Potentialproblem: AVR: ADC: Benutzungs-Problem

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Potentialproblem: AVR: ADC: Benutzungs-Problem

    







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Steppenwolf

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Hallo zusammen,

im Anhang seht ihr ein "Schaltbild". Mit dem AVR möchte ich gerne das Stromwandlermodul von LEM auswerten. Der AVR wird von einem 7805er (nicht eingezeichnet) gespeist. Ebenso der DC/DC Wandler, welcher mir die +-12V für den LEM erzeugt.
Am "M"-Pin des LEM kommt ein 68 Ohm-Widerstand gegen das virtuelle GND des Wandlers hin. Ausgewertet werden muss der Strom, der durch diesen 68Ohmer fliesst, denn er ist abhängig vom Strom, der vom LEM gemessen wird.
Diesen kleinen Strom (wenige Miliampere), die der LEM da ausgibt, möchte ich mit dem AVR messen. Nur: Wie?
Der ADC misst ja in Bezug auf GND, aber das GND vom Wandler ischt ja net mit dem GND vom AVR direkt verbunden...
Wie könnte man das am Besten machen?

Herzlichen Gruss
Mario

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Steppenwolf

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Hach verflixt




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Hallo Mario

Da der Ausgangs-GND des DC-DC-Wandler vom Eingangs-GND
getrennt ist, kann man ihn auch wieder miteinander verbinden
zu einem GND. Besser währe aber, du legst ihn zwischen 5V und
Eingangs-GND, so dass du auch negative Ströme messen kannst.
Eine andere Möglichkeit währe mit einem Summierverstärker
auf den Ausgang noch einen Offset zu addieren. Dann könntest
du die Massen (GND) auch verbinden und könntest negative
Ströme messen. Aus EMV-Gründen währe die Version mit
verbundenen GND vorzuziehen.

Man kann sich einen DC-DC-Wandler auch selber bauen, ist
aber ein wenig aufwendiger als ein einfacher
Step-Down-Regler und man braucht auch den passenden
Transformator. Schaltungsvorschläge und Dimensionierung
findest du bei den entsprechenden Schaltreglern.

Warum sind denn viele Massen bei dir virtuell?
Virtuell ist sie, wenn man sie sich durch eine
Hilfsschaltung erzeugt, aber wenn sie schon vom Netzteil
kommt ist es eine echte Masse.

Man kann sich einen DC-DC-Wandler auch selber bauen, ist
aber ein wenig aufwendiger als ein einfacher
Step-Down-Regler und man braucht auch den passenden
Transformator. Schaltungsvorschläge und Dimensionierung
findest du bei den entsprechenden Schaltreglern.

National Semiconductor: http://www.national.com/appinfo/power/
Maxim: http://www.maxim-ic.com/Power.cfm
Texas Instruments: http://focus.ti.com/analog/docs/pow.....power
..

PS: Jetzt wissen wir auch endlich wo du den E-Magneten
verbaust hat.

MfG
Holger

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Leider lernen die Menschen nicht aus der Geschichte,
ansonsten würde sie sich nicht andauernd wiederholen.

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Steppenwolf

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Hää? Was hat denn das mit dem E-Magneten zu tun? Oder verweist du auf den Link in meiner Signatur?

Negative Ströme zu messen brauch ich nicht, da ich vorhab, eine Art universelles Strommess-Modul zu bauen. Da fummel ich dann das Kabel selbst rein und kann dann ja sagen, wie es rein muss.
Also kann ich die beiden GNDs einfach so verbinden? Beschädigt das den DCDC Wandler nicht bzw. hält ihn vom korrekten Funktionieren ab?
Selber bauen möcht ich das den Wandler net, da zu komplex und auch zu fehleranfällig, da nehm ich lieber ein fertig funktionierendes Modul, hab in Ebay ein relativ billiges gefunden.
Danke für die Links, werd ich mir mal merken..

Zur Virtuellen Masse: Die Masse vom DCDC-Wandler ist doch auch eine art virtuelle Masse, da sie vom Wandler selbst ja erzeugt wird...?? Die echte Masse ist bei mir die Masse von den 5V...

Herzlichen Gruss
Mario

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Hallo Mario

Lass doch mal das Wort "virtuell" weg oder lebst du in einer
virtuellen Welt?
Die meisten DC-DC-Wandler haben zwischen Eingang und Ausgang
keine Verbindung, im Zweifelsfall in Datenblatt schauen.
Wenn man will, kann man auch den - Anschluss als Masse
definieren, so dass man +12V und +24V hat, aber meist will
man dann aber eine symmetrische Spannung.

> Negative Ströme zu messen brauch ich nicht, da ich vorhab,
> eine Art universelles Strommess-Modul zu bauen.

Du willst nur Gleichströme messen? Bedenke auch, dass du
noch einen Offsetabgleich brauchst. Negative Spannungen am
ADC-Eingang sind aber außerhalb der Spezifikation des µC.
Wenn du auch Wechselströme messen willst brauchst du
jedenfalls die negative Halbwelle.

Mach auch noch einen Anschluss für dein Oszilloskop dran.

Die Bemerkung bezog sich, wie du schon bemerkt hast auf
deine Signatur. Und wie gut kann er Mühle spielen?

MfG
Holger

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Steppenwolf

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Hmm, der Oszi-Ausgang ist ne gute Idee! Ok, dann mach ichs so, dass er auch Wechselstrom messen kann. Dann mach ich nur ein Modul mit dem LEM, dem Wandler und Hühnerfutter drauf, das mir nur eine Spannung ausgibt, die ich dann mit einem AVR oder dem Oszi auswerten kann... Morgen mal was zusammendenken...

Was meinst du mit Offsetabgleich?


Nunja, das Dingens spielt "nur" "einfache" Mühle, also nur 9 Felder. Da gibt es auch keine Siegestaktik... Sprich: Während dem Hüpfen kann keine Zwickmühle aufgebaut werden, nur, wenn der andere einen Fehler macht, gewinnt der Bot. Es kann eine Zwickmühle nur während dem Setzen aufgebaut werden, aber dann wär das Spiel schnell fertig==> langweilig. Der Bot verliert nie, nutzt nur die Fehler des Menschen aus. Unterdessen beginnt aber auch der Mensch zu ziehen, also nicht mehr wie im dritten Video.
Jetzt nur noch Bericht schreiben...

Herzlichen Gruss
Mario

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BID = 368807

Steppenwolf

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So, im Atätschmänt mal ein Lösungsvorschlag meinerseits.
Als Wandler wurde einer von Traco verwendet (TMH0512D).
Die beiden GNDs sind tatsächlich galvanisch getrennt. Also kann man sie verbinden.
Ich verbinde sie aber nicht direkt, sondern über den Spannungsteiler, der in den 5V hängt, für die negativen Ströme.
Der Spannungsabfall am Widerstand wird zusätzlich noch von einem LM1458N verstärkt (nicht-invertierender Verstärker), damit die kleinen Spannungen besser verwertbar sind. (Im Leerlauf des LEM liegen da 7.2mV an)

Frage: Funktioniert das so, wie im Anhang? (möchte nix zerschiessen, drum frag ich zuerst). Kann man noch was verbessern?

Herzlichen Gruss
Mario

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Steppenwolf

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Aaaargh, nicht schon wieder...
Sorry für die Qualität dieser "Schaltpläne", aber Eagle hat keine Lems und DCDCs




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[ Diese Nachricht wurde geändert von: Steppenwolf am 12 Sep 2006 15:00 ]

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Beiträge: 2073

Hallo

> Sorry für die Qualität dieser "Schaltpläne", aber Eagle
> hat keine Lems und DCDCs

Da malt man sie sich eben selber. Später braucht man ihn
sowieso für die Platine oder willst du es auf Lochraster
bauen? Bei der Pinbelegung müsstest du dich vertan haben,
überprüfe das nochmal mit dem Datenblatt des Stromwandlers.

Aus dem alten Thema
Bei einem FU von ABB, ACS 501-011 wird der Strom im
Zwischenkreis (Gleichspannung) mit einem Wandler von LEM
gemessen. (Ich habe eben extra nachgeschaut.)

Type: LA 55-P
Übersetzungsverhältnis: 1:1000
Strom: 50A
Anschlüsse: M | - |_____| +
Versorgung: +- 12V .. 15V
Last (zwischen M und GND): 50 .. 100 Ohm
Datenblatt: http://chdist35.distrelec.com/distrelec/dabldich.nsf/0/cbb91801c22f1e4ec1256b7a0037db49/$FILE/362621.pdf

|_____| steht für einen großen Pinabstand.



Das mit der Spannungshalbierung gefällt mir nicht.
Aus EMV-Gründen würde ich es so nicht machen.
Besser du verbindest die Beiden Massen miteinander.

Zum Verstärker male ich dir mal eine Zeichnung.

MfG
Holger





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Steppenwolf

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Jojo, das mit dem LEM mach ich schon richtig, halt nur falsch gezeichnet...
Im Eagle setze ich einfach ein Via, messe die Abstände, bis alles stimmt..

Aber wenn ich die beiden Massen direkt verbinde, dann kann ich mit dem AVR ja nix negatives mehr messen.
Wenn ichs mit dem Spannungsteiler mach, dann hab ich, falls kein Strom durch den LEM fliesst, etwa 2.5V am ADC-Eingang, der am OPV-Ausgang hängt, wo ich nach oben und unten abweichen kann...Der AVR würde dann am GND1 (GND der 5V) hängen...

Oder denke ich was falsches zusammen?

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BID = 368857

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Hallo Mario

Hier jetzt die Schaltung.

Bei einem Messstrom von 50A fließt aus dem Wandler ein Strom
von 50mA.

R1: 45,0mA, 5V
R2: 5,0mA, 5V
IC1A(1): -5V
IC1B(7): 2,5V [Wenn IC1B(5) 0V]
IC1B(7): 5V [Wenn IC1B(5) 5V]




Die Z-Diode am Ausgang ist als Schutz für deinen µC.

MfG
Holger

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[ Diese Nachricht wurde geändert von: high_speed am 12 Sep 2006 16:57 ]

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Steppenwolf

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Uiuiui, jetzt hagelts aber
Seh ich das richtig, die beiden LMs sind einfach zwei invertierende Verstärker? Am einen kann man die Verstärkung, am anderen den Offset abgleichen?
Wofür braucht es denn einen Offsetabgleich?
Wieso hängt die BNC-Buchse nicht am AVR-Ausgang?

Find ich cool, werde heute mal etwas austesten, vielleicht die Widerstände etwas anpassen.

Vielen Dank für den Plan!

Hmm, moment mal, was passiert denn, wenn ich mit dem LEM "negative Ströme" messe? Was hab ich dann am ADC-Ausgang?


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[ Diese Nachricht wurde geändert von: Steppenwolf am 12 Sep 2006 17:05 ]

[ Diese Nachricht wurde geändert von: Steppenwolf am 12 Sep 2006 17:12 ]

BID = 368862

high_speed

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Hallo Mario

Baue am besten die zweite Stufe (IC1B) 2 mal auf, einmal
getrennt für die BNC Buchse. Die Verstärkung auf -1
einstellen, so hast du für das Oszilloskop ein stärkeres
Signal und kannst den Offset auf Null legen.
Der LM324 hat ja 4 OP-Amps.

So etwas fällt einem immer erst nach dem Abschicken ein.

> Hmm, moment mal, was passiert denn, wenn ich mit dem LEM
> "negative Ströme" messe? Was hab ich dann am ADC-Ausgang?

Rechne es doch einmal durch.
Am Ausgang von IC1A hast du +5V. (-50A)
PS: Kleiner als -0,7V kann es nicht werden.

MfG
Holger

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[ Diese Nachricht wurde geändert von: high_speed am 12 Sep 2006 17:19 ]

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Steppenwolf

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Hmm, ich guck mir das zuerst mal an... Soooo overkill muss es auch net sein. Der ADC-Ausgang reicht ja auch fürs Oszi.. Mal sehen.

Häää, ich check das immer noch net....
Wenn ich da z.B. Wechselspannung durch den Lem lasse, dann seh ich doch immer nur die positive Halbwelle??
Und warum dieser Offset- und Verstärkungsabgleich??
Oh, der Offsetabgleich ermöglicht mir doch erst das Sehen der neg. Ströme, oder? Damit kann ich den Ausgang heben oder senken....

Aaaah

Edit: Judihui, es geht...
Ich verstärke einfach mit dem zweiten OPV noch ein bisschen, da ich nur bis 30A messen müsste..


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[ Diese Nachricht wurde geändert von: Steppenwolf am 12 Sep 2006 17:28 ]

[ Diese Nachricht wurde geändert von: Steppenwolf am 12 Sep 2006 17:30 ]

[ Diese Nachricht wurde geändert von: Steppenwolf am 12 Sep 2006 17:50 ]

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Hallo Mario

Mit dem Offsetabgleich kannst du den Offset entfernen oder
einen gewollten hinzufügen. Der Verstärkungsabgleich dient
dafür, dass man Bauteiltoleranzen ausgleichen kann.

Den Offset legst du zum Beispiel auf 2,5V.
0V bedeutet dann -50A
5V bedeutet +50A, wird aber von der Z-Diode abgeschnitten.

Erst die Verstärkung einstellen, dann den Offset.

MfG
Holger

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[ Diese Nachricht wurde geändert von: high_speed am 12 Sep 2006 17:55 ]


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