Come posso rilevare la corrente del motore?

Devo guidare un motore DC a 24 V, 6 A con un MOSFET. Come posso rilevare la corrente che il motore sta assorbendo con un microcontrollore? Devo sapere quando il motore è fermo.

Collocare un resistore di rilevamento di piccole dimensioni (in genere <100m per la tensione e la corrente coinvolte) in serie con il motore e misurare la caduta di tensione. Esistono due metodi: high-side e low-side , a seconda della posizione del resistore di rilevamento. $\Omega$

Il lato inferiore è più semplice, poiché la caduta di tensione che si desidera misurare è direttamente correlata alla terra, ma solleva il lato inferiore della tensione del motore di alcune decine di millivolt anche dal suolo, e non a tutti piace. Se non è più di queste poche decine di mV, non dovrebbe essere un problema, e puoi usare un opamp per amplificare la tensione in una semplice configurazione di amplificatore non invertente . Una resistenza di 10 m ti darà una caduta di 60 mV, il che è accettabile e allo stesso tempo abbastanza alto da misurare correttamente. Non è necessario necessariamente un componente fisico per questo; una traccia PCB da 1 cm larga 0,5 mm ha una resistenza di 10 m . Assicurarsi di selezionare un opamp RRIO (I / O rail-to-rail).$\Omega$$\Omega$

Per la misurazione high-side devi usare un amplificatore di differenza per misurare la caduta di tensione. Ci sono circuiti integrati speciali per questo, alcuni dei quali hanno il resistore shunt integrato, per la massima precisione.

Ma puoi anche costruire il tuo amplificatore di differenza con un opamp. Se vuoi solo rilevare uno stallo probabilmente non hai bisogno del convertitore A / D ma puoi usare un semplice comparatore . Assicurati di filtrare la tensione misurata con un condensatore.

Una ricerca (non molto approfondita) ha rivelato il sensore high-side Si8540 SiLabs , disponibile da Mouser da USD 0,65 quantità uno.

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Zetex / Diodes ZXCT1009 è paragonabile, ma necessita solo di 3 pin del suo pacchetto SOT23.

Ulteriori letture: Collezione di circuiti a rilevamento di corrente a
tecnologia lineare (attenzione: inserimento di prodotti pesanti!) Raccolta di documenti sugli amplificatori a rilevamento di corrente di Maxim

Le persone che pensano che l'unico modo per misurare la corrente CC sia utilizzare un resistore shunt potrebbero essere sorpresi nell'apprendere che esistono varie tecniche di rilevamento della corrente .

I sensori ad effetto hall sono utili per misurare grandi correnti CC di fascia alta. Alcuni hanno l'uscita analogica, consumando uno degli ingressi analogici sul microcontrollore. Altri hanno un ADC interno integrato, con pin digitali che si collegano direttamente al tuo microcontrollore. Alcuni hanno anche un driver FET di potenza integrato e sono abbastanza intelligenti da disattivare incondizionatamente il FET quando misura la sovracorrente.

In molti casi, non ho davvero bisogno di sapere esattamente quale sia la corrente, voglio solo evitare che le cose vengano permanentemente danneggiate quando il motore si blocca. Rende il resto del sistema molto più semplice utilizzare uno "switch intelligente" che si spegne automaticamente quando il motore si blocca.

I chip del sensore ad effetto Allegro Hall sembrano belli. Gli interruttori di alimentazione intelligenti IR sembrano belli.

Correlati: la migliore resistenza di shunt per l'applicazione del misuratore di potenza? e misurazione della corrente ad alta larghezza di banda

Poiché la corrente, la tensione e la resistenza sono tutte correlate (legge di Ohm), è possibile misurare la corrente misurando la caduta di tensione attraverso una resistenza nota e calcolandola:

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

$<0.1\Omega$

Questo è qualcosa che volevo fare da solo per un po 'e capisco la teoria - non ho ancora capito come misurare la differenza di tensione

Mentre Andrew Kohlsmith mi correggeva, ecco la modifica:

Per DC, l'unico modo per rilevare la corrente è tramite un resistore shunt . Questo metodo è derivato dalla legge di Ohm:

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

Dove 'I' sta per corrente e sarà l'unica variabile risolta da µC. Allo stesso modo, 'V' sta per Voltage, che verrà misurato da un ADC (convertitore analogico-digitale) all'interno del µC. Infine, "R" sta per il resistore che è necessario conoscere per il calcolo dell'ecutazione.

Esistono due modi per progettare la resistenza di shunt:

1. $1\Omega$$10m\Omega$

2. Utilizzo della traccia della scheda in un PCB per fabbricare un resistore shunt. Come dice [1], in base ai seguenti parametri nella formula, otterrai un valore di resistenza:

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

• Lunghezza (L)
• Spessore (t)
• Larghezza (w)
• $\rho=1.7*10^{-6}\Omega$
• Temperatura (T)
• $10^-3\Omega/\Omega/C$

$m\Omega$

D'altra parte, l'unico modo per misurare la tensione di quel resistore è usare un amplificatore strumentale, proprio come suggerisce Stevenvh.

[1] AN894 - Circuiti di feedback del sensore di controllo motore di Microchip.

[2] AP144 - Calcolo della resistenza del circuito stampato di Polar Instruments.

[3] Calcolatore di resistenza alla traccia di EEWeb.

[4] PCB Copper Thermal Area di Blog CircuitCalculator.com.

[5] Contructing your Power Supply - Considerazioni sul layout di Robert Kollman [TI].