Für eines meiner Promotionsprojekte muss ich den Stromverbrauch verschiedener elektrischer Rollstühle während verschiedener Aufgaben messen und diese Messungen für spätere Studien aufzeichnen. Ich habe nicht viel Erfahrung in der Elektronik, also bin ich mir nicht sicher, wo ich anfangen soll! Ich muss Strom und Spannung auf nicht-invasive Weise messen und ein System haben, das schnell zwischen den verschiedenen Rollstühlen bewegt werden kann. Könnte mir jemand eine Anleitung geben, welche Sensoren besser geeignet sein könnten und wie ich so etwas machen könnte?
Danke
Der typische Weg, dies zu tun, wäre mit einem Klemmleistungsmesser .
Der Stromzangen-DC-Leistungsmesser funktioniert, indem er zwei Dinge parallel misst:
Der magnetische Fluss in einer ferromagnetischen Klemme, die den Draht umschließt, in dem ein Gleichstrom fließt.
Die Spannung über der Last (oder Quelle).
Innerhalb des Messgeräts wird ein Maß des Flusses in Strom umgewandelt (skaliert) und mit Spannung multipliziert, um die Momentanleistung bereitzustellen. Die momentane Leistung wird über die Zeit gemittelt, um eine durchschnittliche oder RMS-Leistung bereitzustellen.
Dies ist nicht völlig nicht-invasiv, da Sie Zugang zu den Batteriekabeln benötigen - Sie würden das Messgerät um eines der Kabel klemmen und die Spannungssonden an den Batterieklemmen befestigen. Aber das ist das Beste, was Sie tun können, es sei denn, der Rollstuhl verfügt über eine Leistungs-/Energieaufzeichnungsfunktion, die dem Benutzer zur Verfügung steht.
Der Zähler selbst verfügt möglicherweise über eine Protokollierungsfunktion, die die Energie summiert, oder Sie können ihn an einen externen Datenlogger anschließen. Schließlich könnten Sie anstelle eines dedizierten Leistungsmessers einen Datenlogger und eine externe DC-Stromsonde mit Spannungsausgang verwenden. Der Logger würde die Spannung und den Strom auf zwei Kanälen aufzeichnen, und Sie könnten die Leistungs- und Energieberechnungen selbst durchführen.
Sie können die Spannung an den Batterien messen, ohne Störungen zu verursachen, indem Sie einfach Drähte an den Batterien befestigen (vielleicht mit Krokodilklemmen). Sie sollten eine Inline-Sicherung in der Nähe der Batterie hinzufügen, um den Strom im Fehlerfall zu begrenzen. Die Batteriespannung muss an einen geeigneten ADC gehen.
Das Messen des Stroms von der Batterie kann mit einem Hall-Effekt-Stromsensor erreicht werden, der an das Batteriekabel angeschlossen werden kann (das Batteriekabel muss möglicherweise entfernt werden, um es durchzufädeln, oder einige können angeklemmt werden, ohne das Kabel zu entfernen).
Sie müssen wahrscheinlich mit einer sehr hohen Frequenz abtasten, um sehr genaue Ergebnisse zu erhalten, da die Controller wahrscheinlich eine Hochfrequenz-PWM verwenden. Der durchschnittliche Strom und die durchschnittliche Spannung (was Sie erhalten würden, wenn Sie einen Tiefpassfilter hätten und langsamer abgetastet würden) geben einen groben Hinweis. Ohne den Tiefpassfilter kann das Sampling aufgrund von Aliasing der abgetasteten Daten zu seltsamen Ergebnissen führen. Typische Hall-Stromsensoren können bis zu vielleicht 100 kHz ansprechen, was wahrscheinlich weit über dem liegt, was eine Motorsteuerung verwenden würde.
Natürlich ist die Momentanleistung das Produkt aus Spannung und Strom (denken Sie daran, dass Strom in beide Richtungen fließen kann), und der Energieverbrauch ist das Integral dieses Produkts. Beim regenerativen Bremsen kann beispielsweise bei einem 4-Quadranten-Regler Strom in die Batterie zurückfließen.
Gewähren
Julia Barbareschi