Shunt-Widerstand Messverstärker

Guten Abend,
habe folgendes Problem: Ich muss bis zu 50 A messen.
Einen passenden Shunt habe ich. Dieser "frisst" bei 50 A 150mV. Damit kann der Arduino natürlich nur wenig anfangen, weil das dann alles viel zu ungenau ist. Ich habe auch einen LM324 Operationsverstärker hier und mir ein passendes Buch über OPVs ausgeliehen aber trotzdem bekomme ich es nicht hin, dass bei 150 mV die 2V am Arduino Eingang anliegen. Was muss ich da tun??
Vielen Dank schonmal für eure Antworten.

Hi

der Arduino hat doch ein Referenzspannungseingang die zu messende Spannung wird mit diesen verglichen .
Wenn Du jetzt diesen mit 150mV versorgst dann müsste der Arduino die Spannung doch recht genau messen können.
Ob das so funktioniert weiß ich allerdings nicht eventuell hat ja jemand damit Erfahrung.
Dder Referenzpin ist aber Standartmäßig intern auf +5V gelegt wenn Du den jetzt mit 150mV beaufschlägst wird der Arduino zerstört.
Diese Verbindung muss softwaremäßig umgelegt werden . ( wie das geht steht hier http://torrentula.to.funpic.de/dokumentation/analogreference/ )

Ich hoffe das hilft Dir einwenig

Rudi01:
Hi

der Arduino hat doch ein Referenzspannungseingang die zu messende Spannung wird mit diesen verglichen .
Wenn Du jetzt diesen mit 150mV versorgst dann müsste der Arduino die Spannung doch recht genau messen können.
Ob das so funktioniert weiß ich allerdings nicht eventuell hat ja jemand damit Erfahrung.
Dder Referenzpin ist aber Standartmäßig intern auf +5V gelegt wenn Du den jetzt mit 150mV beaufschlägst wird der Arduino zerstört.
Diese Verbindung muss softwaremäßig umgelegt werden . ( wie das geht steht hier http://torrentula.to.funpic.de/dokumentation/analogreference/ )

Ich hoffe das hilft Dir einwenig

@Rudi, das funktioniert nicht so wie Du das denkst. Bei zu kleinen Referenzspannungen wird der Fehler zu groß sodaß die Messung ungenau wird. Unter 1,1V würde ich nicht gehen.
@oskhar00
Bau dir einen "nicht invertierenden Verstärker" mit einer Verstärkung von 7,3 und Du kannst mit der internen Referenz con 1,1V die die volle 10Bit ausschöpfen können.
Ansonsten rate ich Dir die Stromsensoren zB den ACS756 vorteile: niedriger Innenwiderstand und Isolierung zwischen Stropfad und Ausgang.

Grüße Uwe

Hi UWE

ich habe es schon vermutet dass 150mV zu wenig sind . Die Dokumentation scheigt sich hierüber aus.

Vielen Dank für die schnellen Antworten!
Mit der Referenzspannung das scheint ja leider nicht zu funktionieren :frowning:
Der Verstärker klingt sehr gut, aber das ist ja genau mein Problem. Ich bekomme so einen Verstärker nicht hin... hab schon Datenblatter, Foren und Bücher durchgewälzt aber trotzdem klappt es einfach nicht.
Kann ich den LM324 überhaupt für meine Zwecke nehmen? Oder brauche ich einen anderen?
Bis jetzt habe ich OPVs nur mit zusätzlicher Beschaltung gesehen. Muss ich noch Widerstände anlöten?

nicht invertierender Verstärker
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0210151.htm
Ich würde einen LM358 nehmen und die Eingänge des nicht verwendeten Operationsverstärkers auf masse legen.
Voraussetzung für die mögliche Anwendung der Schaltung ist aber daß der Shund mit einem Anschluß auf Masse gelegt wurde.
Grüße Uwe

Da ist das echt gut erklärt. Ich werds probieren und dann berichten :slight_smile: Danke :slight_smile:

Alles klar :smiley:
Hat geklappt... Habe jetzt eine 10-fache Verstärkung :slight_smile:
Vielen Dank für die Hilfe :slight_smile:

Hallo,
das Problem hat sich leider noch nicht aufgelöst.
Jetzt habe ich zwar eine 10 fache Verstärkung und mit dem Voltmeter messe ich diese auch, aber der Arduino gibt mir nur ein Zahlen-Chaos aus.
Die Werte springen unkontrolliert und ich kann trotz mehreren Messungen und dann dem Durchschnitt davon nichts erkennen.
Der Aufbau ist angefügt...Hoffe ihn könnt mir nochmal so kompetent helfen wie zuvor :slight_smile:

Um was für eine Last handelt es sich denn, die Du messen wilst ? Motor ? Ist es eine halbwegs saubere Gleichspannung ?

Gib mal die 150mV von einer sauberen Gleichspannungsquelle (z.B. über Spannungsteiler von der Arduino 5V Seite) und mess dann.
Wenn du den Shunt misst, musst du darauf achten, dass der Fußpunkt des Shunts und der Messverstärker auf dem gleichen (Masse) Potential liegen.
Die Spannungsversorgung des OpAmp auf jeden Fall mit einem Abblockkondensator versehen.
Schalte mal versuchsweise ein 100n Kondesator parallel zum 10k Widerstand, dann werden Wechselspannungsanteile nicht mit verstärkt.

Welchen Operationsverstärker verwendest Du?
Grüße Uwe

Der Shunt ist zwischen einem Akku und einem Controller(mit dahinter geschaltetem Motor).
Zum simulieren habe ich ein relativ gutes Labornetzteil (leider kein Oszilloskop zum prüfen der Restwelligkeit).
Als OPV habe ich einen LM324 eingesetzt.
Den 100 Nanofarad (Ich hoffe richtig :S) Kondensator habe ich leider nicht hier...Werde es erstmal mit dem 5 V Ausgang des Arduino und Spannungsteiler probieren.
Was ich nur nicht verstehe ist, dass das Messgerät 1,4 V anzeigt ohne auch nur ein bisschen zu schwanken.
Naja werde erstmal versuchen und dann berichten :slight_smile:

Wenn der Contoller den Motor regelt in Strom bzw Drehzahl könnten deine Werte von einer PWM Regelung kommen da hast du keinen Linearen Stromverlauf im Shunt sonden auch die PWM Pulse. Du müsstest es mit einem Kondensator auf der Eingangseite des LMs ausprobieren und die Spannung mal ein bisschen Puffern
Gruß
Der Dani

oskhar00:
Der Shunt ist zwischen einem Akku und einem Controller(mit dahinter geschaltetem Motor).
Zum simulieren habe ich ein relativ gutes Labornetzteil (leider kein Oszilloskop zum prüfen der Restwelligkeit).
Als OPV habe ich einen LM324 eingesetzt.
Den 100 Nanofarad (Ich hoffe richtig :S) Kondensator habe ich leider nicht hier...Werde es erstmal mit dem 5 V Ausgang des Arduino und Spannungsteiler probieren.
Was ich nur nicht verstehe ist, dass das Messgerät 1,4 V anzeigt ohne auch nur ein bisschen zu schwanken.
Naja werde erstmal versuchen und dann berichten :slight_smile:

Du gibst 150mV auf den Eingang des Verstärkers und erhälst 1,4V konstant. Was ist daran falsch?
Oder beziehst Du Dich auf:

Hallo,
das Problem hat sich leider noch nicht aufgelöst.
Jetzt habe ich zwar eine 10 fache Verstärkung und mit dem Voltmeter messe ich diese auch, aber der Arduino gibt mir nur ein Zahlen-Chaos aus.
Die Werte springen unkontrolliert und ich kann trotz mehreren Messungen und dann dem Durchschnitt davon nichts erkennen.
Der Aufbau ist angefügt...Hoffe ihn könnt mir nochmal so kompetent helfen wie zuvor smiley

Wenn Du konstante 150mA auf den Eingang des Verstärkers gibst was für ADC bekommst Du?

Grüße Uwe

Also: Ich habe das jetzt mal gemacht, wie erni-berni es gesagt, also mit dem 5v Ausgang des Arduino und Spannungsteiler...und siehe da: Es funktioniert. Der gemessene Wert des Arduino ist jetzt konstant und auch sehr genau!
An Uwe: Ich beziehe mich da auf das neue Problem mit der nicht genauen Messung am Arduino.
Wenn ich das jetzt richtig verstanden habe bekomme ich mit dem Labornetzteil stark schwankende Werte. Vielleicht sollte ich es mal direkt mit dem Shunt ausprobieren. Vielleicht sind dort ja keine Störungen wie bei dem Labornetzteil. Wenn dem nicht so sein sollte, werde ich es mit dem Kondensator probieren.
Ich hoffe ich habe alle Fragen beantwortet. Werde es morgen weiter probieren und dann wieder berichten :slight_smile:

Hast Du das Labornetzteil auf 150mV eingestellt? Versuchs auch hier mit einem Spannungsteiler.
Grüße Uwe

Der Shunt ist zwischen einem Akku und einem Controller(mit dahinter geschaltetem Motor).

Das wird nicht funktionieren. Der Opamp erwartet eine Spannung am Eingang, die zu Ground gemessen wird. Du musst den Shunt in die Masseleitung des Motors setzen, etwa so wie in angehängter Zeichnung.

Genau, das Labornetzteil ist auf 150 mv eingestellt. Da werde ich es dann mal mit 5 V und Spannungsteiler testen.
Und der Shunt ist zwischen die Masseleitung geklemmt. Hatte es auch schonmal zusammengebaut(ohne Verstärker). Hat bis auf die unglaubliche Ungenauigkeit auch funktioniert.
Heute werde ich es mit Verstärker versuchen.