Hallo, ich Werte einen Stromsensor ACS758ECB-200U-PFF-T (DC) mit einen 12-Bit ADC Eingang vom Mikrocontroller (MBED NXP LPC1768) aus. Die Application des Stromsensors sieht einen Tiefpassfilter vor. Den möchte ich jetzt dimensionieren. Das geschriebene Programm auf dem Mikrocontroller liest alle 100ms den ADC-Eingang aus. Also habe ich doch eine Abtastfrequenz von 10Hz und wähle fs/10, also 1Hz. Den Widerstand und Kondensator berechne ich nach fs=1/2*pi*R*C. Kann ich das so machen? Gruß Detlef
Berechnung siehe hier: http://www.electronicdeveloper.de/LL_FilterPassiv.aspx Bei den kleinen Frequenzen sehe ich da allerdings wenig Sinn drin. Das kann man softwaremässig machen.
Also wäre es sinnvoller softwareseitig eine Mittelwertbildung vorzunehmen.
Aber macht es nicht trotzdem Sinn einen Tiefpassfilter zu verbauen. Um das Signal zu glätten?
Moin, Christian J. schrieb: > Bei den kleinen Frequenzen sehe ich da allerdings wenig Sinn drin. Das > kann man softwaremässig machen. Dass du da wenig Sinn drin siehst, kann ich mir durchaus vorstellen. Nur: Wie willst du denn dann ein Signal des Sensors mit 10Hz, 20Hz, 30Hz, ... vom Gleichanteil unterscheiden? Detlef S. schrieb: > Kann ich das so machen? Ja, das wuerde ich sogar sehr empfehlen, je nach dem Strom, der da gemessen werden soll, evtl. auch aufwendiger. Gruss WK
Hi, Entschuldigung das ich den Thread wieder eröffne. Doch ich habe noch eine Frage zu Dimensionierung von R und C und wollte dafür nicht extra einen neuen Thread aufmachen. Ich habe gewählt: R = 1000 Ohm, C = 33 uF Demnach ergibt sich eine Grenzfrequenz von fs = 4,82 Hz bei einer Abtastfrquenz von 10 Hz erfülle ich das Abtasttheorem. Nur weiss ich nicht ob die Ladezeit des Kondensator ausreichend ist? R * C = 0.033s (63,2%), demensprechend für 99,3% benötigt der Kondensator 0,155s. Wenn ich jetzt die Funktion alle 0,1s aufrufe, wird der Kondensator nie vollgeladen sein? Gruß Dennis
Moin, Detlef S. schrieb: > fs = 4,82 Hz bei einer Abtastfrquenz von 10 Hz erfülle ich das > Abtasttheorem. Nur wenn dein Filter ein idealer Tiefpass mit rechteckiger Uebertragungsfkt. waere. Es ist aber bloss ein popeliger RC-Tiefpass, der 10Hz nur mit gut 6dB daempfen wird. Also keineswegs vollstaendig sperren. Gruss WK
Hi, derguteweka schrieb: >Es ist aber bloss ein popeliger RC-Tiefpass, >der 10Hz nur mit gut 6dB daempfen wird. Also keineswegs vollstaendig >sperren. Bedeutet das jetzt für mich, dass die Grenzfrequenz niedrige als meine errechneten 4,82 Hz ausgelegt werden muss?
Lohnt sich nicht am Filter zu sparen... Empfehle Sallen Key, Butterwort, 4Hz
>>Detlef Schwarz (zeche1) >>Datum: 18.08.2015 16:27 >>Hi, >>derguteweka schrieb: >>>Es ist aber bloss ein popeliger RC-Tiefpass, >>>der 10Hz nur mit gut 6dB daempfen wird. Also keineswegs vollstaendig >>>sperren. >>Bedeutet das jetzt für mich, dass die Grenzfrequenz niedrige als meine >>errechneten 4,82 Hz ausgelegt werden muss? Entweder das, oder besser ein Filter mit höherer Ordnung...
Moin, Kommt halt drauf an, was du in deinem Eingangssignal an Frequenzen oberhalb 5Hz drinnenhast. Und was du an Alias-Stoerungen tolerieren kannst. Danach kannst du die Flankensteilheit deines Filters auslegen. Was fuer eine Geschmacksrichtung, ob Butterworth, Tscheby, Cauer, etc., wird erst danach interessant; dann kommts noch drauf an, was du an Phasensauereien zulassen kannst. Gruss WK
Ich habe nur höchstens Grundkenntnisse was die verschiedenen Filterarten betrifft. Ich würde ganz gerne bei den Tiefpassfilter 1.Ordnung beleiben, weil es in der Application vorgesehen ist. Ich habe den Filter für ein Grenzfrequenz von 4,08 Hz jetzt ausgelegt. Mit R=1000 Ohm, C=39 uF. R * C = 0.039s (63,2%), demensprechend für 99,3% benötigt der Kondensator 0,195s. Bekomme ich dann nicht Probleme beim Laden des Kondensators, wenn ich die Funktion alls 0,1s Aufruf. Danke für deine Geduld.......
Detlef S. schrieb: > Bekomme ich dann nicht Probleme beim Laden des Kondensators, wenn > ich die Funktion alls 0,1s Aufruf. Nein, die Spannung am AD folgt immer langsam dem Eingangssignal. Du kannst nur schnelle Änderungen des Eingangssignals nicht sehen. Aber du solltest dir durchaus Gedanken über das von derguteweka angesprochene Problem mit Störfrequenzen machen.
Moin, Detlef S. schrieb: > Bekomme ich dann nicht Probleme beim Laden des Kondensators, wenn > ich die Funktion alls 0,1s Aufruf. Wenn du dir z.B. einen Spannungssprung von 0 auf ein paar V vorstellst, dann wird die Spannung nach dem RC-Tiefpass halt mit der ueblichen e-fkt. ansteigen. Ist halt so. Hast halt auch das Abtasttheorem verletzt (so ein Spannungssprung hat ja tuechtig Oberwellen drinnen). Andererseits - so ein bandbegrenzter Spannungssprung sieht nun auch nicht elegant aus, eher viel welliger, als man denkt. Ansonsten seh' ich erstmal keine grossen Probleme. Gruss WK
Ein passives LC-Filter berechnet man mit dem kostenlosen AADE-Programm: http://www.aade.com/filter.htm Für aktive Filter zum Beispiel Filter Pro von Texas Instruments - inzwischen veraltet aber noch downloadbar: http://www.ti.com/lsds/ti/analog/webench/webench-filters.page ganz unten, Registrierung erforderlich
Bei der niedrigen Frequenz (z.B. 5 Hz) ist ein LC filter völlig Fehl am Platz. Ob man noch groß analog filtern muss, hängt vom ADC ab. Bei einem Sigma Delta ADC braucht man keinen Antialiasing filter bei so niedriger Frequenz. Da reichen auch einige 10-100 kHz - da darf es dann ggf. auch wieder der LC Filter sein. Intern macht der Wandler da die Filterung digital. Im Prinzip macht es aber wirklich Sinn, die Filterung auf Hard und Software zu verteilen: etwa in Hardware eine Grenzfrequenz von z.B. 10 Hz - 100 Hz und dann den ADC einiges schneller Auslesen (z.B. 1 kHz, sofern das geht). Die Digitale Filterung kann z.B. eine deutlich bessere Unterdrückung von 50 Hz und 100 Hz Störungen erreichen, als es analog vertretbar ist. Selbst wenn der Software Filter nur eine einfacher Mittelwert ist, ist das sinnvoll. Der analoge Filter kann damit deutlich einfacher werden.
Moin, Wie das Filter dann berechnet wird und mit welchen Bauteilen man das aufbaut, ist momentan noch voellig wumpe. Jetzt wichtig ist: Was ist da fuer ein Signal zu erwarten. OK: Stromsensor. Aber was fliesst da fuer ein Strom durch? Macht doch etwas Unterschied, ob z.B. ein Heizwiderstand dranhaengt oder ein Universalmotor mit funkenspruehendem Collector oder ein Schaltwandler oder eine Teslaspule oderoderoder.... Gruss WK
Hi, also der Stromsensor sitzt in der Plusleitung zwischen Akku und Fahrtenregler (RC-Modell) und misst einen max. Strom von 141 A. Gruß Dennis
Moin, Und wenns 141 GA (Gigaampere) waeren - dem Herrn Shannon waer's wurscht. Was ihm aber nicht wurscht ist, ist wahrscheinlich, dass das ein Motor ist mit einem Kollektor, der vermutlich aus einer PWM gespeist wird. Da waeren die PWM Frequenz des Fahrtenreglers (Oder ist das noch so'n Ding mit Widerstandsdraht und einem Servo) und die Drehzahlen des Motors in Tateinheit mit der Anzahl von Kollektorlamellen geeignete Parameter, um mal zu gucken, bei welchen Frequenzen mit ausgepraegten Stoerungen zu rechnen ist. Eine Messung mit dem Oszilloskop koennte evtl. auch weiterhelfen. Da waere dann sogar die Extraoption FFT am Scope ausnahmsweise eine tolle Wurst. Andererseits sind das halt viele komische Fragen. Man kann durchaus auch sagen: Weissich alles nicht, ist mir auch erstmal sh1cegal. Nur wenn dann bei den Messungen komische oder eigenartig schwankende Werte rauskommen, dann muss man halt wissen, wie der Hase laeuft. Gruss WK
Hallo Leute, vielen Dank für euere ganzen Anworten. Ich werde mir morgen das Signal mit dem Ozi. anschauen und ensprechend meinen Tiefpassfilter auslegen. Habe bis jetzt nur den Stromsensor mit dem Mikrocontroller ausgewertet ohne Tiefpassfilter. Die Schwankungen hielten sich im Rahmen. Gruß Detlef
Detlef S. schrieb: > ohne Tiefpassfilter Auch wenn dir die Werte momentan gefallen, ist es keine gute Idee. Dies ist (nach "wozu brauche ich einen Abblockkondensator an einem IC, bei mir funktioniert es doch auch ohne") es der hier im Forum zweithäufigst vorkommende Irrtum, man könne den Tiefpass ja auch in Software machen und braucht ihn daher vor dem ADC nicht. Der Irrtum liegt darin, dass man sich Störungen aus höheren Frequenzbereichen als Aliasfrequenzen in das Signal reinholt, die eben nicht mehr per Software rausgefiltert werden können. Wenn du dir nicht sicher bist, wie tief du mit der Grenzfrequenz runtergehen kannst, ist es immer noch besser, einen Tiefpass mit zu hoher Grenzfrequenz zu benutzen, als gar keinen. Du hast dann zwar Alias-Effekte von Frequenzen oberhalb deiner Samplingfrequenz, die wirken sich aber mit zunehmender Frequenz immer schwächer aus. Daher: mache mindestens einen Tiefpass mit Grenzfrequenz 10 Hz vor den ADC. R = 15K C = 1uF Bei 40 KHz hast du mit diesem einfachen Filter eine Dämpfung von ca. -72dB, das entspricht etwa dem untersten Bit deines 12-Bit Wandlers. Alles oberhalb 3 KHz landet unterhalb des 4. Bits, usw. Bringt also schon mal was.
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