Strommessung durch ADC und Shunt

Ich habe schon einige Zeit damit verbracht und ich glaube, ich habe etwas in meinem Problem vergessen.

Ich habe einen Motor, dessen einzelne Phase R17 = 2 Ohm ist. Ich möchte einen Strom durch seinen Stromkreis messen. Ich habe einen Shunt mit R11 = 5 mOhm verwendet. Ich messe Spannungen vor und nach dem Shunt, also bekomme ich die Schaltung:

Strom messen mit ADC

R12 und R18 ist R = 55 MOhm - das sind ADC-Eingänge meines AtMega8. Ich habe zwei Spannungsteiler R13 & R10 und R15 & R14 verwendet, um die Spannung auf einen ADC-freundlichen Pegel auszugeben - in diesem Fall ~4 V. Eine Messung des ADC würde mir fast das gleiche Ergebnis liefern, da die Spannungen im Pegel von 0,01 unterschiedlich sind v.

Was sollte ich tun, um schöne, messbare Ergebnisse auszugeben (wie 4 V und 2 V ein guter Unterschied ist)?

BEARBEITEN 1:

Ich habe eine andere Schaltung mit LT6106 erstellt, wie von Pipe vorgeschlagen:

Strommessung durch ADC mit LT6106

Ich denke, es funktionierte wie ein Zauber. Wie denkst du? Vielleicht sollte ich noch etwas hinzufügen?

BEARBEITEN 2:

Ich hatte ein Problem. Ich kann keinen LT6106 schnell genug bekommen und es ist kein billiger. Ich wollte welche auf meinen alten Boards (PCs, Zubehör) finden, aber ich habe keine.

Ich habe einige entlötete LM358 von ST bekommen. Ich habe es geschafft, einen einfachen Schaltplan zu entwerfen, der die Differenzspannung verstärkt (Ausfall an R52).

[Messen Sie Strom durch ADC mit LM358[3]

Was haltet ihr jetzt davon? Stimmt etwas nicht oder fehlt noch etwas?

Lesen Sie unbedingt das Datenblatt des ICs, den Sie letztendlich verwenden. Das LT6106-Datenblatt sagt Ihnen ausdrücklich, dass Ihr R35 (Rin) nicht größer als 500 Ohm sein sollte, und es hat einen Abschnitt, der Ihnen sagt, wie Sie Rin und Rout abhängig von Ihrer Last auswählen.
Danke nochmal! Ja, du hast Recht! Ich mache viele Dinge parallel und habe diese Schaltung nur entworfen, um zu sehen, ob sie für mich funktioniert. Ich habe keinen LT6106, also ja - wenn ich meinen IC auswähle - werde ich sicherlich das Datenblatt für jede Anforderung sehen.
@pipe habe ich nochmal bearbeitet. Ich habe ein anderes Design erstellt, weil ich keinen LT6106 oder in der Nähe davon habe, aber ich habe LM358. Es funktioniert in Spice, aber ich sollte wissen, ob es wirklich vor dem Löten funktioniert.

Antworten (2)

Verwenden Sie einen High-Side-Strommessverstärker.

Diese ICs wurden speziell für diese Aufgabe entwickelt: Verstärken Sie eine winzige Spannung über einen winzigen Widerstand, der auf der "hohen Seite" Ihrer Schaltung platziert ist.

Es gibt Tausende von ihnen, der erste, den ich gefunden habe, ist der LT6106 von Linear, aber es gibt noch viele mehr. Hier ist ein Link von digikey , um damit zu beginnen.

Sie haben einen integrierten Verstärker und verwenden oft einen cleveren und sehr einfachen Feedback-Trick, sodass Sie nur zwei Widerstände hinzufügen müssen, um die gewünschte Verstärkung einzustellen:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein
(Aus dem LT6106-Datenblatt)

Ich habe es so gemacht, wie du es vorgeschlagen hast. Kannst du in meiner Bearbeitung sehen. Es funktioniert, danke! Ich wusste nicht, dass es so einfach ist und diese Operationsverstärker-ICs so wunderbar sind.
@NikoValaday Gut! Denken Sie nicht daran, eine Antwort als akzeptiert zu markieren , wenn sie Ihnen geholfen hat. Manchmal kann es sich lohnen, mindestens einen ganzen Tag zu warten, um zu sehen, ob eine bessere Antwort kommt.

Die Antwort ist einfach: Verwenden Sie einen Shunt mit mehr Widerstand und erhöhen Sie die Versorgungsspannung, um den zusätzlichen Spannungsabfall auszugleichen.

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Sie können einen Spannungsregler mit separatem Rückkopplungseingang verwenden, um die Ausgangsspannung unabhängig vom Shunt konstant zu halten.

Die Versorgungsspannung muss für den Zweck meiner Schaltung 12 V betragen. In diesem Fall bedeutet mehr Widerstand mehr Watt und Vdropout, was ich nicht zulassen kann. Ich habe Ihnen nicht alles über den Zweck dieser Schaltung erzählt, damit sie Sie in die Irre führen könnte, aber danke!
Strommessung durch ADC und Shunt
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