Motorstrommessung 24V Schiebetorantrieb

[Ing-Dom (Firma: OpenKNX) (sirsydom)]

Hallo,

ich hole kurz aus: Ich hab einen Schiebetorantrieb mit Steuerung und 
Funk-FB. (Wissniowski)
Um diesen an meine Hausautomatsierung zu bekommen, hab ich mir was 
gebastelt und hole mir den Status der Endschalter und steuere über die 
Kontakte für externe Taster. Um festzustellen, ob sich das Tor bewegt 
bzw. in welche Richtung, messe ich den Motorstrom. Ich wollte keine 
zusätzlichen Sensoren verbauen.

Der Motor ist ein 24V DC Motor, wohl ein LKW Scheibenwischermotor.
In der Steuerung ist ein 230V/24V Ringkerntrafo und geht mit 24V AC auf 
die Steuerung.
Für den Motor wird aber wohl gleichgerichtet, denn in der Doku der 
Steuerung heißt es...

"Motor des Gleichstroms von der Nennspannung 24V wo Nennstrom nicht 7,7A 
überschreitet (mit dem Kurzschlussschutz)"

Ich verwende einen ACS712 um galvanisch getrennt per Halleffekt zu 
messen und wandle alle 100ms auf einen atmega 32u4 (Arduino Micro).

Im Anhang sind 4 Öffnungs- und Schließvorgänge, Wert alle 100ms. Ich 
sehe komische Einbrüche und Schwankungen, wo keine sein sollten. 
Lediglich das letzte Drittel (der Zeit) fährt das Tor mit halber 
Geschwindigkeit. Das müsste man eigtl. sehen. Eine Fahrt dauert ca. 30s, 
also 300Samples.

Leider hab ich kein Oszi, mit dem ich das Messen könnte.

Mein Verdacht geht in die Richtung das die Gleichrichtung evtl nicht 
ordentlich gemacht wird. Da ich mit 100ms bei 1/5 der Netzfrequenz bin, 
könnte es sein dass ich immer an einem bestimmen Punkt des Sinus messe, 
der aber driftet weil es eben nicht exakt 100ms sind?!

a) Ist das Plausibel? Eigentlich kann der Sensor ja AC.
b) Was wäre die Lösung? Einfach öfter sampeln? Wandlung dauert 100µs.. 
Alle 2ms könnte drin sein. Oder würde es reichen einen "krummen" Wert 
wie z.B. 7ms zu nehmen (und zu mitteln/glätten)

Ich möchte nicht wild drauf los probieren, weil ich dazu meinen µc 
jedesmal aus dem Antrieb ausbauen muss, wasserdicht verbaut und so...

[Stefan F. (Gast)]

Was hast du denn erwartet, etwa eine glatte Linie?
Dein Ergebnis sieht ganz normal aus.

[aldesser (Gast)]

Falls dir das nicht sauber genug ist, ergänze einfach einen Tiefpass.

[Walter S. (avatar)]

Sir S. schrieb:
> Da ich mit 100ms bei 1/5 der Netzfrequenz bin,
> könnte es sein dass ich immer an einem bestimmen Punkt des Sinus messe,
> der aber driftet weil es eben nicht exakt 100ms sind?!

ja

sieht auch so aus als würdest du einen Wechselstrom messen

[Manfred (Gast)]

Sir S. schrieb:
> Für den Motor wird aber wohl gleichgerichtet,

Jetzt überlege mal, wie der Spannungsverlauf hinter dem Gleichtichter 
ist?
Ja, es ist eine pulsierende Spannung zwischen 0 und ca. 33 Volt:
https://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/1807181.htm

Du bekomst also zufällig einen Stromwert zwischen Null und Maximum, je 
nachdem, wann Du gerade abtastest.

Ich würde eine häufigere Messung anstreben und über einen längeren 
Zeitraum den Mittelwert bilden.

Das Tor ist aus Sicht eines µC schnarchend langsam, ich würde alle 2ms 
messen und mir den Mittelwert aus 20 Messungen bilden, dann ist der Wert 
einigermaßen ruhig. Wenn die 2ms zu schnell sind, dann eben etwas 
langsamer ... Du hast Zeit.

aldesser schrieb:
> Falls dir das nicht sauber genug ist, ergänze einfach einen Tiefpass.

Ja, den Tiefpass kann man in Software abbilden, siehe oben!

[Walter S. (avatar)]

Manfred schrieb:
> ich würde alle 2ms
> messen

ich würde auf jeden Fall öfter messen um das Nyquist-Kriterium zu 
erfüllen

Manfred schrieb:
> den Tiefpass kann man in Software abbilden

ganz so einfach ist das leider nicht

[Ing-Dom (Firma: OpenKNX) (sirsydom)]

Vielen Dank schonmal für die Hinweise.

Natürlich habe ich keine glatte Linie erwartet, und ich habe bereits 
einen Tiefpass in Software realisiert. Für die Analyse habe ich aber die 
Rohdaten genutzt und dargestellt.

Der Tiefpass hilft mir allerdings auch nicht weiter, wenn ich 5s lang 
keinen Strom messe, obowhl sich das Tor bewegt. Das Problem aktuell sind 
wirklich nur die echt langen Phasen wo ich praktisch nichts messe, 
obwohl das Tor läuft... manchmal ausgeprägter, manchmal weniger.

Zur Verdeutlichung habe ich mal die Zeiten markiert, in denen sich das 
Tor öffnet bzw schließt (rote Rechtecke).
Oval einige der problematischen Stellen.

Ob ich 2ms hinbekomme muss ich mal sehen, es läuft noch der Busstack...

@Manfred
das wäre doch aber abhängig davon, wie gut oder schlecht die 
Gleichspannung gleichgerichtet ist, oder? Du unterstellst jetzt mal 
einen Diodengleichrichter ohne Glättung... was wohl worst case wäre.

[Ing-Dom (Firma: OpenKNX) (sirsydom)]

kann ich den Analogwert hinter dem Wandler nicht so mit Hardware 
glätten, dass ich nicht mehr so oft abtasten muss??
Einfach ein C rein? Was wäre ein guter Wert?

[Stefan F. (Gast)]

Ja kannst du, der würde dein Signal aber auch ein bisschen verzögern.

           10kΩ

Signal o---[===]---+---o ADC
                   |
                  ===  10µF
                   |
                  GND

[Ing-Dom (Firma: OpenKNX) (sirsydom)]

Also ich sample jetzt alle 4ms und bilde alle 100ms ein arith. Mittel 
über 25 Werte.
Diese Rohdaten weißen dann die Lücken aus dem Graph nicht mehr auf.

Dann glätte ich ich mit smoothed = val/2+oldval1/4+oldval2/8+oldval3/8.

Haut für meine Zwecke sehr gut hin!