Drahtbruch erkennen

Ich versuche, eine Schaltung zu entwerfen, bei der es sich im Wesentlichen um einen Motor handelt, der von einem Mikrocontroller mit etwas Feedback gesteuert wird. Der Motor hat eine eigene isolierte Stromversorgung und der eigentliche Ein- / Ausschalter ist ein Relais + Transistor.

Was ich suche, ist eine Art Rückmeldung, wenn die Motorseite nicht funktioniert (Stromversorgung ist tot oder Drahtbruch usw.), da derzeit, wenn die Steuerung den Transistor / das Relais schaltet, keine Möglichkeit besteht, dies festzustellen es fließt Strom zum Motor. Der Motor kann auch weit entfernt sein (sagen wir ein oder zwei Meter), was die Wahrscheinlichkeit eines Kabelbruchs erhöht.

Derzeit kann ich mir nur vorstellen, einen Optokoppler mit Stromteiler parallel zur Motorleitung zu verwenden. Ich habe keine Ahnung, ob dies ein richtiger Weg ist, aber ich habe es mehr oder weniger zum Laufen gebracht (mit etwas Vermutung + Spur und Fehler bei den Widerstandswerten). Ein Problem ist jedoch, dass es nicht perfekt ist, da ich vermute, wenn der Motor ein- / ausgeschaltet wird (Hochdrehen oder Herunterdrehen oder Abwürgen), ändert sich die Stromaufnahme, was sich ein wenig auf den Messwert auswirkt.

Was wäre ein besserer/richtiger Weg, dies zu tun? Oder was soll ich nachschlagen, da der Versuch, dies in Google zu suchen, nur viele Ergebnisse liefert, wie man Strom mit einem Messgerät oder mit dem Durchgangstest misst.

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Nebenbemerkung: Meine Kenntnisse in Elektrotechnik sind ziemlich begrenzt und mein Schaltplan ist ziemlich grob, nur um die Idee zu vermitteln: Ich habe einige Teile weggelassen, wie die Diode über der Relaisspule / dem Motor und der Transistor könnte falsch sein usw.

Antworten (5)

Eine andere Möglichkeit wäre die Verwendung eines Hallsensors. Diese Sensoren geben Ihnen im Grunde ein Maß für den Strom durch einen Draht. Sie müssen einen finden, der in Ihr aktuelles Sortiment passt. Ein Beispiel für einen solchen Sensor ist der ACS712T von Allegro. Sie können diese Sensoren sogar fertig auf Breakout-Boards (zu günstigen Preisen) finden, was die Verwendung sehr einfach macht.

Ich würde dies auch vorschlagen, da es ermöglicht, den Strom tatsächlich zu messen und nicht nur seine Anwesenheit zu erkennen. Nur eine Anmerkung: Ein Hall-(Effekt-)Sensor ist ein Sensor zur Messung von Magnetfeldern. Der von Ihnen verlinkte Sensor ist ein "Hall-Effekt-basierter Stromsensor", dh er hat das Feld des fließenden Stroms gemessen und gibt eine lineare Antwort.
Ich habe zufällig einen direkt neben mir (A3144) und ich habe ihn in der Vergangenheit ausprobiert, konnte ihn aber nicht zum Laufen bringen. Ich hatte es bis jetzt ganz vergessen. Ich werde es noch einmal versuchen, obwohl es sagt, dass es mehr als 3,3 V braucht, aber es scheint das meiste Feedback zu bieten. Ich denke, mit dem gemessenen Strom könnte ich möglicherweise darauf schließen, ob der Motor läuft oder auch zum Stillstand gekommen ist.
Der A3144 (ich habe mehrere) ist ein binärer Schalter, der das Vorhandensein eines Nord- (oder Süd-, ich vergesse) Pols in der Nähe der Erfassungsebene anzeigt. Es gibt KEINEN Hinweis auf die Stärke des Magnetfelds und ist nicht empfindlich genug, um den Stromfluss in einem nahegelegenen Draht zu erkennen. Es ist ein bipolarer Magnetschalter, kein Stromsensor. FYI
Ah, okay. Ich wollte gerade posten, dass ich damit Probleme habe. Ich habe den Sensor selbst mit einem Magneten zum Laufen gebracht und es sogar in einer Drahtspule versucht, aber immer noch nichts. Der vorgeschlagene Sensor "ACS712T" wäre also der richtige Weg für diese Lösung?
Ich habe dieses spezielle vorgeschlagen, da ich es in der Vergangenheit verwendet habe. Was ist die aktuelle Reichweite Ihres Motors? Wenn Sie diesen Sensor an einem Breakout (so etwas) bekommen, müssen Sie nur Strom und Signal anschließen.
Der Motor geht von 300 mA im laufenden Betrieb auf 750 mA im Stillstand. Dieser Motor kann jedoch in Zukunft durch einen Elektromagneten oder einen anderen Motor ersetzt werden. Im Datenblatt steht, dass sie 4,5 V + benötigen. Haben Sie sie jemals mit weniger betrieben? (3,3 V)
Mit weniger Spannung habe ich es noch nie probiert. Möglicherweise müssen Sie einen anderen finden, der Ihren Anforderungen entspricht. Ein Beispiel ist ACS711. Dies hat jedoch einen größeren Strombereich und somit verlieren Sie die Erkennungsauflösung; aber für die Erkennung eines Drahtbruchs sollte es ausreichen.
Auf den ersten Blick scheint das genau das zu sein, was ich brauche. Ich werde sowieso in dieser Chipfamilie herumstöbern, um andere zu sehen, und jetzt, wo ich weiß, wonach ich suchen muss, scheint es einen oder zwei andere ähnliche Chips zu geben. Vielen Dank für Ihre Hilfe.

Wenn es dir nur um eine Öffnung geht, versuche Folgendes:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Wickeln Sie genügend Windungen um einen Reedschalter, damit genügend Feld vorhanden ist, um ihn geschlossen zu halten, wenn Strom durch den Motor fließt, und verwenden Sie eine Drahtgröße, die den Motor nicht verhungert.

Das ist eine interessante Idee. Ich habe im Moment keinen Reed-Schalter zum Spielen, aber es scheint eine schöne und einfache Lösung zu sein. Mit der Drahtgröße nehme ich nur an, Sie meinen, einen ausreichend großen Draht zu verwenden?
@mitim Ja. Gartenreedschalter sind zum Schließen und Öffnen in Amperewindungen ausgelegt. Wenn Sie also einen verwenden, der zum Schließen bei 10 Amperewindungen ausgelegt ist und Ihr Motor im laufenden Betrieb 100 mA zieht, benötigen Sie mindestens 100 Spule um den Schalter drehen, damit er bei laufendem Motor schließt. Und natürlich sollte der Widerstand der Wicklung den Reihenwiderstand der Verkabelung zwischen Versorgung und Motor nicht sehr beeinflussen.

Der beste Weg, dies zu tun, besteht darin, einen Motor zu bekommen, an dessen Welle ein optischer Encoder angebracht ist. Wenn sich der Motor dreht, können die A- und B-Quadraturwellenformen vom Encoder an den Mikrocontroller zurückgeführt werden, um zu erkennen, dass sich der Motor dreht. Sie können auch die Drehrichtung des Motors und die Motordrehzahl erkennen.

Nun, der Motor benötigt 9 V, ich bezweifle, dass der Motor groß genug ist, um problemlos einen optischen Encoder auf der Welle zu installieren.
@MathieuL - vielleicht könnte ein Encoderrad einer alten Kugelmaus wiederverwendet werden?
Ich bin mir nicht sicher, ob ich dies tun kann, da dazu ein weiteres (möglicherweise langes) Kabel verlegt werden müsste, um das Signal vom Encoder zu übertragen. Dann bräuchte ich wahrscheinlich eine Kabelprüfung für dieses Kabel. =b Es ist trotzdem eine gute Idee, da es sich um eine mechanische Methode handelt - ich muss diese Idee auch im Hinterkopf behalten.
Nein, wenn einer der Drähte bricht, verlieren Sie das Feedback-Signal.

Sie haben Ihre eigene Frage bereits beantwortet.

Der beste Weg, dies zu tun, ist, den Strom zu überwachen. Ich gehe so weit zu sagen, dass dies der einzige Weg ist, den Sie in Betracht ziehen sollten (als Ingenieur mit 20 Jahren Erfahrung in Elektronik und eingebetteter Software, einschließlich Fehlererkennung in Automobilsystemen). Natürlich gibt es zahlreiche andere Möglichkeiten, Fehler im System zu erkennen, aber der Goldstandard ist die Überwachung des Stroms.

Sie haben dies sogar in Ihrer Frage erwähnt. Aber dann haben Sie die Leute gefragt: "Können Sie mir bitte helfen, weil Google mir die Antwort bereits gesagt hat. Was soll ich tun?" Antwort: Sie sollten der Antwort folgen, die Sie bereits von Google erhalten haben!!! ;)

Vielleicht versuchen Sie gerade zu fragen: „Google hat mir gesagt, wie man Strom mit einem Widerstand und einem Messgerät misst. Wie verwende ich diese Technik, um die Strommessung in meinen Mikrocontroller zu bekommen?“ Dafür gebe ich Ihnen eine Google-Suche mit mehreren Treffern für nützliche Tipps . Ich werde bemerken, dass Sie auch Dioden am ADC-Eingang hinzufügen möchten, um vor Spannungen über + V oder unter 0 V zu schützen.

Sie können ein Relais mit zwei Kontakten einsetzen. Wenn der Motor ausgeschaltet ist und der Stromkreis in Ordnung ist, erhalten Sie ein Signal vom Optokoppler. Auf diese Weise stört die Optokopplerschaltung den Motor nicht, wenn der Motor eingeschaltet ist.

In Ihrem Design sind die Optokopplerdiode und R2 beunruhigend, da die Diode bis zu 2,5 V von der Stromversorgung des Motors "stiehlt" und R2 zusätzlich die Motorspannung verringert.

In meinem modifizierten Design können Sie jedoch nicht feststellen, ob etwas passiert, während der Motor läuft, sondern nur, wenn das Relais ausgeschaltet ist.

Ich habe R1 basierend auf LTL-307EE und 9-V-Stromversorgung mit Bedingung R1>>Rmotor berechnet. Und es ist ungefähr 250 Ohm. Damit diese Schaltung funktioniert, muss R1>>Rmotor erfüllt sein. Ich habe 10 Ohm für den Motor geschätzt, aber Sie müssen es messen.

Außerdem fließen etwa 30 mA Strom durch den Motor, wenn der Testkreis eingeschaltet ist. Dieser Strom darf nicht ausreichen, um den Motor zu drehen.

Modifiziertes Schema

Drahtbruch erkennen
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