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High-Side Strommessung diskreter Aufbau
Hi, ich brauche eure Hilfe.
Ich möchte den Strom durch die Motoren erfassen. Roboter hat insgesamt 4 Stück.
Das ganze soll viermal aufgebaut werden.
Es gibt zwar fertige High-Side Stromsensoren z.B. den INA138 nur wird mir das zu teuer bei bei einem Stückpreis von 2.95 und das 4mal.
Deshalb will ich das ganze diskret aufbauen und hoffe das es ein wenig günstiger wird.
Die Formel um den Strom zu berechnen hab ich mir hergeleitet:
Vout=Iout*Rout
URs=URin
Isense*Rs =Iout*Rin
Vout=Isense*Rs*Rout/Rin
-> Isense = Vout*Rin / Rs*Rout
Jetzt weiß ich nicht genau nach welchen Kriterien ich den Transistor und den Op bzw. die Widerstandswerte dimensioniern soll bzw. ob die Art von Schaltung überhaupt geeignet ist bevor ich wild rumrechne.
Ich habs mal versucht. Mein Gedankengang unten:
Nach der Formel oben wird der Strom durch den Transistor durch Rin bestimmt. Wenn ich z.B. von 0,5A ausgehe die der Motor zieht , sind das 0,025V die an Rin abfallen (input offset vernachlässigt) das wären 0.025mA die durch den MOSFET fließen würden.
Also würde ein Logic-Level MOSFET für kleine Ströme reichen -> BS170? (5 Ohm RDs maximal)
Spielt der Rds hier eine große Rolle?
Fehlt noch der OP. Die Eingangspannung z.B. am nichtinvertierenden Eingang liegt nah an der Versorgungsspannung -> Rail to Rail notwendig.
In der Formel bin ich davon ausgegangen das Ud=0V und Usense = URin ist also sollt es einer mit geringen Offsetspannung sein. Hochohmig und großen Verstärkung.
Besserwessi hattte in einem anderen Thread den AD8551 genannt, würde der hier passen? Der Ausgangstrom 30mA sollte ja reichen um Logic-Level MOSFET schnell genug durchzuschalten?
Was meint ihr dazu? Ich bin mir nicht sicher ob diese Art von Schaltung für meinen Fall geeignet ist.
Leider kann ich das Shunt nur in die versorgungsspannung oder in den unteren Zweig (Masse) sonst hätte ich in jeden Zweig jeweils einen shunt einbauen.
Ich weiß das sind viele Infos und ich verlange viel aber ich hoffe jemand nimmt sich die Zeit und ließt sich das durch :/
Grüße,
µautonom
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Hi, ich hab hier gelesen -> 2008_05_Linear_Technology-Strommessen.pdf das eine Low-Side Messung zwei Probleme entstehen.
Deswegen hab ich die High-Side Methode gewählt. Hab das aber noch nicht getestet udn weiß auch nicht ob das wirklich stimmt.
Das Zitat aus dem Artikel:
1.Problem
Zitat:
Da die
Masseleitung kein perfekter Leiter ist, kann
die Massespannung an verschiedenen Punkten
im System unterschiedlich sein, was den
Einsatz eines Differenzverstärkers für Präzisionsmessungen
erforderlich macht.
2.Problem
Zitat:
Ein Widerstand im Massepfad
bedeutet, dass sich das Massepotenzial für
die Last in dem Maße ändert, wie sich der
Strom ändert. Dies kann Gleichtaktfehler in
das System einführen und stellt ein Problem
beim Anschluss an andere Systeme dar, die
dasselbe Massepotenzial erfordern
Ich hab den internen Aufbau bei High-Side Sensoren abgeguckt.
Der FET ist dafür da um die Messspannung ein auf Masse bezogenes Signal zu übersetzen, der Strom durch Rin wird durch Rout geleitet. Ich hatte das erst auch den Sinn nicht verstanden aber nach der Herleitung der Formel wurde mir das klar.
Ich hänge mal die pdf an
EDIT:
Also soll ich einfach Low-Side messen ohne den FET? Ausgang vom Op über Spannungsteiler an ADC?
Ich habe noch den OP gefunden 4-fach , leider kein Zero Drift , Single Supply Input Range: –0.4V to 44V, 6V V+ sollte gehen? Ich finde in der Specifitakion nur für Vs=5V 0V und Vs=+-15V -> LT1491
Grüße,
µautonom
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Ich hab immer noch ein Problem , der Strom fließt nicht über den Shunt.
Das Problem hab ich seitdem ich den kompletten Aufbau nur mit einer Quelle (Batterie) versorge. -> Siehe Zeichnung
(current.pdf)
Die erste Aufnahme des Stromverlaufs das ich euch gezeigt hatte war als ich noch zwei Spannungsquellen Batterie für Motorspannung und Steckernetzteil für Logik benutzte, da klappte alles.
Nun hatte ich das ganze nur auf Batterie beschränkt, so wie es später auch sein sollte.
Am Ausgang des OP's messe ich immer das gleiche Signal und wenn ich den Shunt rausnehme läuft der Motor weiter obwohl dadurch ja die Verbindung von PGND zum "Massepotential der Batterie" unterbrochen wird. (falls das Bild weiter helfen würde sagt mir bitte bescheid werde ein dann sofort machen)
Hab testweise den Shunt gegen einen "1 Ohm" Widerstand getauscht und die Spannung mit dem Multimeter gemessen, zeigt mit immer 0V an auch bei Belastung des Motors, deswegen gehe ich davon aus das der Strom irgendwie einen anderen Weg einschlägt anstatt über den Shunt abzufließen...
Laut dem Datenblatt von der H-Brücke MPC17510 soll PGND und LGND über eine niedrige Impedanz verbunden werden. Hab beide nach dem Shunt mit einem kurzen Stück Draht verbunden, so wie in meiner Zeichnung
Schaut man sich das Blockschaltbild des internen Aufbau's der H-Brücke an ist intern schon eine Verbindung zwischen LGND und PGND, ich vermute das der Laststrom über LGND abfließt.
Ich finde einfach keine andere Erklärung warum ich über dem Shunt nichts messe (1Ohm), es sollte ja der Strom auch über den shunt abfließen
Link zum Datenblatt:
http://www.freescale.com/files/analo...t/MPC17510.pdf
Ich habe mal meinen Aufbau auf dem Steckbrett 1:1 auf Papier abgezeichnet, vielleicht könnt ihr mir bei der Fehlersuche helfen.
(Hab die ganzen Kondensatoren und "Zusatzbeschaltungen" weggelassen sonst wär es zu unübersichtlich)
Ich verzweifel hier langsam..
Grüße,
µautonom