Wie messe ich den Stromfluss zu einem Bauteil?

Ich baue einen Hexapod-Roboter mit einfachen Servos und habe mich gefragt, wie machbar es ist, den Stromfluss zu jedem Servo zu messen (5-6 V DC bis maximal 0,25-1 A (ich habe die Spezifikation für den Stall des Servos nicht gefunden). aktuell noch)) mit, sagen wir, einem ATMega168. Welche Art von Schaltung müsste ich in Reihe mit jeder der Stromleitungen des Servos bauen, um mir eine nützliche Anzeige zu geben? Ich nehme an, ich würde einen Spannungsabfall über diesem Stromkreis bekommen, was ist das wahrscheinlich? usw.

Antworten (3)

Ehrlich gesagt verwenden die Leute oft einen einfachen Messwiderstand.

Sie schalten einen sehr niederohmigen Widerstand in Reihe (häufig <1 Ohm) und messen den Spannungsabfall. Dadurch können Sie den Motorstrom überwachen.

Es gibt viele, viele Motorsteuerungsalgorithmen, wenn Sie den Motor selbst steuern möchten. Wenn Sie andernfalls nur die Stromaufnahme kennen, müssen Sie nur sicherstellen, dass Sie oft genug abtasten, um eine genaue Messung zu erhalten, oder eine Schaltung mit verwenden a Tiefpassfiltereffekt (stellen Sie sicher, dass Sie die Spannung puffern).

OK, ich habe das ausprobiert und es funktioniert OK (mit einem einfachen Test mit meinem Multimeter) und ist einfach zu machen und nimmt nicht viel zusätzliche Komponenten oder Platz auf der Platine in Anspruch, was gut ist. Mein Plan ist es, das aktuelle Sensorsignal von jedem der Servos in einen der aktiven Low-Muxes des CD74HCT138E zu leiten und sie während des 50-Hz-PWM-Aktualisierungszyklus zu lesen. Also habe ich das Feedback über die Stromaufnahme für das Servo gelesen, während ich die PWM dafür erzeuge ...
Bitte denken Sie daran, dass Multimeter einen eingebauten Tiefpass haben. Sie werden möglicherweise feststellen, dass Ihr Mikrocontroller ohne Implementierung eines einfachen Tiefpass-RC-Filters weniger wertvolle Zahlen empfängt.
Das ist gut zu wissen.

Messwiderstand ist gut. Normalerweise werden sie auf der hohen Seite der Schaltung platziert, sodass die Versorgungsspannungsrückgabe zwischen Quelle und Last geteilt werden kann, und normalerweise dimensionieren Sie den Messwiderstand so, dass er klein genug ist, um die Schaltung nicht zu beeinflussen, aber groß im Vergleich zu Spannungsfehlern (typische Operationsverstärker-Eingangs-Offsets liegen in der Nähe von 0,5-5 mV). Dies macht es ein wenig schwieriger, es zu verstärken und in ein Signal zu übertragen, das auf "Masse" bezogen ist. Werfen Sie einen Blick auf diese Strommess-Monitor-ICs von Zetex (jetzt Teil von Diodes Inc) – ich musste vor ein paar Monaten eine Strommessschaltung entwerfen, und diese sahen wie die am besten passende aus (das Projekt wurde geändert, sodass ich nie eine Chance dazu hatte benutze es).

Stellen Sie beim Layout sicher, dass Sie eine Pseudo-Kelvin-Verbindung verwenden - verbinden Sie die Strommesssignalleitungen direkt mit den Pads der Widerstände (vorzugsweise den Innenkanten der Pads) und verwenden Sie diese Messspuren für nichts anderes als die Verstärkung Schaltkreis. (Eine echte Kelvin-Verbindung wäre dasselbe, außer dass ein Widerstand mit 4 Anschlüssen mit 2 Lastanschlüssen und 2 Erfassungsanschlüssen erforderlich wäre - dies ist normalerweise nicht erforderlich, es sei denn, Sie kommen in wirklich genaue oder niederohmige Schaltungen.)

Ich möchte darauf hinweisen, dass es Operationsverstärker gibt, die für viele verschiedene Dinge entwickelt wurden. Ich hatte Freunde, die so etwas bauten, und es funktionierte nicht, weil ihr Operationsverstärker-Offset etwa 100 mV betrug und es kein Rail-Rail-Operationsverstärker war. Ansonsten top Design. Ich denke nie bewusst darüber nach, wie ich die Sense-Leitungen anschließen soll, aber ich habe sie immer mit den Widerstandspads verbunden, dummes Glück oder etwas, das mir jemand vor langer Zeit gesagt hat, wer weiß.
Kelvin-Verbindungslayout: imgur.com/gVrH1 . Quelle: focus.ti.com/lit/ml/slua366/slua366.pdf
Ich denke, das ist wahrscheinlich etwas komplexer (und ich erwarte genauer), als ich brauche. Da ich mindestens 18 Servos habe, die ich messen möchte, denke ich, dass die Anzahl der Komponenten und die Kosten unerschwinglich sein werden ...
Ich glaube, Jason gibt eine branchenweit akzeptable Antwort, bis Sie das Gerät verkaufen wollen, geht es Ihnen wahrscheinlich mehr als gut. Ich würde jedoch vorschlagen, seinen Ansatz zu verstehen, da das Wissen über das, was er tat, weitaus wertvoller ist als die Implementierung.
Müssen Sie den Strom jedes einzelnen messen? Jedenfalls waren einige dieser Zetex-Teile jeweils um die 50 c, glaube ich
Als jemand, der mit vielen Tüftlern zusammenarbeitet, ist es normalerweise ein Größenproblem und kein Kostenproblem. Komplexität und Größe steigen, Bugs steigen exponentiell an, besonders bei Steckbrettern.
Kortuk, danke, ja, ich kann gut diesen Weg gehen, wenn der andere Weg für mich nicht funktioniert.
Jason, ja, ich verwende die Strommessung, um mir zu sagen, wie viel Stress das Servo hat. Die Idee ist, dass ich dies als einfachen Feedback-Mechanismus verwenden kann. Ich sah, dass die Zetex-Teile ziemlich billig waren. Als ich nach etwas Ähnlichem in einem DIP-Paket suchte, das ich vielleicht löten könnte, stiegen die Preise. Das heißt, wenn sie in 8s in einem einzigen DIP verpackt wären, könnte das besser funktionieren. Ich kann am Ende mit beiden Ansätzen spielen. Danke für die Information.
Digikey verkauft diese SMT-Adapter (kleine Leiterplatten mit SIP-Pins), wenn Sie sich Sorgen um schnelles Prototyping machen. Wenn Sie eine Leiterplatte auslegen, würde ich mir keine Sorgen um SOT23 machen; Ich bin ziemlich ungeschickt und kann gut mit ihnen umgehen. (TSSOPs und 0402-Komponenten sind eine andere Sache ...)
Okay, das ist gut zu wissen.

Klingt nach einem coolen Projekt.

Einige Motortreiber messen bereits den Strom, um einen "Überlastschutz" zu bieten. Wenn Sie dieses Signal nicht abgreifen können, gibt es mehrere Möglichkeiten, den Strom zu messen . Beginnen Sie mit der einfachsten und billigsten Methode, und wenn das nicht funktioniert, versuchen Sie es mit der nächsten.