ACS711EX Stomsensor liefert mit PWM flasche Messwerte

[Jana T. (jana_tech)]

Schönen guten Tag,
ich sitze hier seit 2 Wochen an einem Problem und finde einfach keine 
Lösung. Ich hoffe hier kann mir jemand weiterhelfen.

Ich bin Hobbybastlerin und habe einen Motor aus einem Defekten Bosch GSR 
12V-15 Bohrschrauber. Diesen Betreibe ich mit einem ESP8266 und einem 
Pololu VNH5019 Motorboard. Dies funktioniert auch einwandfrei und ich 
kann über den Dutycycle die Geschwindigkeit des Motors regeln.

Nun versuche ich den Strom der durch den Motor fließt zu messen. Dafür 
habe ich mir einen Pololu ACS711EX Strom Sensor besorgt. Ich habe ihn 
zum Testen an ein Labor-Netzteil angeschlossen und verschiedene Ströme 
fließen lassen. Mit dem ADC-Pin des ESP8266 konnte ich auch die 
Richtigen Spannung messen und in den entsprechenden Strom umrechnen.
Als ich allerding den Motor über PWM mit meinem Motorboard angetrieben 
habe, stimmten die Werte vorne und hinten nicht mehr. Im Datenblatt des 
ACS711 ist eine Bandbreite von 100kHz angegeben. Da ich den Motor mit 
15kHz betreibe, verstehe ich nicht, warum der Sensor nicht mit dem PWM 
klarkommt. Einen Tiefpass habe ich ebenfalls schon vor dem ADC gesetzt. 
Der ADC misst auch die anliegende Spannung korrekt.
Allerding gibt der ACS711 eine Falsche Spannung aus. Ich habe zusätzlich 
versuch einen Schaltplan für euch zu erstellen, außerdem habe ich mir 
ein Oszilloskop von meinem Schwager geliehen und mir die Spannungen, von 
dem Stromsensorausgang vor und nach dem Tiefpass angeschaut. Durch den 
auf dem ESP verbauten Spannungsteiler, ist auch der Widerstand des 
Tiefpassenes ein Spannungsteiler. Daher der Spannungsabfall. Für den 
Tiefpass habe ich einen Widerstand von 150kOhm und einem Kondensator von 
1nF gewählt.

Kann mir jemand weiterhelfen, warum mein Sensor mit dem Motorboard 
zusammen falsche Daten ausgibt? Wenn zum Beispiel 1 Ampere fließem zeigt 
der Sensor bis zu 4 Ampere an. Bei einem Gleichstrom habe ich diese 
Probleme nicht.

Vielen Dank und liebe Grüße Jana

[Roland E. (roland0815)]

Sieht doch gut aus. Das dürfte die Motorinduktivität, Schaltflanke der 
FETs und das Treiberboard sein.

[Dietrich L. (dietrichl)]

Jana T. schrieb:
> Kann mir jemand weiterhelfen

Im Schaltplan ist der GND vom ACS711 nicht mit den anderen GNDs 
verbunden. Das ist doch hoffentlich nur ein Fehler in der Zeichnung!?

[Erwin (Gast)]

Jana T. schrieb:
> Für den
> Tiefpass habe ich einen Widerstand von 150kOhm und einem Kondensator von
> 1nF gewählt.

Wie schnell willst du den Motorstrom messen? 10Hz? 1kHz? Wenn hinter 
deinem Filter kein Buffer mehr folgt sondern direkt der ADC Eingang, 
würde ich den Widerstand kleiner und den Kondensator grösser wählen (ca. 
100nF).

Wie schnell tastest du mit dem ADC ab? Filterst du die Daten noch?

Hast du irgendwelche Schutzschaltungen am Motor? Wie sieht es mit 
Kondensatoren aus?

[Falk B. (falk)]

Jana T. schrieb:
> Durch den
> auf dem ESP verbauten Spannungsteiler, ist auch der Widerstand des
> Tiefpassenes ein Spannungsteiler. Daher der Spannungsabfall. Für den
> Tiefpass habe ich einen Widerstand von 150kOhm und einem Kondensator von
> 1nF gewählt.

Falsch gewählt. Nimm mal besser 1k + 100nF.

> Kann mir jemand weiterhelfen, warum mein Sensor mit dem Motorboard
> zusammen falsche Daten ausgibt?

Wieso? Man sieht doch den trapezförmigen Stromverlauf.

> Wenn zum Beispiel 1 Ampere fließem zeigt
> der Sensor bis zu 4 Ampere an. Bei einem Gleichstrom habe ich diese
> Probleme nicht.

Tja, man muss halt zwischen dem Mittelwert und dem Spitzenwert 
unterscheiden. Für letzteres braucht man einen passenden Tiefpass, für 
ersteren eine ausreichend schnelle Abtastung per ADC.

P S Lies mal was über Bildformate. Erstens kann man das Bild 
zuschneiden und drehen, 2. ist die Maserung des Papiers hier eher nicht 
so sehenswert, sprich, man kann und sollte die Auflösung reduzieren. 
Siehe Anhang.

[MeinName (Gast)]

Hi,
wann wird denn der Strom gemessen? Woher kommt die refernz von 1A vs. 4A 
aus der Messung? Gleichstrom hat ja von der Definition her auch keine 
Zeitliche komponente, bei einem Signal mit zeitkomponente muss diese 
auch berücksichtigt werden.
Warum nutzt du nicht die Strommessung des Motortreiber Boards?
Kannst du verraten mit welche samlerate du den Strom misst und aus den 
Ergebnissen mal einen Plot generieren?

[Jana T. (jana_tech)]

Hallo,
Ich habe das Problem jetzt gelöst, in dem ich den Sensor an die 
Stromquelle in die low-side verbaut habe, da ich die Messung nicht 
zwingend Bidirektional brauche und mir Unidirektional ausreicht. Ich 
kann es mir nicht erklären warum der Sensor innerhalb der H-Brücke so 
große Probleme hat. Ich habe auch diverse tiefpasskombinationen probiert 
und immer die selben Probleme gehabt.
Der GND des ACS711 war auch mit den anderen GNDs verbunden. War 
lediglich ein Fehler in der Zeichnung.
Und das ich den Stromsensor des Motorboards nicht verwendet habe, lag 
daran, dass ich nicht wusste das dieses dies kann. Eigene Dummheit :D

Vielen Dank für die Antwort
Ich wünsche euch einen schönes Sonntag