Tiefpassfilter mit Hall-Effekt und ADC-Hilfe

Hintergrund:

Ich verwende den Halleffekt-basierten Stromsensor Allegro ACS758KCB-150U. Hier ist das Datenblatt . Ich verwende ihn, um den von 24-V-Motoren gezogenen Strom zwischen etwa 20 A und 130 A zu messen. Der Grund, warum ich den Strom messen muss, besteht darin, einen allgemeinen Trend zu erhalten, wie hart die Motoren arbeiten, um ihre Aufgaben zu erfüllen, indem ich ihre Stromaufnahme messe. Ich verwende diesen ADC , aber ich hätte nichts dagegen, einen anderen ADC zu bekommen oder einen anderen Sensortyp zu verwenden, um den Strom zu messen. Ich möchte mehr als 10 Mal pro Sekunde messen.

Meine Frage:

Auf dem Datenblatt für den Stromsensor auf Seite 1 befindet sich ein Diagramm mit der Bezeichnung Typische Anwendung, es zeigt einen Tiefpassfilter zwischen VIOUT und GND. Es gibt einen Widerstand Rf, der später als größer als 4,7 kOhm definiert wird, und einen Kondensator Cf, der nicht definiert wird. Wie weise ich Rf und Cf Werte zu, damit sie für meine Anwendung funktionieren? Wenn ich einen anderen ADC benötige, worauf sollte ich bei der Auswahl achten?

Folgendes weiß ich zu meiner Frage:

Ich kenne die Formel, um die Grenzfrequenz für einen Tiefpassfilter zu finden, ich habe keine College-Physikkurse belegt, da ich nur in der High School bin, aber ich habe Kalkül genommen.

Vielen Dank für jede Hilfe,

Joel

Antworten (1)

Der Browser mag diesen Link zum Datenblatt nicht, daher konnte ich ihn nicht lesen. Geben Sie den Link nur zur PDF-Datei an, nicht zu einer Seite mit allerlei Flusen drumherum.

Der Grund für den Tiefpassfilter ist in jedem Fall, dass der Motorstrom kurzfristige Spitzen und andere Geräusche aufweisen kann, aber Sie interessieren sich eher für einen aktuellen "Durchschnitt", oder genauer gesagt, Sie interessieren sich nur für die niedrigen Frequenzen des Stromsignals. Da Sie nur Messwerte bei 10 Hz wünschen (ein angemessener Wert für die Betrachtung des Motorstroms), sollten Sie mindestens Frequenzen über 5 Hz herausfiltern.

Eine einfache Möglichkeit, dies zu erreichen, ist ein RC-Tiefpassfilter:

Die Rolloff-Frequenz eines solchen Filters ist

F = 1 / 2πRC

Wenn R in Ohm und C in Farad ist, dann ist F in Hz. In diesem Beispiel beträgt die Rolloff-Frequenz 4,4 Hz. Das ist die Frequenz, bei der es grob gedämpft wird, wobei die Dämpfung an diesem Punkt 3 dB beträgt. Weit unterhalb dieser Frequenz bleibt die Amplitude unverändert. Weit über dieser Frequenz fällt die Amplitude um 6 dB pro Oktave über der Rolloff-Frequenz ab, was auch das Verhältnis der Rolloff-Frequenz zur durchgelassenen Frequenz ist. Beispielsweise ist 100 Hz das 23-fache der Rolloff-Frequenz, sodass dieser Filter ein 100-Hz-Signal um 23 Volt dämpft. Wenn Sie 100 Hz bei 10 V einstecken, erhalten Sie 100 Hz bei 440 mV heraus.

Sie müssen auch die Belastung des Stromsensorausgangs berücksichtigen und welche maximale Impedanz der A/D-Eingang benötigt. Das Obige ist in Ordnung, wenn der Stromsensor eine Last von 1,2 kΩ treiben kann und wenn der A/D mit seinem Signal mit einer Impedanz von 1,2 kΩ in Ordnung ist. Sie können dies anpassen, indem Sie den Widerstand ändern, aber das R * C-Produkt gleich lassen. Zum Beispiel würden R1 = 12 kΩ und C1 = 3 µF Ihnen den gleichen Frequenzgang geben, den Stromsensorausgang weniger belasten, aber auch ein Signal mit höherer Impedanz an den A/D liefern.

Ich danke Ihnen für Ihre Hilfe. Auf dem ADC-Datenblatt: adafruit.com/datasheets/MCP3008.pdf Abbildung und es braucht einen möglichst niedrigen Eingangswiderstand. Um den Widerstand so niedrig wie möglich zu halten, verwende ich 7,5 uF und einen Widerstand von 4,8 und das ergibt die gleiche Fc von 4,4 Hz.
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