Stroom meten *en* schakelen met INA3221

In een van mijn eerdere posts zocht ik naar een oplossing om een 'zekering defect' te detecteren.
In een van de andere topics kwam ik de INA3221 tegen. Dit is een high side stroom- en spannings- sensor voor drie aparte groepen en is via i2c uit te lezen en te besturen

https://www.ti.com/lit/ds/symlink/ina3221.pdf

De shunt weerstand is imho absoluut niet geschikt voor 12v auto/camper stromen maar beide shunt aansluitingen zijn goed bereikbaar als je die weerstand wil vervangen door een externe shunt. Ik gebruik die aansluiting nu voor de sens draden over een 'echte' shunt (4-draads meting). Die shunts kan je zo mooi krijgen als je maar wil maar voor mijn toepassing kon ik draad-shunts tussen 1 en 10 milliohm op aliexpress vinden. Deze zijn nauwkeurig genoeg voor mijn meting en als ik wil kan ik in de registers van de INA de exacte weerstandswaarde per kanaal opgeven.

Met deze unit sla ik een paar vliegen in één klap

  • ik kan zien wat de spanning op elk punt is en dus ook of een zekering defect is;
  • ik kan de stroom door die zekering zien;
  • ik kan zien of de zekering tegen zijn maximum belasting aan komt
    (vergelijken van de voedingsspanning met de uitgangsspanning);
  • ik krijg alerts als een of meer lijnen of individueel of tesamen te
    veel stroom verbruiken;
  • of dat mijn accu een te lage spanning geeft (en dus leeg begint te raken);

Dit geeft mij al ruim voldoende informatie voor mijn toepassing.

Maar nu mijn vraag:

Ik heb nog een 'vlieg' die ik ook graag zou wil pakken. En dat is een methode om per uitgang een SSR te schakelen zodat ik bij te dalend accu vermogen selectief verbruikers kan uitschakelen.

Hiervoor zou ik normaal een i2c io-device of io-pinnen van de uC gebruiken. Er zijn mooie ic's (bijvoorbeeld de TCA9536) voor maar die zijn allemaal smd en ik zie me niet snel op een 3x4mm chipje 8 sporen solderen.

De INA3221 heeft 4 alert/bewakings uitgangen die elk zijn eigen schakel karakter heeft waarop alarm gegeven wordt. De spanning is te laag, de stroom door een kanaal is te hoog, de totale stroom is te hoog en een voor timings issues.

Deze alarmen zijn allemaal individueel aan en uit te schakelen.
Elk van deze 3 uitgangen koppel ik aan een (schakelingang van een) SSR.

Als ik het goed zie zou ik alle alerts zodanig kunnen configureren dat ze een alarm geven en dus een SSR schakelen op het moment dat ik dat wil.
(Door de alarmniveaus van bijvoorbeeld voeding voor de ene pin, de maximale stroom voor een andere of de totale stroom op de voor de derde pin anders in te stellen zou ik dan een bepaalde SSR kunnen in en uitschakelen.)

Zie ik iets over het hoofd in de redenatie, heeft iemand al ervaring hiermee of is dit idee om van te gruwelen >:) ?

Ik hoor graag jullie commentaar!

Wat dient er uiteindelijk bereikt te worden?

Wat ik uiteindelijk wil bereiken is dat ik met de INA3221 ook de SSR's achter de meting kan in en uitschakelen.

Neenee, ik bedoel: wat is de totale eindopstelling? Blijkbaar gaat het over een camper? Opvolging/aansturing van (de afnamekant van) de woonbatterij?

Overigens lijkt het me dat met de INA3221 zelf niets te schakelen valt, ik zie dan eerder iets cpu-achtigs dat per I2C met de INA3221 praat, en met relais of mosfets of ssr de afnemers schakelt. P-channel mosfets zouden daarbij mijn voorkeur hebben, maar dat is een kwestie van wat men gewoon is.

Ik heb ook een beetje mijn twijfels bij "ik zie me niet snel op een 3x4mm chipje 8 sporen solderen": die INA3221 zit in een QFN16, lijkt me nog veel lastiger te solderen! Maar misschien overweeg je een voorgebakken module, zoals ze bv. bij Ali vlot en goedkoop beschikbaar zijn?

[Bericht gewijzigd door Paulinha_B op (66%)]

Oh, bedoel je dat. Ik heb voor het huishoud deel in mijn een apart 12v zekering blok. Twee 100AH LiF accu's verzorgen de stroom in het geval ik off-grid ben.
Sommige gebruikers zijn belangrijker draaiend te houden dan andere. De standkachel bijvoorbeeld mag je niet zo maar uitzetten omdat de de ventilator de rest hitte (nog) moet afvoeren. Ook het trapje en het alarm wil ik zo lang mogelijk in de lucht houden.
Door de stroom van de meest belangrijke circuits te meten kan ik zo bijvoorbeeld zien of de standkachel als aan het einde van een cool-down periode is. Die kan ik dan uitschakelen. En ook de koelkast wil ik niet zo maar uitschakelen als er bijvoorbeeld nog genoeg jus in de accu's zit.
Daarnaast geeft het me ook de mogelijkheid remote het een en ander te doen.
Ik gebruik inderdaad een Ali BOB. De INA3221 heeft een open drain met pull up en een led met serieweerstand. En daarmee zou ik volgens mij zonder problemen een SSR moeten kunnen schakelen.[attachment=0]

(edit: kan iemand mij vertellen waarom ik (soms) inline attachments niet kan uploaden? Ik krijg een foutmeldingspagina)

Wat noem jij een 'inline attachment'? ([attachment=0]?)
Moet wel aan beide zijden een spatie staan. (en bestand moet niet te groot zijn)

Deze wilde ik uploaden. Ik denk dat ook de lengte van de bestandsnaam belangrijk is.

Hiervoor zou ik normaal een i2c io-device of io-pinnen van de uC gebruiken. Er zijn mooie ic's (bijvoorbeeld de TCA9536) voor maar die zijn allemaal smd en ik zie me niet snel op een 3x4mm chipje 8 sporen solderen.

Ze bestaan ook in DIP en SO: https://ww1.microchip.com/downloads/en/devicedoc/21919e.pdf , verkrijgbaar bij zowel grote als kleine distributeurs en webshops...

Lekker handig zo 2 dezelfde topics. Ik heb in de ander al wat gepost mag je daar zelf gaan lezen.

Door de stroom van de meest belangrijke circuits te meten kan ik zo bijvoorbeeld zien of de standkachel als aan het einde van een cool-down periode is.

Hebben we het nu alleen over de INA3221 want die kan dat zeker niet zien. Het heeft wel een aantal uitgangen maar voor alle critical alert is dat samen maar 1 uitgang. Er moet sowieso wat een microcontoller bij die het IC uitleest en dan via zijn software kan bepalen hoe ver leeg je accu is en dan zaken kan afschakelen. Zeker het bepalen van de cooldown van je kachel kan de INA niet zelf

Sorry, die dubbele post heb ik niet met opzet gedaan. Ik kreeg een foutmelding met de submit van de post (waarschijnlijk door een te lange bijlage naam). Zonder te controleren (want fout is toch fout :? ) bleek de post toch gedaan. Alleen zonder de bijlage. Ik kon niet vinden hoe ik de dubbele post moest verwijderen. Ook weet ik niet hoe ik dat aan de moderator kan vragen. Excuus voor het ongemak in ieder geval.

Ik had je post daar wel al gelezen en de suggestie die je daar ook gaf was ik sowieso van plan op te volgen. Het was de bedoeling in de foto van bijlage dat duidelijk te maken (hij staat daar overigens nu wel, document naam was te lang). Ook ga ik vanzelfsprekend een uC gebruiken. Zonder dat heb ik geen communicatie en blijft alleen de 'zekering defect' functie over waarvoor ik een zekering blok met ledje kan blijven gebruiken.

Ik blijf zo'n BOB trouwens ook in de 'productieomgeving' gebruiken (als je daar van kan spreken voor een eenmalige toepassing). Het kost wel wat meer ruimte op de print maar bij storingen kan ik zo'n module gewoon er uit halen en als ik bang ben voor lostrillen dan gebruik ik gewoon geen voetje en soldeer ik 'm direct op de print.
Ik weet dat dit niet echt professioneel is, maar ik denk 'goed is goed genoeg'. En dus daarom zal ik ook mijn breadboard niet in mijn camper 'ophangen' :)

Er bestaan tegenwoordig 'automotive high-side switches' die speciaal voor dit soort toepassingen zijn:

https://www.ti.com/power-management/power-switches/high-side-switches/…&

Daarin zit ook een (instelbare) stroombegrenzing.

Dank je @KGE. Er zitten inderdaad wat leuke modules bij. Maar het wordt er jammer genoeg niet veel eenvoudiger op en de INA3221 had ik al besteld.

Onderstaand was wat ik in gedachten had.

Via een open drain uitgang van de INA3221 en een optocoupler een P-Fet schakelen.
De Weerstanden R3, R4, Zener en Back EMF diode beschermn de FET, en de TVS het hele circuit.

Ik denk dat dit zal werken maar ik ben niet zeker van de plaatsing van de TVS. Moet deze vóór de shunt of zelfs vóór de zekering liggen?
Ook voor de backEMS heb ik gezien dat men ze soms over de load plaatsen. Is dat beter of is juist dit veiliger?