zum nach löten.
wenn keine eine hat habe ich halt Pech gehabt.
danke an alle
mfg
Hi the-power,
Du hast ja sicher im Thread gesehen, das eine Strommessung, auch mit vorhandemen Shunt recht problematisch ist.
Wenn du einen Sensor im Stromkreis einschleifen kannst, dann empfehle ich dir ein modernes IC wie z.B. das ACS714.
http://www.google.de/url?sa=t&source=web&cd=1&ved=0CBkQFjAA&url=http%3A%2F%2Fwww.allegromicro.com%2Fen%2FProdu cts%2FPart_Numbers%2F0714%2F0714.pdf&rct=j&q=acs714&ei=QI8pTcDTHY-s8QOk-Z2vAg&usg=AFQjCNGIiEFjbsdnemgJpUgretebbGSf8A&cad=rja
Das IC kostet zwar ca. 8€ bei Segor, hat aber alles eingebaut, was du brauchst, incl. galvanischer Trennung und direktem Ausgang für den AD-Wandler des AVR.
Wenn du weniger löten willst, gibt es das Ding auch als Modul, z.B.:
http://www.watterott.com/de/ACS714-Current-Sensor-Carrier-30-to-30A
Mit diesem Teil hast du auch ohne große Messtechnik-Erfahrung die Chance auf saubere Messergebnisse.
Bist du nicht auf die galvanische Trennung angewiesen, dann schau mal nach dem IC MAX4377 (ca. 3,50€)
http://datasheets.maxim-ic.com/en/ds/MAX4376-MAX4378.pdf
Das IC ist direkt an den Shunt anschliessbar und hat auch einen direkten Ausgang für den AD-Wandler des AVR.
Bei beiden Vorschlägen solltest du das Datenblatt genau anschauen.
weiterhin viel Erfolg, Stupsi
the-power
13.01.2011, 18:41
So habe bei ti 5x INA168 bestellt ich hofe der kann mir helfen
So habe bei ti 5x INA168 bestellt ich hofe der kann mir helfen
Laut Datenblatt sollte er es können. :-)
Gruß Richard
... wenn keine echte galvanische Trennung mehr gestrebt wird. ;)
MfG
the-power
13.01.2011, 20:23
war auch nicht gefordert
ach ja denn INA168 kann man kostenlos bei TI bestellen
kann man gar nicht galvanisch getrennt messen?
Sorry, aber die Frage ist immer noch in meinem Gedächtnis, weil ich mich noch nicht genug stark ums Vergessen gekümmert habe. :)
MfG
hallo
ich habe eine frage, und zwar:
könnte man nicht einen bipolartransistor in irgendeine schaltung bauen, also base am positiven, emitter am negativen ende und dann die spannung zwischen vcc und collector messen?
Hallo grizzly!
Es ist mit nur einem Transistor ab 0 mA Shuntstrom nicht möglich, weil er erst bei Ube = ca. 0,7 V fängt zum Leiten an. :(
MfG
kann man gar nicht galvanisch getrennt messen?
Sorry, aber die Frage ist immer noch in meinem Gedächtnis, weil ich mich noch nicht genug stark ums Vergessen gekümmert habe. :)
@PICture
WENN man die Massen vom Messgerät / Messschaltung NICHT verbindet wird NUR die Spannung über dem Sense R "gesehen" das reicht für eine Messung. Wirklich Potentialfrei ist das dann allerdings nur bei einem Batterie betriebenen ""Messeisen"" weil ziemlich alles über den Erdleiter verbunden ist.
Bei einem Schutz isoliertem Gerät kann man das aber so machen.
Gruß Richard
MfG
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