Stroom meten DC-motor 24V

Kan met een Hall sensor. (zoiets bijvoorbeeld: http://www.ebay.com/itm/Hall-Effect-Current-Sensor-For-Hobbyist-Arduin… )

Ik zou de stroom helemaal niet gaan meten, maar naar de spanning van de Li Ion kijken. De spanning is een redelijke maat voor de ladingstoestand van de LiIon. Eerst zal ze heel langzaam afvallen, totdat de accu bij leeg is. Daarna gaat het heel snel, en kom je op een punt waar je niet meer mag belasten om de accu niet te beschadigen.

n.b. nauwkeurig meten is een must, en ook laden is een heel verhaal op zich. Niet met een "gewone" acculader doen!

Dag JBerg54

Wat betreft de ladingstoestand van de batterij: we hebben de batterij gekocht bij een gespecialiseerde firma samen met bijhorende lader en laadindicator. Voor de levenduur van de batterij lijkt mij een goed laad- ontlaadcyclus idd heel belangrijk.

Naast de toestand van de batterij zou ik echter ook de actuele stroom willen kunnen aflezen om te zien hoe de stroom evolueert ifv het uitgevoerde werk. Er is een denkpiste om bij grote stromen manueel bij te springen mbv trappers maar dan moeten we wel kunnen zien of dit de moeite waard is.

Het zit allemaal in de kleinsschalige biologische landbouwsector dus bezie het vooral als een (groene) oefening in efficiëntie.

Ik denk dat Arco, al een perfect antwoord heeft op je vraag. Stroom meten op deze manier in combinatie met een microcontroller is erg eenvoudig.

http://arduinosensors.com/index.php/interfacing-a-hall-effect-current-…

Ik zou gewoon een Arduino pakken, omdat er erg veel beginners info voor te vinden is. Maar met een PIC zal het ook prima gaan. Wil je echter ook een display aan sturen, met wat grafieken ofzo, dan is een Arduino echt favoriet, omdat er al veel libaries gemaakt zijn voor allerhande display's.

Maar aan de andere kant, zo een hall-gebaseerde stroomsensor stuurt een DC-spanning uit. Met één weerstandje hang je dit aan een ouderwetse draaispoelmeter en je bent klaar. 'KISS'
Heb je meteen een mooie uitlezing waarbij je niet hoeft na te denken: meter in de rechterhoek = te veel stroom.
Zeker als het niet precies hoeft te zijn, maar slechts ter indicatie is.

Als alternatief kun je dit ook aan een kant-en-klare paneelmeter aanbieden, maar dan moet je mentaal het nummertje omzetten. Of bijvoorbeeld aan een groen-geel-rood led-bar met bijv. een LM3914.

Ik hou het ook graag liefst zo simpel en robuust mogelijk gezien de werkomstandigheden.

Het hoeft ook niet supernauwkeurig te zijn maar toch liefst op 0,1A nauwkeurig en herhaalbaar.

Het idee van de arduino zegt mij wel iets, dan zou je ook kunnen grafiekjes maken met metingen over langere tijd?

Da's voor een Hallsensor wel heel erg precies (0.1A = 0.2%)
Ik denk dat 0.5 of 1A een meer realistiche waarde is. (als je er een analoge meter aan hangt, zie je 0.1mA toch niet meer)

Zo'n hall effect sensor geeft je meestal een absolute nauwkeurigheid van +/- 1%, maar je kunt natuurlijk best verschillen zien die kleiner zijn dan dat, zolang je de data van een enkele sensor gebruikt.

Je kunt het uitgangssignaal van een open-loop Hall effect sensor delen met een weerstandsdeler, totdat je op een handige waarde uitkomt (bijvoorbeeld 100mV/A of zo), en het dan aan een digitale paneelmeter voeren.

Een tip voor zo'n sensor: CSLA2CF, deze heeft alleen een enkelvoudige voeding nodig, en heeft een bereik van 125A, maar dat bereik kun je kleiner maken en de uitslag dus groter door de draad meerdere keren door de opening te halen. Vreemd genoeg is dit type een stuk goedkoper dan zijn broertjes met andere bereiken bij RS en Farnell.

Als je een closed-loop sensor gebruikt (heeft wel een symmetrische voeding nodig), moet je daar een lastweerstand bij zetten, en de spanningsval over die weerstand is het uitgangssignaal. Door deze weerstand groter of kleiner te kiezen kun je het bereik een beetje verschuiven, en ook daar weer proberen handig uit te komen met een paneelmeter.

Het hoeft ook niet supernauwkeurig te zijn maar toch liefst op 0,1A nauwkeurig en herhaalbaar.

Dat *is* supernauwkeurig als 50A je volle schaal is - 0.2%.

Wat is er mis met een draaispoelmeter in een voedingslijn? Nauwkeurig genoeg voor dit doel (het maakt tenslotte voor accugebruik geen zak uit of die motor 10 of 10.5A trekt; andere factoren zoals temperatuur spelen een veel grotere rol).

Ja ok, per halve ampère is ook wel goed.

Wat betreft een draaispoelmeter: voor mij mag dat ook maar de machine wordt gebruikt op het veld.

Ik kan me de praktijk voorstellen dat er in een putje gereden wordt en dat men zal geneigd zijn om 'volgas' te geven om daaruit te rijden en ik vraag me af welke invloed dit heeft op hoe lang je kan doen met 1 batterijlading en ook wat de invloed is op de levensduur van de batterij als dit regelmatig gebeurd.

Temperatuur monitoren kan mogelijk ook interessant zijn. Wat zijn de meest ideale omstandigheden voor een lion-batterij? De machine wordt voornamelijk gebruikt in droge en warme omstandigheden.

De batterij is momenteel het duurste van de machine: 750€ (gekocht bij een lokale firma). En ik hamer nogal op een goed beheer er van.

Even update op een oude post van mij.

Zie foto in bijlage voor de huidige stand van zaken. Een designprijs zullen we er niet voor krijgen en het werk is zeker nog niet af.

Maar de kar rijdt en stuurt boven verwachting goed!

In de open ruimte tussen de zitplaats en de voorwielen moet nu nog een manueel hefsysteem komen voor de grondwerktuigen. En dan kunnen we effectief beginnen testen op het veld.

Ik had wel nog eens een vraag over de batterij: zit er in de batterij zelf een systeem om te ver ontladen te voorkomen of moeten we dit zelf voorzien? En wat is een veilig ontlaad% opdat de batterij een zo lang mogelijke levensduur zou hebben?

In bijlage ook nog een korte samenvatting van hoe wij het project zien.

Wat er aan elektronica bij die accu zit kunnen wij natuurlijk niet weten, aangezien je niet verteld wat voor accu dat precies is (merk, type, etc.). Je zegt dat je die accu bij een lokale firma heb je gekocht; misschien is handig hen even te vragen wat een eventueel BMS precies doet.

Voor de maximale levensduur kun je de accu het best altijd tussen de 20% en 80% SOC houden.

Persoonlijk zou ik de stroom, spanning en de temperatuur meten van het accupakket. En hier boven zijn voor de stroommeting al wat voorbeelden gegeven. Temperatuur zou je met een NTC kunnen doen, en de spanning eventueel met een spanningsdeler of via een opamp.

De verzamelde signalen kan je met een controller verwerken met een door jou gekozen type en merk. De minimale spanning van het accupakket is belangrijk voor de levensduur van je accu's. Hier heb je nog wat info, misschien kan je hier nog iets uithalen wat voor jou van toepassing is.

PDF - lithiumion.pdf

Ik heb een arduino uno, hall sensor ACS712 30A en tempsensor besteld.

Ik denk dat een digitale oplossing ivm logdata voor het ontwikkelwerk wel handig is maar test goed of de boel bestand is tegen de storing die de motor opwekt. Ik heb een arduino in een powermeter gebruikt maar bij sommige belastingen loopt de arduino vast. (op 230V en via een eigen trafo gevoed)

De boel moet ook goed klimaatbestendig zijn. Vocht maar ook warmte (kastje wat hangt in de brandende zon) Veel componenten hebben een behoorlijk tempco (waarde verloopt door temperatuur).

Persoonlijk zou ik een shunt gebruiken. Veel eenvoudiger. Voor een paar euro heb je een shunt en 7 segment paneelmetertje.

Hallsensors reageren op een magnetisch veld door de draad, maar kan geen onderscheidt maken tussen magneetvelden rondom de draad of rondom de motor zelf.

hoe meet je het best en simpelst dc-stroom, liefst zonder de voedingskabel te onderbreken en ik denk toch best tot een 50A.

De sensor haalt geen 50A maar net wat meer dan de helft en de stroom moet door de sensor lopen. Dus toch de kabel onderbreken. Pin 1+2 er in en bij pin 3+4 er weer uit.
Hij kan tegen 100A transients die max 100ms mogen duren. Als de motor veel hogere pieken trekt kan dat de sensor mollen (doorbranden interne trace) Dat risico is bij een shunt veel kleiner. Daar kun je de ingang van de stroom meetversterker eenvoudig beschermen tegen over-spanning. Bij die Hall sensor niet. Het is ook eenvoudiger om die spanningsval te filteren.

Onzin, er zijn genoeg hall effect sensoren (zeker in het 50A+ bereik) met een magnetische kern waar je gewoon een kabel doorheen steekt, en dat is nog veel betrouwbaarder dan een shunt weerstand. Daarbij is die ACS712 een vrij lullig ding; er zijn ook hall effect sensoren met interne geleiders die veel meer stroom kunnen voeren.

Deze http://nl.farnell.com/webapp/wcs/stores/servlet/Search?catalogId=15001… bijvoorbeeld, mag maximaal 1200A hebben voor 1 sec, als je met de sensor op 25C begint.

Het grote voordeel is natuurlijk dat je bij een hall sensor galvanisch gescheiden meet, en dus veel minder snel ellende krijgt met lussen e.d.

[Bericht gewijzigd door SparkyGSX op woensdag 8 juli 2015 13:48:19 (12%)]

Op 8 juli 2015 13:47:05 schreef SparkyGSX:
Onzin`, er zijn genoeg hall effect sensoren (zeker in het 50A+ bereik) met een magnetische kern waar je gewoon een kabel doorheen steekt, en dat is nog veel betrouwbaarder dan een shunt weerstand.

Onzin ? Hoezo, heb je de datasheet van het ding ook gelezen ? Ik weet dat er hall sensors zijn met een kern waar je kabel doorsteekt. Ik heb er hier 2 in gebruik. Maar mijn opmerking was bedoeld voor de ACS712. Die heeft de TS namelijk besteld. En daar steek je geen kabel doorheen en die kan maar 30A aan.

Of een hall sensor betrouwbaarder is weet ik niet maar ik denk van niet. Er kan weinig fout gaan als je een shunt met meer dan genoeg vermogen neemt.
Een dikke shunt is mechanisch ook sterk.
Je kan de spanning erover filteren.
Je kunt heel nauwkeurig meten. Je kan AC+DC tot hoge frequentie aan (handig bij PWM) Maar dat hangt van je TRMS converter af maar je kan ook de arduino laten rekenen. Ze maken zo ook powermeter. Je hebt voor DC voor een paar euro kant en klaar oplossingen. Maar voor AC+DC zul je een analoge electronica moeten toevoegen op het signaal te versterken en filteren voor het via evt een TRMS sensor naar de uP gaat.
En voor DC kun je ook een autoversie nemen.

De output van de Hall sensor is een gegeven. De troep op de lijn kun je er niet uitfilteren. (ringkernen om de draad zou kunnen maar die verhogen de reactantie wat voor DC prima is maar niet bij PWM) Ik heb er een waar draad door moet dus dat is me bekend. De frequentie respons daarvan is echter maar een paar kHz. Dus PWM kun je daarmee vergeten. Maar er zijn vast breedbandige versies.
De invloed van externe magnetische velden kun je mogelijk wel verminderen door metalen afscherming. Daar heb ik geen idee van. Ik heb alleen ervaring met Hall sensors voor lage vermogens. Mogelijk dat dit alleen de eerste paar A problemen geeft.
De hoogste nauwkeurigheid is laag (1,5% dacht ik bij de versie van de TS)
De frequentie respons is niet bij alle hall sensors breed en ook niet even lineair. De overgangsfrequentie van de hall sensor naar de stroomtrafo is het moeilijkste. Maar mogelijk zijn er betere hallsensors dan de door de TS opgegeven uitvoering.
De Arduino heeft maar 10 bit dus je moet de output van de sensor ook hier schalen.
Hall sensor stroomtang heeft een degauss regeling. Hoe doe je dat hier of speelt dat alleen bij lage stroom ?

Je moet met die Hall sensoren vrij voorzichtig doen, kunnen vrij snel stuk zijn. Spreek uit ervaring.

Voor DC gebruik ik ook vaak een weerstand (shunt) vindt dat ook prettig werken.

Voor AC gebruik ik deze de laatste tijd veel, en moet zeggen dat bevalt me prima.

Stroomspoel AT10 B10.pdf

De sensor die de TS nu heeft besteld is een waardeloos ding; ik heb er ook wel wat ervaring mee, en de ruis op de uitgang is bijna niet te filmen, naast alle eerder genoemde problemen. Die sensor is echter niet representatief voor alle Hall effect stroomsensors, en er zijn dus veel betere exemplaren te vinden. Degene waar een draad doorheen gaat hebben een magnetische kern (ringkern met een luchtspleet waar de sensor in zit), en die zijn dus ook veel minder gevoelig voor externe velden. De meeste hebben een bandbreedte van 100kHz (-3db punt), maar dat mag niet met hele grote stromen, omdat de kernverliezen dan te groot worden. Het leuke van een DC motor, en andere inductieve belastingen, is dat de component op de schakelfrequentie (meestal zo'n 20kHz) vaak veel kleiner is dan de totale stroom, en dat kan zo'n sensor dus prima.

Het nadeel van een shunt meting vind ik altijd dat je een directe verbinding met het te meten circuit maakt, dat mogelijk op een veel hogere werkspanning werkt. Daarbij is het lastig om direct in serie met 3 motorfasen of zo te meten, omdat je dan een hele grote common-mode component krijgt, op de PWM frequentie. Er zijn niet veel meetversterkers die blij worden van een common mode spanning van tientallen of honderden volts op 20kHz. Als je in serie met een high-side of low-side MOSFET gaat meten, moet je weer synchroon gaan samplen en zo.

Hall sensors waar een draad doorheen kan (eventueel meerdere windingen voor de gewenste gevoeligheid) zijn gewoon heerlijk simpel; voeding erop, signaaltje eruit, en je kunt op elk gewenst moment de stroom meten.

Shunt + 3 digits paneelmeter had je voor 10-12 euro.
Meet ook in beide richtingen. Gewoon in je massa kabel opnemen en klaar.

Snelheid en temperatuur bepalen hoe lang je accu het red.

Heb je bij een shunt dan niet een stukje vermogenverlies? Hoeveel moet de spanningsval over de shunt zijn om betrouwbaar te kunnen meten?

Indien niet, dan kan ik mogelijk beide meetmethodes proberen en zien hoeveel verschil er is.

Iemand mogelijk een praktisch schema?

Als je geen vermogens verlies wil neem je de kabel zelf als shunt, die ligt er toch

Bij de regelaar voor de rolstoelmotor (hier op de site) doe ik precies het zelfde, daar gebruik ik de print en de kabel als shunt werkt in dit geval prima.

Het kan best, maar om het zelf te implementeren is een shunt toch wat lastiger dan een hall effect sensor. Zo'n 3-digit paneelmeter is leuk als je alleen een indicatie wilt, maar als je verder iets met de informatie wilt doen (datalogger, integreren voor coulomb counting, een closed-loop regeling, etc.) heb je daar weer niets aan.

Het ligt er ook nogal aan of je de accustroom of de motorstroom wilt meten (nee, die zijn NIET hetzelfde, als er een motorregelaar tussen zit).