モーターの電流をどのように感知できますか?


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MOSFETでDCモーター@ 24V、6Aを駆動する必要があります。モーターがマイクロコントローラーで引き込む電流をどのように感知できますか?モーターがいつ停止するかを知る必要があります。

回答:


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あなたが置く小さなセンス抵抗を(通常は<100メートル電圧と電流の関与のための)モーターと直列にして電圧降下を測定します。検出抵抗器の位置に応じて、ハイサイドローサイドの 2つの方法があります。 Ω

測定したい電圧降下はグランドに直接関連しているため、ローサイドが最も簡単ですが、モーターの電圧のローサイドもグランドから数十ミリボルト上昇し、誰もがそれを好むわけではありません。ただし、これらの数十mV以下であれば問題ありません。オペアンプを使用して、単純な非反転アンプ構成で電圧を増幅できます。10メートルの抵抗を使用すると、許容され60mVの降下を、与えると同時に、十分に高いが、正しく測定します。これには必ずしも物理的なコンポーネントは必要ありません。1センチメートルのPCBトレース0.5ミリメートルは広い10メートルの持つΩの抵抗をRRIO(Rail-to-Rail I / O)オペアンプ を選択してください。ΩΩ

ハイサイド測定では、電圧降下を測定するために差動アンプを使用する必要があります。そのための特別なICがあり、そのいくつかは、最高の精度を得るために、シャント抵抗が組み込まれています。

ここに画像の説明を入力してください

ただし、オペアンプを使用して独自の差動増幅器を構築することもできます。ストールを検出したいだけなら、おそらくA / Dコンバーターは必要ありませんが、単純なコンパレーターを使用できます。コンデンサで測定電圧を必ずフィルタリングしてください。

(それほど徹底的ではない)検索により、SiLabs Si8540ハイサイドセンサーが見つかりました。これは、Mouserから0.65 USDの数量で入手できます。

編集
Zetex / Diodes ZXCT1009は同等ですが、必要なのはSOT23パッケージの3ピンのみです。


さらに読む:
リニアテクノロジーの電流検出回路コレクション (警告:重い製品のプラグ!)マキシムによる電流検出アンプに関するドキュメントの
コレクション


多くの場合、時間をかけて仕事を成し遂げるサンプルの部分を見せてくれますが、最初に行うレッスンは、買い物のアドバイスをバイパスできるほど十分に教えてくれることをとてもうれしく思います。
Kortuk

@Kortuk-わかった。ショッピングに関するアドバイスを削除しました。(ただし、サンプルパーツへの左参照)
-stevenvh

それは「良い仕事」のメッセージでした。リンクはいい感じだと思いました。いくつかの基本的なことを説明しますが、ここで機能する部分がありますが、これを読んでいる時点で、独自の選択方法を学習できているはずです。人々は常にMODが不幸だと思います!
-Kortuk

@Kortuk-まああなたはそれらを責めることはできません!;-)
stevenvh

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DC電流を測定する唯一の方法がシャント抵抗を使用することだと考える人は、さまざまな電流検出技術が存在することを知って驚くかもしれません。

ホール効果センサーは、大きなハイサイドDC電流の測定に適しています。一部にはアナログ出力があり、マイクロコントローラーのアナログ入力の1つを使い果たします。その他には、内蔵のADCがあり、マイクロコントローラーに直接接続するデジタルピンがあります。また、一部にはパワーFETドライバが組み込まれており、過電流を測定するときに無条件にFETをオフにするのに十分なほどスマートです。

多くの場合、実際に電流が何であるかを正確に知る必要はありません。モーターが失速しても永久に損傷しないようにしたいだけです。モーターが停止すると自動的にオフになる「スマートスイッチ」を使用することで、システムの残りの部分がはるかに簡単になります。

アレグロホール効果センサチップは素敵に見えます。IRインテリジェント・パワー・スイッチの外観の素敵を。

関連: 電力計アプリケーションに最適なシャント抵抗器? および 広帯域電流測定


正直なところ、私は興味があったが、「種々の技法は、」80%のシャント抵抗ベースのためのように見えること:ハイサイド、ローサイド、MOSFETの電圧降下、...
stevenvh

@stevenh-彼はその段落の始めにハイサイドに加えて「大」と言った。そのような状況でシャントが不快になる可能性があることは容易に想像できます。しかし、より一般的な状況では、かなりうまく機能する傾向があります。
クリスストラットン

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ホール効果センサーを使用するもう1つの理由は、それらが分離されており、非常にマイクロコントローラーに優しい出力を持つことができることです。
W5VO

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電流、電圧、抵抗はすべて関連しているため(オームの法則)、既知の抵抗での電圧降下を測定して計算することにより、電流を測定できます。

I=VR

<0.1Ω

これは私がしばらく自分自身でやりたかったことであり、理論を理解しています-電圧差を測定する方法をまだ試していません


3
Ω

また、マイクロコントローラのA / D ...に私に6Vを供給します
m.Alin

私が言う理由です未満
Majenko

2
ΩΩ

2
@Matt-それが「センス」抵抗器である理由です!:-) OK、それは悪いものでした。まあ、それは常にキャビアにすることはできません...
;

3

アンドリュー・コールスミスが私に修正を加えたように、ここに編集があります:

DCの場合、電流を検出する唯一の方法は、シャント抵抗を使用することです。この方法は、オームの法則から派生しています。

I=VR

「I」は電流を表し、µCによって解決される唯一の変数になります。同様に、「V」は電圧を表し、µC内のADC(アナログデジタルコンバーター)によって測定されます。最後に、「R」は、評価を計算するために知っておく必要がある抵抗器を表します。

シャント抵抗器の設計には2つの方法があります。

  1. 1Ω10mΩ

  2. PCBのボードトレースを使用してシャント抵抗器を製造します。[1]にあるように、式の次のパラメーターに応じて、抵抗値が得られます。

R=ρ×Lt×w×(1+Tc×(T25))

  • 長さ(L)
  • 厚さ(t)
  • 幅(w)
  • 抵抗率(ρ)。Cuの場合、ρ=1.7106Ω
  • 温度(T)
  • Tc = 3.9 103Ω/Ω/C

mΩ

一方、その抵抗器の電圧を測定する唯一の方法は、Stevenvhが示唆しているように、計装アンプを使用することです。


[1] AN894 -Microchip社のモーター制御センサーフィードバック回路。

[2] AP144 -Polar InstrumentsによるPCBトラック抵抗の計算。

[3] EEWebによるトレース抵抗計算

[4] CircuitCalculator.comブログによるPCB熱銅面積

[5] 電源の構築-レイアウトに関する考慮事項 Robert Kollman [TI]。


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とにかく、現在の変圧器はDCモーターでは動作しません。私は電流制限されたソフトスタートのために(大きな)ACモーターでそれらを広範囲に使用しましたが、彼らが持っている唯一の利点(価格)はそれらに付随するすべての問題(線形性、範囲、高調波検知、検知不能)によって相殺されますDC、などなど)
akohlsmith

はい、あなたは絶対に正しいです。私はモーターがDCのものであることを忘れていました。ブラシレスDCモーターの制御に問題があるため、念頭に置いています。コメントありがとう!
ディエゴ

@Diego-抵抗に関連する要素のみに言及しますが、式がいいでしょう。
stevenvh

@stevenh-エディテッド!一部の人々は図形を使用するので、最終的に、彼らはちょうどPCBのとテストを行い、マルチメータでトレースを測定する....:PCBトレース用
サンディエゴ

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TC
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