Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Schaltung zum Strom messen ohne Widerstand?


von BigRed (Gast)


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Hallo,

Ist es möglich, ohne zusätzlichen Widerstand herauszufinden, ob ein 
AkkuPack geladen ist? Die einzige Möglichkeit (außer den LEDs des 
Ladestandsanzeige) ist ja, dass kein Strom mehr in den Akku-Pack rein 
fließt.

Dieses "es fließt kein Strom" mehr würde ich gerne detektieren. Habt ihr 
dafür eine Idee?

Danke!

von Peter II (Gast)


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BigRed schrieb:
> Dieses "es fließt kein Strom" mehr würde ich gerne detektieren. Habt ihr
> dafür eine Idee?

LEM Stromwandler

von Huh (Gast)


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BigRed schrieb:
> Dieses "es fließt kein Strom" mehr würde ich gerne detektieren. Habt ihr
> dafür eine Idee?

Hallsensor (wie in den Stromzangen, die DC messen können)

von Big Red (Gast)


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Vielen Dank!

von Sebastian K. (bigred)


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Gibt es das auch als fertiges "Bauteil" oder muss man sich das selbst 
zusammenbauen? Ich habe im Internet für die kleine Stromstärke nur 
relativ große "Apparate" gefunden - die auch nicht günstig waren...

Ich hätte mir ein Bauteil vorgestellt, an dem auf einer Seite zwei 
Eingänge sind (da, wo der Strom durchfließt) und auf der anderen Seite 
Anschlüsse wie bei einem npn Transistor.

von Huh (Gast)


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Sebastian K. schrieb:
> Gibt es das auch als fertiges "Bauteil" oder muss man sich das
> selbst
> zusammenbauen? Ich habe im Internet für die kleine Stromstärke nur
> relativ große "Apparate" gefunden - die auch nicht günstig waren...
>
> Ich hätte mir ein Bauteil vorgestellt, an dem auf einer Seite zwei
> Eingänge sind (da, wo der Strom durchfließt) und auf der anderen Seite
> Anschlüsse wie bei einem npn Transistor.

Klar, zum Beispiel als SO8 gibt's den ACS712 für bis zu 30A.
Wenn du nach den ACS* suchst, findest du auch andere Messbereiche.

http://de.farnell.com/allegro-microsystems/acs712elctr-30a-t/hall-effekt-strom-sensor/dp/1651975

von Huh (Gast)


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Hier noch ein PDF von dem Teil.

von Armin X. (werweiswas)


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An den ACS hatte ich auch eben gedacht.
Die gibt es bei ebay zuhauf fertig auf Platine für Arduinoanwendungen.

Armin

von Frank G. (frank_g53)


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von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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Die ACS712 haben eine sehr starke Temperaturabhängigkeit des 
Nullpunktes, so dass es ggf. schwierig wird, den Ende des Ladevorganges 
zu bestimmen. Bei der 30A-Ausführung entsprechen 10°C 
Temperaturunterschied schon ca. 0,5A. Ebenso reagiert der ACS712 recht 
empfindlich auf externe Magnetfelder, z.B. von Relaisspulen oder anderen 
stromführenden Leitern. Die Aktivierung eines Zettler AZ987 in ca. 1cm 
Entfernung vom ACS712 brachte einen Sprung von ca. 0,5A. Bei um 90° 
gedrehtem ACS712 konnte dieser Einfluss aber deutlich reduziert werden.

von Harald W. (wilhelms)


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BigRed schrieb:

> Ist es möglich, ohne zusätzlichen Widerstand herauszufinden, ob ein
> AkkuPack geladen ist?

Ja, man kann. Die Messung eines Stroms mit Hilfe eines Shunts
ist aber wesentlich einfacher und billiger.

von Joachim B. (jar)


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Harald W. schrieb:
> Ja, man kann. Die Messung eines Stroms mit Hilfe eines Shunts
> ist aber wesentlich einfacher und billiger.

und genauer und störunempfindlicher als Hallmessungen, man kann den 
Shunt auch sehr klein wählen oder direkt das Kabel nutzen ist ja auch 
nur ein Shunt wenn auch ein sehr kleiner :) hoffen wir mal das einige mV 
daran abfallen bei der Ladung.

von Sebastian K. (bigred)


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Vielen Dank! Diese Infos reichen mir schon mal, um etwas zu 
recherchieren :-) Manchmal sind es einfach die Vokabeln, die einem 
fehlen

von Wolfgang (Gast)


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Andreas S. schrieb:
> Die ACS712 haben eine sehr starke Temperaturabhängigkeit des
> Nullpunktes, so dass es ggf. schwierig wird, den Ende des Ladevorganges
> zu bestimmen. Bei der 30A-Ausführung entsprechen 10°C
> Temperaturunterschied schon ca. 0,5A.

Dann sollte man sich die Mühe machen, einen kleinen Heizwiderstand und 
einen Temperatursensor ggf. auf die gegenüberliegende Seite vom Board zu 
setzen, um die Temperatur konstant zu halten. Mit Quarzen macht man das 
schon lange so, wenn man etwas höhere Anforderungen an die Stabilität 
hat.

von Sebastian S. (amateur)


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Ich würde mal sagen: Nein.

Soweit mir bekannt, gibt es immer noch keine widerstandslosen Spulen.
Also der Eintausch, des oft genutzten Widerstandes (Shunt), gegen eine 
Spule, ändert nichts daran, dass ein Widerstand (heiß nur anders) in 
Reihe geschaltet wird.
Richtig hohe Ströme lassen sich natürlich "neben" einem durchgehenden, 
geraden, ununterbrochenen Leiter messen, aber da Du ja in Richtung 
"Laden beendet" messen willst geht das nur schwer.

von Huh (Gast)


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Sebastian S. schrieb:
> Ich würde mal sagen: Nein.
>
> Soweit mir bekannt, gibt es immer noch keine widerstandslosen Spulen.
> Also der Eintausch, des oft genutzten Widerstandes (Shunt), gegen eine
> Spule, ändert nichts daran, dass ein Widerstand (heiß nur anders) in
> Reihe geschaltet wird.
> Richtig hohe Ströme lassen sich natürlich "neben" einem durchgehenden,
> geraden, ununterbrochenen Leiter messen, aber da Du ja in Richtung
> "Laden beendet" messen willst geht das nur schwer.

Von was sprichst du eigentlich?
Kannst du mal bitte verraten, wo etwas von "widerstandslosen Spulen" 
steht oder vom "Tausch eines Shunts gegen eine Spule"?
Wenn ich etwas übersehen haben sollte, zeig mir bitte die Stelle, ja? 
:-)

von Wolfgang (Gast)


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Sebastian S. schrieb:
> Soweit mir bekannt, gibt es immer noch keine widerstandslosen Spulen.

Dann kannst du noch was lernen
https://www.desy.de/expo2000/deutsch/dhtmlbrowser/webthemen/18_supraleitung/supraleitung.htm
https://de.wikipedia.org/wiki/Supraleiter

von Sebastian S. (amateur)


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@Wolfgang
Ich hätte es mir doch denken können, dass es noch Erbsenzähler gibt!

von Huh (Gast)


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Sebastian S. schrieb:
> @Wolfgang
> Ich hätte es mir doch denken können, dass es noch Erbsenzähler gibt!

Kannst du bitte meine obige Frage beantworten?
Hab ich wirklich etwas übersehen?

von Wolfgang (Gast)


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Sebastian S. schrieb:
> Ich hätte es mir doch denken können, dass es noch Erbsenzähler gibt!

Dann verrate mal, was du denn unter "widerstandslos" verstehst?

Der integrierte Shunt in einem INA250 mit seinen 2mΩ dürfte deutlich 
kleiner sein als die meisten Übergangswidersände bei irgendwelchen 
Steckverbindern für die 5V des TO. Aber solange er keine Zahlen über die 
zu messenden Ströme und seinen Grenzwert herausrückt, ist das hier 
sowieso Stocherei im Nebel.

von Sebastian S. (amateur)


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@Wolfgang
Ich verstehe unter Widerstandlos garnichts!

Ich habe aber den Titel dieses Beitrages gelesen und mir das zugehörige 
Bildchen angesehen.

Ich bezweifle einfach mal, dass der TO dabei eine 
Tiefst-Temperaturanlage im Sinne hatte. Bestimmt auch Kalkulatorisch.

Sowohl die mit integriertem Widerstand realisierten Messsysteme als auch 
die indirekt über einen Hall-Widerstand arbeitenden, haben ihre 
Daseinsberechtigung. Die "Widerstände" sind aber vergleichbar.

von Huh (Gast)


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@Sebastian S. (amateur):

Darf ich nochmal nachfragen, auf was sich dein Beitrag oben bezieht?

Sebastian S. schrieb:
> Also der Eintausch, des oft genutzten Widerstandes (Shunt), gegen eine
> Spule, ändert nichts daran, dass ein Widerstand (heiß nur anders) in
> Reihe geschaltet wird.

Also wo ist von einer Spule die Rede?

von Lurchi (Gast)


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Je nach Ausführung kann man auch das Magnetfeld des normalen Kabels 
messen / nutzen. Die Genauigkeit ist dabei aber oft noch etwas 
schlechter als bei den Hall Sensoren wo der Strom direkt über fest 
verbaute Drähte geht.

Um zu sehen ob der Akku geladen ist, kann man auch einfach die Spannung 
messen - das geht bei Blei und LI Akkus recht gut. Bei NiMH und NiCd 
eher nicht so richtig. Da hat es aber auch das Ladegerät schwer den 
richtigen Zeitpunkt zu finden.
Die Temperatur des Akkus kann da auch ein Anhaltspunkt sein.

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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Wolfgang schrieb:
> Dann sollte man sich die Mühe machen, einen kleinen Heizwiderstand und
> einen Temperatursensor ggf. auf die gegenüberliegende Seite vom Board zu
> setzen, um die Temperatur konstant zu halten.

Damit kann man aber nicht den Temperaturunterschied zwischen den 
"Eingeweiden" des Hallsensors und der Leiterplatte kompensieren. Beim 
ACS712 ist ein Widerstand des Strommesspfades von 1,2mR angegeben, d.h 
bei 30A fallen rund 1,08W an dem Baustein ab. Für den auf dem 
Entwicklungsboard ASEK 712 montierten ACS712 wird eine "Junction-to-Lead 
Thermal Resistance" von 5K/W spezifiziert. Misst man nun also über einen 
längeren Zeitraum 30A und unterbricht dann den Stromfluss, werden nicht 
sofort 0,0A gemessen, sondern erst nach der Abkühlung.

Wie ich gerade gesehen habe, wurde der ACS712 am 05.06.2017 von Allegro 
abgekündigt. Als Ersatz wird der ACS723 empfohlen, den es nun auch in 
unidirektionaler Ausführungen und mit etwas besseren technischen Daten 
gibt.

> Mit Quarzen macht man das
> schon lange so, wenn man etwas höhere Anforderungen an die Stabilität
> hat.

Während des Betriebs ändert sich die thermische Verlustleistung des 
Quarzes aber nicht in relevantem Maße, ganz im Gegenteil zu 
Strommessfühlern. Und solche ofenstabilisierten Quarzoszillatoren oder 
auch Spannungsreferenzen müssen zum Erreichen ihrer maximalen Stabilität 
auch für längere Zeit betrieben werden, d.h. ggf. etliche Stunden oder 
Tage lang. Einige Referenzen dürfen auch nie wieder ausgeschaltet 
werden, ohne dass sie bei einer erneuten Inbetriebnahme ewig driften 
würden. Transfernormale wie z.B. Fluke 723B bestehen daher eigentlich 
hauptsächlich aus einem fetten Akku und ein bisschen Elektronik dazu.

Allerdings liegen wir da in einem komplett anderen Stabilitätbereich als 
bei einem einfachen Stromschätzteil.

von Huh (Gast)


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@Sebastian S. (amateur):

Darf ich nochmal nachfragen, auf was sich dein Beitrag oben bezieht?

Sebastian S. schrieb:
> Also der Eintausch, des oft genutzten Widerstandes (Shunt), gegen eine
> Spule, ändert nichts daran, dass ein Widerstand (heiß nur anders) in
> Reihe geschaltet wird.

Also wo ist von einer Spule die Rede?

von dingens (Gast)


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Er meint vlt. nur, dass bei jeder Messung Energie "abfließt".

von Wolfgang (Gast)


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Andreas S. schrieb:
> d.h. bei 30A fallen rund 1,08W an dem Baustein ab.

Die Frage ist, ob beim TO der Grenzwert für den Strom - und da kommt es 
ggf. auf die Messgenauigkeit an - so hoch liegt. Normalerweise liegt der 
Abschaltstrom beim Laden eher bei einem Bruchteil des Maximalstromes. Da 
die die Verlustleistung im Sensor i.w. mit dem Quadrat des Stromes 
sinkt, ist das ein kräftiger Hebel.

von Harald W. (wilhelms)


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Sebastian S. schrieb:

> Ich verstehe unter Widerstandlos garnichts!

Das ist doch einfach: Das ist das Gegenteil von Widerstand fest.

von dercr (Gast)


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Harald W. schrieb:
> Sebastian S. schrieb:
>
>> Ich verstehe unter Widerstandlos garnichts!
>
> Das ist doch einfach: Das ist das Gegenteil von Widerstand fest.

Nein, das wäre das Gegenteil von Widerstand lose.
Das Gegenteil von Widerstandlos ist ganz ohne Zweifel Widerstandhalt :)

von hinz (Gast)


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Siehe Anhang.

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