Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Digital Einbau-Volt/Ampermeter High-Side?


von Markus M. (adrock)


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Hi,

für ein privates Netzteilprojekt (Schaltnetzteil mit mehreren 
Ausgangsspannungen) würde ich pro Ausgangsspannung gerne Spannung (5V, 
12V) und Strom (20A, 5A) anzeigen.

Nun gibt es ja diese China Einbau-Volt/Ampermeter Module in der 10 EUR
Klasse, z.B. https://ebay.us/1EkN0z, teilweise auch mit externem Shunt.

Leider wird bei diesen der Shunt immer auf der Low-Side eingeschleift, 
das ist allerdings unbrauchbar wenn die gespeiste Schaltung eine 
gemeinsame Masse hat.

Gibt es diese Module auch in einer "High-Side Version", z.B. mit einem 
INA219? Perfekt wäre es, wenn sie die gleichen Abmessungen wie die 
anderen Module hätten, da die Frontplatte bereits fertig ist und ich 
nicht alles umbauen will.

Leider scheint es aber nichts in der Richtung zu geben?

Gruß
Markus

: Verschoben durch Moderator
von Rudi Ratlos (Gast)


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Laß die Finger von diesem US-Glump. Der Shunt kostet meist ein Vermögen. 
Und bei 3 Digits, gell, mißt nicht nur ungenau, sondern zeigt auch noch 
ungenau an. Es gibt auch welche (v.a. Energiemesser) mit 
-Induktions-ring.

https://www.amazon.de/dp/B08G4HGMT4  2 Stk €9,50 frei Haus
hat aber nur 10A bis 100V, dafür aber U/I 'eichbar'
wahlweise: unten durch die horizontalen Leisten scrollen.

Bei diesem Low-High-Side kann ich dir nicht helfen. Welche gemeinsame 
Masse ? Hängt das Teil nun direkt am Netzteil oder wo willst das 
anhängen? Kauf dir 5 Packungen (wie ich) und du hast auf ewig deine Ruhe 
mit AV-Messungen .

von Markus M. (adrock)


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Rudi Ratlos schrieb:

Das .us kommt nur von der Ebay-Linkverkürzung. Die Module kommen genauso 
wie die von Amazon aus China. Das war auch nur ein Beispiel, die sind 
alle mehr oder weniger gleich. Dass es nur ein sehr grober Wert ist, ist 
mir schon klar. 1% Genauigkeit werden die Teile wohl schaffen.

> Bei diesem Low-High-Side kann ich dir nicht helfen. Welche gemeinsame
> Masse ? Hängt das Teil nun direkt am Netzteil oder wo willst das
> anhängen? Kauf dir 5 Packungen (wie ich) und du hast auf ewig deine Ruhe
> mit AV-Messungen .

Das Netzteil hat (natürlich) eine Masse, sowohl für den +5V als auch für 
den +12V Zweig, die Schaltung hat ebenfalls eine gemeinsame Masse.

Wie soll ich damit mit einem Shunt der in der "Low-Side" eingeschleift 
ist die Ströme getrennt für +5V/+12V messen? Das wird nicht 
funktionieren, und genau da liegt mein Problem. Deshalb muss der Shunt 
in die High-Side.

: Bearbeitet durch User
von MaWin (Gast)


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Rudi Ratlos schrieb:
> Bei diesem Low-High-Side kann ich dir nicht helfen

Dann lass es doch einfach, an statt zu jedem Beitrag irgendeine 
unpassende SCHEISS Troll-Antwort zu geben.

"Induktionsringe" aka Stromwandlertrafos funktionieren nur bei (50Hz) 
Wechselstrom.

Markus M. schrieb:
> Leider scheint es aber nichts in der Richtung zu geben

Warum auch.
Du müsstest die Spannung vom high side shunt nach Masse umsetzen, mit 
einem Instrumentenverstärker. Leider braucht der, um auf exakt 0 zu 
kommen, eine negative Versorgungsspannung. Die hat das Modul nicht

Dazu verwenden die Module den ungenauen LM358 (7mV Offset) um die 60mV 
Spannung am shunt durch invertierenden OpAmp auf 0-3.3V umzusetzen.  Das 
ist so ungenau, sass Nullpunkt und Faktor kalibriert und im EEPROM fes 
Controllers abgelegt werden. Die Kalibrierung kannst du nicht erneut 
ablaufen lassen, zumindest wüsste ich nicht wie.

Die sauberste Methode vom shunt zu einer massebezogenen Spannung zu 
kommen sind high side current sense OpAmps wie INA183 oder LMP8480. Die 
Dinger haben aber einen eingeschränkten Spannungsbereich, vor allem 
nicht 0V. Keine Ahnung ob dir das reicht. Man würde ihre Spannung statt 
dem Ausgang des LM358 einspeisen, also kein Stecker sondern dranlöten.

von Hannes J. (Firma: _⌨_) (pnuebergang)


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Markus M. schrieb:
> Gibt es diese Module auch in einer "High-Side Version", z.B. mit einem
> INA219?

Nicht aus den üblichen Chinaquellen, weil nicht billig zu produzieren.

Diese Module benutzen billig ADCs, eventuell in einem 10 ct 
Mikrocontroller. Die kann man ohne weitere Komponenten nicht High-Side 
verschalten.

Nebenbei, sie können auch kein negativen Spannungen oder Ströme messen.

von Andrew T. (marsufant)


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Markus M. schrieb:
> Gibt es diese Module auch in einer "High-Side Version", z.B. mit einem
> INA219? Perfekt wäre es, wenn sie die gleichen Abmessungen wie die
> anderen Module hätten, da die Frontplatte bereits fertig ist und ich
> nicht alles umbauen will.

Da der INA 2xx deutlich mehr als 40ct kostet (ich rede von Jahresmenge > 
500k Stück bei mir, Stückzahlrabatt): Es gibt da nix "billiges" .

Wenn Dir unbedingt an einem High side gelegen ist:
- bestell Dir bei TI.com 5 kostenlose samples des INA 2xx.  *)
- bau diese nach applikationsvorschlag auf.
- nutze deren massebezogenen Ausgang für den (von Dir angepassten) 
Displaymodulteil. Sprich: Du mußt umlöten.

Bedenke aber:
- alle INA haben einen Offset, der mit der Höhe der highside spannung 
sich ändert.
- auf Null Volt am Ausgang des INA  bei NULL Ampere kommst du nicht,
einige (zehn) Millivolt verbleiben.

Ob sich der (schaltungs) Aufwand lohnt oder ob Du besser Deine 
Frontplatte neu erstellst: Muß du selber entscheiden.

*) Ob Du solche mit integriertem Shunt oder nur als CSA nimmst, kommt 
auf den Strom an den Du messen willst.

von Werner H. (werner45)


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Abhilfe wäre ein kleines zusätzliches Netzteil nur für die Anzeige.
Das paßt bestimmt noch ins Gehäuse.

von Sven L. (svenl)


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Das, was Du suchst, nennt sich "High-side current monitor". Das 
funktioniert mit Shuntwiderständen und auf der High-Side und der Gain 
kann beliebig auf den ADC/Shuntwiderstand mittels Widerständen 
eingestellt werden.

Beispielsweise LTC6106

Viele Grüße!

Sven

: Bearbeitet durch User
von Phasenschieber S. (Gast)


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Das Thema hatten wir hier schon mehrmals.
Suchen: High-Side Strommessung

von Peter D. (peda)


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Markus M. schrieb:
> würde ich pro Ausgangsspannung gerne Spannung (5V,
> 12V) und Strom (20A, 5A) anzeigen.

Nimm einfach 2 Einzelnetzteile und verbinde "-" hinter der Messung.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Ich habe meine Panelmeter (mit ICL7107) so aufgebaut, daß die 
Versorgungspannung galvanisch getrennt ist (mit einem 12V -> 5V 
DC/DC-Wandler). Versorgt werden alle Panelmeter von einer gemeinsamen 
12V Hilfsspannung, die das Netzteil bereit stellen muß.

Gemessen werden kann dann wahlweise H- oder L-Side. Und an beiden 
Spannungreglern, vollkommen egal ob die extern in Reihe geschaltet sind 
oder nicht. Ich habe noch nie verstanden, warum das ein Vorteil sein 
soll, die Panelmeter aus der Meßspannung zu versorgen.

Das kannst du den China-Teilen auch beibringen. Einfach extern eine 
Anzahl DC/DC-Wandler vorsehen. Wenn du selber baust, reicht auch ein 
einziger mit mehreren getrennten Ausgangsspannungen. Sonderlich stabil 
müssen die Spannungen ja nicht sein.

von Markus M. (adrock)


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Danke für eure Vorschläge, also ich verstehe "out of the box" scheint es 
da keinen 1:1 Ersatz zu geben.

Da die vorhandenen einfachen Module sowohl Spannung als auch Strom 
anzeigen, wäre die Speisung über einen DC-DC Wandler zwar für den Strom 
ok, aber für die Spannungsanzeige müsste ich sie ja doch wieder mit der 
"normalen" Masse verbinden.

Und ich kann die Masse des 5V/12V Zweiges zwar auftrennen, aber in der 
angeschlossenen Schaltung wird sie ebenfalls zusammengeführt, somit wird 
das nicht helfen.

Am elegantesten wäre doch die Variante mit einem INA219, der hat alles 
bereits integriert. Und einen kleinen µC der sich um die Anzeige der 
Daten kümmert. Vlt. nehme ich das tatsächlich mal als kleines Projekt, 
wollte mich sowieso mit dem INA219 mal beschäftigen.

Ja, es wird etwas "teurer", der IC kostet satte 2,50 EUR. Dann noch 
einen kleinen Controller und eine Anzeige... sollte doch für <10 EUR 
machbar sein.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Markus M. schrieb:
> Da die vorhandenen einfachen Module sowohl Spannung als auch Strom
> anzeigen, wäre die Speisung über einen DC-DC Wandler zwar für den Strom
> ok, aber für die Spannungsanzeige müsste ich sie ja doch wieder mit der
> "normalen" Masse verbinden.

Du meinst diese Module, die Spannung und Strom anzeigen? Bei denen 
hast keine Chance. Der Shunt ist auf der L-Side verbaut. Und oft sind 
gar nur 3 (statt 4) Anschlüsse für Strom- und Spannungsmessung 
herausgeführt. Aber du mußt die ja nicht nehmen.

von Andrew T. (marsufant)


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Markus M. schrieb:
> Am elegantesten wäre doch die Variante mit einem INA219, der hat alles
> bereits integriert. Und einen kleinen µC der sich um die Anzeige der
> Daten kümmert. Vlt. nehme ich das tatsächlich mal als kleines Projekt,
> wollte mich sowieso mit dem INA219 mal beschäftigen.
>
> Ja, es wird etwas "teurer", der IC kostet satte 2,50 EUR.

Lies doch was oben steht über die Samples von TI.

Der INA219 ist ein Texas Instruments IC, 5 samples für "umme".

von Markus M. (adrock)


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Andrew T. schrieb:

>> Ja, es wird etwas "teurer", der IC kostet satte 2,50 EUR.
>
> Lies doch was oben steht über die Samples von TI.
>
> Der INA219 ist ein Texas Instruments IC, 5 samples für "umme".

Verschickt TI denn noch Samples an Privatleute? Einmal vor ca. 10 Jahren 
oder so hatte ich welche bekommen, aber in den letzten Jahren war mein 
Verständnis sie verschicken keine mehr.

Wie auch immer, hatte sogar noch zwei INA219B da, die ich mal für ein 
anderes Projekt gekauft hatte. Bin schon am Programmieren.

von Markus M. (adrock)


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Axel S. schrieb:
> Markus M. schrieb:
>> Da die vorhandenen einfachen Module sowohl Spannung als auch Strom
>
> Du meinst diese Module, die Spannung und Strom anzeigen? Bei denen

Ja, siehe meinen ersten Post mit dem Link zu dem Beispielartikel.

> hast keine Chance. Der Shunt ist auf der L-Side verbaut. Und oft sind
> gar nur 3 (statt 4) Anschlüsse für Strom- und Spannungsmessung
> herausgeführt.

Ja, genau da liegt mein Problem :-) Es gibt ja Lösungen (siehe IC 
INA219), nur sind die wohl zu hochpreisig und damit nicht China 
kompatibel.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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U.U. ist dieser Stromwandler ein interessantes Bauteil:
https://www.pollin.de/p/aktiver-stromsensor-vacuumschmelze-t60404-n4646-x66282-15-a-5-v-180070
Kann man zwischen 5, 10 und 15A umstellen und hat eine aktive Schaltung. 
Liefert die Referenz und den Messwert.

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