Strommessung -> Korrekt so?

[kalledom]

@Manf
Damit ist meiner Meinung nach das Problem nicht gelöst.
Die Frage bleibt: was liefert der Ausgang eines OpAmp mit Versorgung GND und 5 Volt (Single Supply), wenn am nicht-invertierenden Eingang 0 Volt / GND anliegt ?
(0 Volt liegen immer dann an, wenn kein Strom fließt und am Shunt kein Spannungsabfall entsteht)

[Manf]

Naja, es ist ein MOS Transistor nach Masse. Im Datenblatt steht 0-50mV, (je nach Last). Es zwingt uns ja niemand die Messschaltung zu belasten. Wenn dann bei 1A 4V am Ausgang sind, dann wären es bei 1mA noch 4mV. Das müßte doch zu schaffen sein.
Manfred

[PICture]

Hallo BASTIUniversal!

Sorry, meine Beschreibung war wirklich schlecht verständlich.
Diesmal eine kleine Skizze im Code. Der OpAmp dient als Differenzialverstärker und verstärkt nur die Spannungsabfall am Shunt. Bei genauen Messschaltungen ist die negative Versorgungsspannung des OpAmps notwendig, die kannst Du ohnehin mit ICL7660 erzeugen.
Viel Erfolg!

MfG

                         Rs (Shunt)
                         ___
    zum L298 <--------+-|___|-+-----------------------< von + Akku
                      |       |
                      |       |          R2
                      |      .-.         ___
                      |    R1| |      +-|___|-+
                      |      | |      |       |
                      |      '-'      |  VCC  |
                      |       |  R1   |   +   |
                      |       |  ___  | |\|   |
                      +---------|___|-+-|-\   |
                              |         |  >--+-------> zum D/A
                              +---------|+/             Wandler
                              |         |/|
                             .-.          -
                           R2| |         VCC
                             | |
                             '-'
                              |
                             ===
                             GND

    Verstärkung Ku = R2 / R1

[BASTIUniversal]

Hallo!
Danke für die Schaltung!
Ich hab das ganze mal für meinen "Anwendungsfall" aufgezeichnet, eine Spannungsverstärkung von 10 bei einem 0,1Ohm Shunt. Bei einem Spannungabfall von 0,1V bei 1A kann ich bei dieser Verstärkung bis ca. 5A messen (im Normalfall dürften max. 3-4A fließen).

Welcher OP ist für diese Aufgabe am besten geeignet? In meinem Plan hab ich einen TLC272 verwendet, würde den aber lieber durch einen mit kleinerem Offset tauschen, negative Spannung kann ich ja zur Verfügung stellen.

Ausserdem bräuchte ich dann noch Shunts mit höherer Genauigkeit (bei Reichelt haben die 2W Widerstände 10%), das würde im extremfall (also 0,11 Ohm bzw. 0,09Ohm) einen Fehler von +-0,5V (nach der Verstärkung) geben, das würden dann +-500mA sein (oder?).
Wie sollte ich dann ausserdem das Layout gestallten, um eine hohe Genauigkeit des A/D-Wandlers zu bekommen (nehme den 10Bit Wandler aus nem ATMega)? Mit den 10Bit müssten (theoretisch) 5mA Auflösung drin sein.

Naja, fragen über fragen...!

[kalledom]

Irgendwie fehlt da eine Verbindung vom nicht-Invertierenden Eingang des OpAmp nach R6 / R7.

Edit: Warum ist jetzt der Schaltplan weg ?
Edit: OK, weil er geändert wurde; ist wieder da.

[PICture]

Wenn Du sehr genau messen willst, würde ich Dir die OpAmp´s mit Offsetkompensation (mit Trimmpoti) empfehlen. (z.B. NE 5534)

Die Shunts mit höherer Genauigkeit kannst Du z.B. aus 10 parallel geschalteten 1 Ohm 1% Metallschicht Resistoren erstellen.

Ich rechne einfacher. 10% von 5A ergibt ein Fehler 0,5 A, stimmt. 10 bit sind 1024 Werte, (gerundet 1000), also 5000 mA/1000 = 5 mA Auflösung. Stimmt auch.

Über Layout kann ich nur algemein empfehlen, die ganze Fläche ausser Leiterbahnen als Masse nehmen. (möglichst wenig Kupfer weg ätzen). Das ist wichtig bei allen analogen Schaltungen, nebenbei schohnt die Ätzlösung.

MfG

MfG

[kalledom]

Mit Basti's OpAmp-Schaltung habe ich so meine Probleme:
Der nicht-invertierende Eingang liegt durch den Spannungsteiler R6 / R7 an der halben Versorgungsspannung von 15 Volt. 7,5 V liegen dadurch auch am Ausgang an. Ein Spannungsabfall an R9 wird entsprechend dem Verstärkungsfaktor aus R1 / R3 die Ausgangsspannung verändern.
Eine sich ändernde Versorgungsspannung wird aber ebenfalls die Ausgangsspannung verändern. Wie soll das kompensiert werden ?

[BASTIUniversal]

Naja, Zeichnung hab ich geändert...hab nur die Verbindung vergessen!

Mit dem Offset einstellen will ich mich eigentlich nicht auch noch rumschlagen...ich hab mal etwas nach OP's gesucht und den OP07 entdeckt. Der hat nen max. Voffset von 75µV, läuft ab 3V und ist sogar für Strommessung über nen Shunt spezifiziert. Sahnehäubchen sind dann die 0,25€ die Reichelt pro Stück dafür will
Die negative Spannung sollte ja unkritisch sein...-5V direkt aus nem ICL7660 kann ich ja da drauf schicken, oder?

@kalledom: Wie kann ich denn dann am besten solch einen Verstärker aufbauen? Ich hab davon leider keine (oder sehr wenig) Ahnung!

[Manf]

Mit Basti's OpAmp-Schaltung habe ich so meine Probleme:

Hier sind Differenzverstärkerschaltungen hergeleitet und beschrieben.
https://www.roboternetz.de/wissen/in...erst%C3%A4rker

Bild hier  

[BASTIUniversal]

Naja, nach der Formel im Artikel von Manf geht das mit dem Verstärker aus Bild 3...denn die Spannung vor und hinter dem Shunt verändert sich ja gleich. Sprich sind bei vollem Akku 15V da, dann sind hinter dem Shunt 14,5V. Bei leerem Akku und z.B. 12V sind bei gleicher Stromaufnahme dahinter logischerweise 11,5V!
Wenn ich das richtig verstanden hab kann ich ja die Schaltung aus Bild 3 mit einem OP07 (?) verwenden.