Làm thế nào tôi có thể cảm nhận hiện tại của động cơ?

13

Tôi cần lái một động cơ DC @ 24V, 6A bằng MOSFET. Làm thế nào tôi có thể cảm nhận được hiện tại mà động cơ đang vẽ với một vi điều khiển? Tôi phải biết khi động cơ bị đình trệ.

microcontroller motor mosfet

— m.Alin
nguồn

17

Bạn đặt một điện trở có ý nghĩa nhỏ (thường <100m cho điện áp và dòng điện liên quan) nối tiếp với động cơ và đo điện áp rơi. Có hai phương pháp: phía cao và phía thấp , tùy thuộc vào vị trí của các điện trở có ý nghĩa. $\Omega$

Mặt thấp là dễ nhất, vì điện áp rơi mà bạn muốn đo có liên quan trực tiếp đến mặt đất, nhưng nó nâng điện áp thấp của động cơ lên vài chục mili trên mặt đất, và không phải ai cũng thích điều đó. Nếu nó không quá vài chục mV thì đó không phải là vấn đề và bạn có thể sử dụng opamp để khuếch đại điện áp trong cấu hình bộ khuếch đại không đảo ngược đơn giản . Điện trở 10m sẽ giúp bạn giảm 60mV, mức chấp nhận được, đồng thời đủ cao để đo đúng. Bạn không nhất thiết cần một thành phần vật lý cho việc này; vết PCB rộng 1cm rộng 0,5mm có kháng 10m . Hãy chắc chắn chọn một opamp RRIO (Rail-to-Rail). $\Omega$ $\Omega$

Đối với phép đo phía cao, bạn phải sử dụng bộ khuếch đại chênh lệch để đo điện áp rơi. Có các IC đặc biệt cho điều đó, một số trong đó có tích hợp điện trở shunt, cho độ chính xác tối đa.

nhập mô tả hình ảnh ở đây

Nhưng bạn cũng có thể xây dựng bộ khuếch đại khác biệt của riêng mình với một opamp. Nếu bạn chỉ muốn phát hiện một gian hàng, có lẽ bạn không cần bộ chuyển đổi A / D nhưng có thể sử dụng một bộ so sánh đơn giản . Hãy chắc chắn để lọc điện áp đo bằng một tụ điện.

Một tìm kiếm (không kỹ lưỡng) đã bật lên cảm biến phía cao SiLabs Si8540 , có sẵn từ Mouser từ 0,65 USD số lượng một.

chỉnh sửa
Zetex / Diodes ZXCT1009 có thể so sánh được, nhưng chỉ cần 3 chân của gói SOT23.

Đọc thêm:
Công nghệ tuyến tính Bộ sưu tập mạch cảm giác hiện tại (cảnh báo: cắm sản phẩm nặng!)
Bộ sưu tập tài liệu về bộ khuếch đại cảm biến hiện tại của Maxim

— stevenvh
nguồn

Tôi rất vui khi thấy bạn thường dành thời gian để trình bày một phần ví dụ sẽ hoàn thành công việc nhưng bài học của bạn trước tiên sẽ dạy nhiều hơn sau đó đủ để cho phép bạn bỏ qua lời khuyên mua sắm.

— Kortuk

@Kortuk - Hiểu rồi Bỏ lời khuyên mua sắm. (nhưng để lại tham chiếu đến phần ví dụ)

— stevenvh

Đó là một thông điệp "công việc tốt". Tôi nghĩ rằng các liên kết là một liên lạc tốt đẹp. Bạn đưa ra một số điều cơ bản, đây là một phần sẽ hoạt động, nhưng đến thời điểm bạn đọc nó, bạn sẽ học được cách chọn của riêng bạn. Mọi người luôn cho rằng một mod là không vui!

— Kortuk

@Kortuk - tốt, bạn không thể đổ lỗi cho họ! ;-)

— stevenvh

6

Những người nghĩ rằng cách duy nhất để đo dòng điện một chiều là sử dụng điện trở shunt có thể ngạc nhiên khi biết rằng có nhiều kỹ thuật cảm giác hiện tại tồn tại.

Cảm biến hiệu ứng Hall là tốt để đo dòng DC lớn phía cao. Một số có đầu ra tương tự, ăn hết một trong các đầu vào tương tự trên vi điều khiển của bạn. Những người khác có một ADC bên trong tích hợp, với các chân kỹ thuật số kết nối trực tiếp với vi điều khiển của bạn. Một số ít cũng có trình điều khiển FET tích hợp và đủ thông minh để tắt FET một cách vô điều kiện khi nó đo quá dòng.

Trong nhiều trường hợp, tôi thực sự không cần biết chính xác dòng điện là gì, tôi chỉ muốn giữ cho mọi thứ không bị hư hại vĩnh viễn khi xe máy ngừng hoạt động. Nó làm cho phần còn lại của hệ thống đơn giản hơn nhiều khi sử dụng "công tắc thông minh" tự động tắt khi động cơ ngừng hoạt động.

Các chip cảm biến hiệu ứng Allegro Hall trông đẹp mắt. Các công tắc nguồn thông minh IR trông đẹp.

Liên quan: Điện trở shunt tốt nhất cho ứng dụng đồng hồ điện? và đo băng thông cao

— bác sĩ
nguồn

Thành thật mà nói tôi rất tò mò, nhưng "sự đa dạng của các kỹ thuật" dường như dành cho điện trở shunt 80% dựa trên: phía cao, phía thấp, điện áp rơi trên MOSFET, ...

— stevenvh

@stevenh - anh ấy đã nói "lớn" ngoài khía cạnh cao ở đầu đoạn đó. Thật dễ dàng để tưởng tượng làm thế nào một shunt có thể nhận được khó chịu trong những trường hợp như vậy. Nhưng trong các tình huống phổ biến hơn, nó có xu hướng hoạt động khá tốt.

— Chris Stratton

1

Một lý do khác để đi với các cảm biến hiệu ứng hội trường là chúng bị cô lập và có thể có đầu ra rất thân thiện với vi điều khiển.

— W5VO

3

Vì dòng điện, điện áp và điện trở đều liên quan (định luật Ohms), bạn có thể đo dòng điện bằng cách đo điện áp rơi trên điện trở đã biết và tính toán:

$I=\frac{V}{R}$

$<0.1\Omega$

Đây là điều mà tôi đã muốn tự mình thực hiện trong một thời gian và tôi hiểu lý thuyết - chỉ cần tìm ra cách đo sự khác biệt điện áp

— Majenko
nguồn

3

Ω

$\Omega$

Ngoài ra, nó sẽ cung cấp cho tôi 6V vào A / D của vi điều khiển ..

— m.Alin

Đó là lý do tại sao tôi nói ít hơn 1

— Majenko

2

Ω

$\Omega$

Ω

$\Omega$

2

@Matt - Đó là lý do tại sao nó là một điện trở "giác quan", haha! :-) OK, đó là một điều xấu. Chà, không phải lúc nào cũng là trứng cá muối ... ;-)

— stevenvh

3

Như Andrew Kohlsmith đã sửa cho tôi đây là bản chỉnh sửa:

Đối với DC, cách duy nhất để cảm nhận dòng điện là bằng Điện trở Shunt . Phương pháp này được bắt nguồn từ Luật Ohm:

$I=\dfrac{V}{R}$

Trong đó 'I' là viết tắt của hiện tại và sẽ là biến duy nhất được giải quyết bởi các loạiC. Theo cách tương tự, 'V' là viết tắt của điện áp, sẽ được đo bằng ADC (Bộ chuyển đổi tương tự kỹ thuật số) bên trong PhaC. Cuối cùng, 'R' là viết tắt của điện trở mà bạn phải biết để tính toán sinh thái.

Có hai cách để thiết kế điện trở shunt:

$1\Omega$ $10m\Omega$
Sử dụng dấu vết bảng trong PCB để chế tạo Điện trở Shunt. Như [1] nói, tùy thuộc vào các tham số sau trong công thức, bạn sẽ nhận được giá trị kháng:

$R=\rho \times \dfrac{L}{t \times w}\times(1+Tc \times (T-25))$

Chiều dài (L)
Độ dày (t)
Chiều rộng (w)
$\rho=1.7*10^{-6}\Omega$
Nhiệt độ (T)
$10^-3\Omega/\Omega/C$

$m\Omega$

Mặt khác, cách duy nhất để đo điện áp của Điện trở đó là sử dụng Bộ khuếch đại Nhạc cụ, như Stevenvh gợi ý.

[1] AN894 - Mạch phản hồi cảm biến điều khiển động cơ của Microchip.

[2] AP144 - Tính toán điện trở theo dõi PCB bằng các dụng cụ phân cực.

[3] Máy tính kháng dấu vết của EEWeb.

[4] Khu vực đồng nhiệt PCB của Blog CircuitCalculator.com.

[5] Tương phản với nguồn cung cấp năng lượng của bạn - Cân nhắc về bố cục của Robert Kollman [TI].

— Diego
nguồn

1

Transformers hiện tại sẽ không hoạt động với động cơ DC. Tôi đã sử dụng chúng rộng rãi với các động cơ AC (lớn) cho khởi động mềm hạn chế hiện tại, nhưng lợi ích duy nhất mà chúng có (giá cả) được bù đắp bởi tất cả các vấn đề đi kèm với chúng (tuyến tính, phạm vi, cảm biến hài hòa, không có khả năng cảm nhận DC, v.v., v.v.)

— akohlsmith

Vâng, bạn hoàn toàn đúng. Tôi quên mất động cơ là một DC. Gặp khó khăn khi điều khiển một động cơ DC không chổi than, vì vậy tôi có nó bị mắc kẹt trong tâm trí. Cảm ơn các bình luận!

— Diego

@Diego - Bạn chỉ đề cập đến các yếu tố liên quan cho kháng chiến, một công thức sẽ tốt đẹp.

— stevenvh

@stevenh - Bị chê! Đối với dấu vết PCB: một số người sử dụng hình dạng, vì vậy cuối cùng họ chỉ thực hiện các thử nghiệm với PCB và đo dấu vết bằng đồng hồ vạn năng ....

— Diego

1

T_{C}

$T_C$