Gleichstrommotorstrom erfassen

Ich lasse den Strom durch einen Gleichstrommotor durch einen kleinen Widerstand fließen und messe die Spannung darüber. Ich muss diese analoge Spannung einem ADC eines Mikrocontrollers geben, um eine Signalverarbeitung darauf durchzuführen. Mein Problem ist, dass der Mikrocontroller mit einer isolierten Versorgung betrieben wird und die zu erfassende Spannung nicht isoliert ist. Ich halte die Verwendung eines analogen Isolators für keine gute Lösung. Eine Lösung besteht darin, einen externen ADC auf der nicht isolierten Seite zu verwenden und den ADC-Ausgang digital zu isolieren. Dieser ADC kann jedoch keine negativen Spannungen aufnehmen, wenn der Motor in eine andere Richtung läuft. Bitte helfen Sie.

Ich verstehe zwar, dass Sie sich fragen, wie Sie einen Stromerfassungswiderstand verwenden können, um Strom zu erfassen und dann den Wert über eine Isolationsgrenze zu übertragen, aber es gibt einige Alternativen, die Sie in Betracht ziehen sollten, bevor Sie die endgültige Entscheidung in Betracht ziehen.

(Beachten Sie, dass Sie keine Spezifikationen oder Anforderungen wie Bandbreite, Verpackung oder aktuellen Bereich angegeben haben, sodass die genannten spezifischen Teile möglicherweise nicht geeignet sind, aber eine große Auswahl an Teilen verfügbar ist, die wahrscheinlich einwandfrei funktionieren. )

Hall-Effekt-Stromsensoren ermöglichen eine isolierte Stromerfassung, ohne dass Elektronik oder Vorwiderstände auf der "heißen" Seite des Stromkreises erforderlich sind. Der Ausgang kann so ausgewählt werden, dass er für den direkten Anschluss an Ihren isolierten Mikrocontroller geeignet ist. Zum Beispiel, wenn Sie einen 3.3V Mikrocontroller hatte, und der Strom Sie Sinn brauchte , war weniger als +/- 12.5A Allegro Microsystems ACS711 wird Ihnen eine lineare Ausgangsspannung zwischen 0 und 3,3 V, mit 0A Strom bei 1,65 zentriert V. V.

Um dies mit Ihrem Mikrocontroller zu verwenden, verbinden Sie VIout mit einem ADC-Pin.

Natürlich stellen sie diese Sensoren mit unterschiedlichen Stromempfindlichkeiten, Fähigkeiten und Paketen her. Digikey ist dein Freund.

"Ich bin der Meinung, dass die Verwendung eines analogen Isolators keine gute Lösung ist."

Wir würden gerne helfen, aber meine Antwort bezieht sich auf einen analogen Isolator. Was stimmt mit denen nicht? Sie sind dafür gemacht.

Der IL300 kann nützlich sein:

Der IL300 hat eine ausgezeichnete Servolinearität von 0,01%. Wenn Sie U1 über die Stromversorgung des Motors mit Strom versorgen möchten, stellen Sie sicher, dass es ordnungsgemäß entkoppelt ist.

(Vcc und Masse links und rechts vom Optokoppler sind offensichtlich unterschiedlich.)

(1) Alle uC mit einem ADC geeigneter Leistung. Wert lesen. Senden Sie digitale Daten über einen Optokoppler.

(2) Sie können "lineare" Opotokoppler kaufen, mit denen eine lineare Spannung über eine Isolationsgrenze repliziert werden kann

Für 2,85 US-Dollar erhalten Sie den LOC110 von IXYS. Sie behaupten:

• 0,01% Servolinearität
• THD -87dB Typisch
• Breite Bandbreite (> 200 kHz)
• Paare analoge und digitale Signale
• Energieeffizient
• 8-poliges Flatpack- oder DIP-Paket (PCMCIA-kompatibel)

Das Gerät enthält 1 x LED und 2 x angepasste Fotodioden. Das Fotodiodenpaar wird verwendet, um ein "Servo" zu erzeugen, so dass die zwei Fotodiodenströme angepasst werden und die Eingangsspannung dann abgeleitet werden kann.

Avago bietet ein viel, viel besseres Datenblatt und einen App-Hinweis für sein HCNR201-Produkt

In jedem Fall ist I_PD1 = I_PD2 und folgen Sie der Schaltung von dort.
Sie bieten zusätzliche Schaltkreise im App-Hinweis, einschließlich eines für bipolare Eingänge.

Da das Gerät über einen Vorwiderstand stromgesteuert wird und in mA "denkt", müssen Sie mit ziemlicher Sicherheit die Spannung Ihres Motors sense_resistor etwas verstärken. Es ist unwahrscheinlich, dass dies ein Problem in der Gesamtreihenfolge darstellt.

Ich hatte 1978 das gleiche Problem mit einem 48V @ 1A Gleichstrommotor mit Fernbedienung und Stromrückmeldung über ein benutzerdefiniertes Telemetriedesign. (jetzt SCADA genannt) Ich hatte eine 1-MBit / s-Telemetrieverbindung entworfen und benötigte einen analogen Strommonitor in etwa 300 m Entfernung, der den digitalen Telemetriekanal von einem Reactor Power Bldg zum Control Bldg verwendet.

Meine Spezifikationen:

• 1% Fehler Skalenendwert
• 1% Linearität
• Abtastrate 1000 Hz.
• 1 Ampere Nenngleichstrom am Motor mit 10 mΩ Shunt
• 10 Ampere Stall. wenn die Wirbelstromsonde bei maximaler Leistung in der Mitte der U-Röhre stecken geblieben ist.
• Reaktionszeit zum Erfassen des Überstroms und Stoppen des Motortreibers 20 ms.

Verfügbar:

• Einige Statusbits bei einer 1-Mbit / s-Datentelemetrie bei einer Bildrate von 1 kHz.
• 6800 MCU zum Zurücksenden von Steuerbefehlen mit einer Rate von 100 Kbit / s.

Meine Design-Wahl:

• Steuerung der Drehzahlimpulsregelung mit 0,1% Auflösung durch Strom
• mit Pulsfrequenzregelung und einem Schuss. zur Telemetrie
  • 0,1% = 1 pps
  • 1% = 10 pps
  • 10% = 100 pps
  • 100% = 1000 pps = 10A Skalenendwert

Anstelle von ADC habe ich ein Drehzahlkonzept wie ein Auto verwendet ...

• wobei RPM => variable Pulsfrequenz 1shot ==> akkumulierte Ladung am Spannungsmesser
• außer hier Motorstrom - verstärkte und gesteuerte Pulsfrequenz mit Weitbereich VCO & One Shot.
• Der Impuls wurde als 1 Statusbit mit 800 Bytes anderer Daten in jedem Synchronisationsmodus übertragen.
• Der Empfänger stellte die Drehzahlimpulse wieder her und die einfache Integratorschaltung zeigt den Motorstrom auf einem linearen Analogmessgerät vom Flankentyp an.
• Der Sollwert für den Stillstand wurde automatisch erkannt und innerhalb von ms reagiert, um den Motor innerhalb von 5 ms anzuhalten.

Vielleicht möchten Sie jetzt eine ähnliche Tacho-Schaltung mit Optokopplern anstelle einer Koax-Telemetrie verwenden. Tachodesigns können einfach gestaltet werden, da dies nicht von der Genauigkeit abhängt.