Come rilevare alta corrente

Sto lavorando al progetto che prevede l'esecuzione di un motore a corrente continua che viene utilizzato per alzare / abbassare il vetro del finestrino nel veicolo.

Durante il funzionamento, il motore assorbe circa 1,5 A di corrente. Tuttavia, quando la finestra raggiunge la fine dei cursori e il motore non può più alzare / abbassare il vetro, inizia a disegnare fino a 15A fino a quando non si rilascia il pulsante.

Voglio usare il microcontrollore AVR per controllare questo motore e vorrei fermarlo quando la finestra raggiunge la barriera. Finora sono riuscito a trovare tre soluzioni:

1. Utilizzare interruttori che attiveranno e informeranno il microcontrollore quando la finestra raggiunge la barriera. Vorrei evitare questo perché questo significa installare due interruttori per finestra e far passare cavi extra al microcontrollore.
2. Utilizzare la funzione timer che spegnerà il motore dopo un determinato periodo di tempo. Questo non è applicabile perché la tensione può variare e il motore potrebbe girare più velocemente o più lentamente del normale. Inoltre, la finestra potrebbe trovarsi in una posizione sconosciuta quando si avvia il timer (completamente in alto, nel mezzo ...).
3. Utilizzare una sorta di rilevatore di corrente elevata e instradarlo all'ingresso del microcontrollore, avvisando il programma quando viene raggiunta la soglia corrente (ad esempio 5A). Qualcosa come un transistor, un relè o un dispositivo simile in grado di gestire la corrente così in alto sull'ingresso.

Sono praticamente un principiante quando si tratta di elettronica, quindi stavo pensando se c'è un modo per rilevare questa alta corrente (il motore funziona a ~ 12V) e fornire questo segnale al microcontrollore (che funziona a 5V).

Apprezzerò qualsiasi aiuto. Grazie!

Questo dovrebbe essere abbastanza semplice. È possibile rilevare la differenza tra 1,5 A e 15 A utilizzando un semplice resistore. Un valore di 0,3 ohm produrrà 0,45 V a 1,5 A e 4,5 V a 15 A.

Un pin di ingresso digitale sul microcontrollore leggerà 0 a 1,5A e 1 a 15A.

Potresti collegarlo direttamente al pin di input del microcontrollore, ma probabilmente sarebbe meglio aggiungere un po 'di filtro e protezione.

RF e C1 forniscono un filtro passa-basso per rendere la tensione più stabile.

D1 fornisce protezione da sovratensione nel caso in cui la corrente superi notevolmente i 15A.

Allegro ha un numero di circuiti integrati per sensori di corrente, basati su sensori ad effetto Hall. L' ACS712 è in grado di rilevare correnti fino a 50 A.

L'ACS712ELCTR-20A-T ha una sensibilità di 100 mV / A, quindi è possibile utilizzare l'ADC del microcontrollore per rilevare quando viene raggiunta la soglia di 500 mV (5 A) o, meglio, utilizzare un comparatore che interrompe il microcontrollore. Molti AVR hanno un comparatore su chip, con un interrupt assegnato esclusivamente ad esso.

L'ACS712 ha una resistenza del percorso di rilevamento corrente di soli 1,2 mΩ , quindi anche a 15 A dissiperà solo 270 mW , che può sostenere per sempre. Questo è il vantaggio principale rispetto a un resistore di rilevamento corrente più tradizionale come nella risposta di Rocketmagnet. Lì hai bisogno di una resistenza relativamente alta per ottenere il livello alto a 15 A. Mike ha calcolato che la resistenza di rilevamento di Rocketmagnet dissiperà 36 W quando il motore si blocca, quindi la tempistica è fondamentale lì (per un momento ignorando la dissipazione di 131 W nel motore). Tuttavia, si consiglia un tipo da 5 W per la resistenza di rilevamento.

Ci sono queste cose chiamate interruttori reed magnetici. Fondamentalmente come un relè; una corrente provoca un campo che chiude alcuni contatti. Se ne lanci uno in serie con il motore, dovresti riuscire a trovarne uno che rimarrà aperto a 1,5 o 2A, ma vicino a 15A. Metti a terra uno dei contatti dell'interruttore, tira l'altra estremità fino alla tua logica + V e voilà, un segnale di ingresso digitale isolato.

Non proprio una soluzione elettronica ma una meccanica: se si ha il controllo della meccanica, è possibile utilizzare una soluzione di commutazione sul motore, ad esempio trasferendo da una marcia piccola a una grande che girerà meno di una volta durante l'intero processo. Un'ammaccatura su questa marcia potrebbe innescare un interruttore. (Ecco come funziona il nostro apriporta per garage.)