Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik ACS712 + Atmega16 Genauigkeit


von Matthias (Gast)


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Hallo liebes Forum!

Ich muss mittels ACS 712 einen 2 Ströme von je 1 - 1.5A messen.
Es geht um eine Hifi-Verstärkerschaltung, wo der Strom durch die Mosfets 
gemessen werden soll.
Ausgangsbasis: Atmega16, LCD, getrennte Spannungsversorgung über 2 
Netzteile von µC und Verstärker. (Messung über die ACS ist ohnehin 
potenzialfrei)

Angeschlossen sind die beiden Module (es sind Fertigmodule mit 
entsprechender Minimalbeschaltung, also Filter-C's und Lüsterklemme) an 
2 ADC-Pins eines Atmega16.

Nun steht im Datenblatt, dass bei unbelasteter Messstrecke des IC's 1/2 
VCC am Output-Pin anliegen sollten. (VCC habe ich 4.96V +- 0.05V)
Bei mir sind es lt. LCD Anzeige 2.985V (ich wandle im Programm mittels 
Konstante auf Volt um, diese Konstante ist allerdings korrekt).
Pro 1A soll sich die Spannung am Output-Pin des ACS712 um genau 185mV 
nach oben/unten (je nach Polarität) ändern.

Soweit, so gut. Problematisch an der Sache ist die Genauigkeit, bzw. die 
Frage, mit welcher Beschaltung des µC man diese mit relativ geringem 
Bauteilaufwand erhöhen könnte?
Verwende ich die interne Referenz (2.54V) des Atmega16, geht 
logischerweise nichts mehr, da ich ja bereits über ihr liege- somit 
fällt diese Variante aus. Daher bin ich auf AVCC ausgewichen, welche 
parallel an VCC angeschlossen ist (direkt vor den Pins sitzen natürlich 
100nF Kondensatoren).

Ich schwanke bei den Messungen in etwa um +- 70mA. (und das leider sehr 
sprunghaft, obwohl lt. Multimeter der Strom über einen längeren Zeitraum 
(mehrere Minuten) absolut konstant bleibt.
Die errechnete Spannung schwankt natürlich auch massiv. (über einen 0.47 
Ohm Widerstand fallen in etwa 550-680mV ab, welche ich auf dem LCD 
darstellen will)
Softwaretechnisch lasse ich in einem Array 30 Messungen hintereinander 
machen und bilde daraus den Mittelwert.
Diese Messung wiederum lasse ich dann innerhalb von 2 Sekunden per 
Timerinterrupt 5mal machen, und bilde auch daraus wieder den Mittelwert, 
so dass die Schwankungen signifikant zurückgehen.
Mir kommt es so vor, als ob ich mir irgendwo Störungen einfange, da der 
IC natürlich so gut wie keinen Strom treibt und daher evtl. 
Ausseneinflüsse massiv auf das Ergebnis einwirken (ähnliche Effekte hat 
man ja bei "offenen ADC-Pins").
Das alles wäre nur halb so wild, wenn ich nicht auch noch starke 
Ungenauigkeiten bei Stromveränderungen in der zu messenden Schaltung 
hätte. (+- 200mA ca, pendelt sich nach ein paar Messungen aber wieder 
auf +/-70mA ein)

Da ich leider noch nicht keine Erfahrungen in diesem Bereich habe, aber 
durchaus gewillt bin, dazuzulernen, Frage ich die Spezialisten hier.

- Macht eine 10µH Spule zwischen VCC und AVCC Sinn bzw. bessert sie die 
Schwankungen?
- Bringt die Beschaltung des ACS712 mit OP-Amp was, um die 
Ausgangsspannung von 185mV auf 610mV je Ampere zu erhöhen (Datenblatt 
Seite 12 Application 3)?
- Warum messe ich 2.985V anstelle 2.5V über den ADC?

Eventuell hat ja schon jemand mit diesem wirklich interessanten Bauteil 
gearbeitet und weiss, wie man da rangehen muss.

Für eure Hilfe sage ich jetzt schon vielen Dank! :)

Grüsse,
Matthias

von Matthias (Gast)


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von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Matthias schrieb:
> Lüsterklemme
> ...
> 2.985V
Mit einem Lüsterklemmenaufbau im mV Bereich messen?
Das passt irgendwie nicht zusammen...

> Frage ich die Spezialisten hier.
Die Sprache unter Elektronikern sind Schaltpläne. Stelle doch mal so 
einen bei, und am besten ein Foto von deinem Messaufbau dazu...

von Matthias (Gast)


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Hallo Lothar!

Leider habe ich keinen Schaltplan dazu.
Das Hobbyprojekt ist sozusagen nach und nach gewachsen, immer wenn ich 
Zeit finde, mache ich ein wenig daran weiter.

"Lüsterklemme" ist ein wenig unglücklich formuliert, trifft es aber doch 
irgendwo- selbst, wenns eine "Print-Leiterplattenklemme" ist:

http://www.ebay.de/itm/5A-range-ACS712-module-current-sensor-module-/250897213267?pt=LH_DefaultDomain_0&hash=item3a6aa3a753

Die Leitungen sind Silber-Lautsprecherkabel (es war ein rest in 1,5mm² 
von einem Bekannten übrig, kaufen würde ich das nicht) und je Messpunkt 
in etwa 15cm vom IC entfernt. Ich denke also durchaus, dass man da 
zumindest auf 5mV genau messen könnte (genauer geht ja dank 10bit 
ohnehin bei 5V AVCC nicht).

Viele Grüsse,
Matthias

von Simon K. (simon) Benutzerseite


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Ohne Schaltplan oder Bild wird das nichts. Da verliert man doch auch 
selber den Überblick.

von Peter (Gast)


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Ist zwar älter aber wurde hier mit den Schwankungen was erreicht?

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