ฉันจะรู้สึกถึงกระแสของมอเตอร์ได้อย่างไร

ฉันต้องขับมอเตอร์ DC ที่ 24V, 6A ด้วย MOSFET ฉันจะตรวจจับกระแสไฟฟ้าที่มอเตอร์วาดด้วยไมโครคอนโทรลเลอร์ได้อย่างไร ฉันต้องรู้ว่าเมื่อไรที่มอเตอร์หยุดทำงาน

คุณวางตัวต้านทานความรู้สึกขนาดเล็ก (โดยปกติ <100m สำหรับแรงดันและกระแสที่เกี่ยวข้อง) ในชุดที่มีมอเตอร์และวัดแรงดันไฟฟ้าตก มีสองวิธีคือด้านสูงและด้านต่ำขึ้นอยู่กับตำแหน่งของตัวต้านทานความรู้สึก $\Omega$

ด้านต่ำนั้นง่ายที่สุดเนื่องจากแรงดันตกที่คุณต้องการวัดนั้นสัมพันธ์โดยตรงกับกราวด์ แต่มันยกระดับแรงดันไฟฟ้าของมอเตอร์ที่ด้านล่างของมอเตอร์เพียงไม่กี่สิบมิลลิโวลต์เหนือพื้นดินด้วยและไม่ใช่ทุกคนที่ชอบสิ่งนั้น ถ้ามันไม่เกิน mV สองสามสิบนี้มันก็ไม่น่าจะมีปัญหาและคุณสามารถใช้ opamp เพื่อขยายแรงดันไฟฟ้าในการตั้งค่าแอมพลิฟายเออร์ที่ไม่มีการพลิกกลับอย่างง่าย 10m ต้านทานจะทำให้คุณลดลง 60mV ซึ่งเป็นที่ยอมรับได้และในเวลาเดียวกันพอเวลาสูงที่จะวัดได้อย่างถูกต้อง คุณไม่จำเป็นต้องมีองค์ประกอบทางกายภาพสำหรับสิ่งนี้ 0.5mm 1 ซม PCB ร่องรอยกว้างมี 10m Ωต้านทาน ตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้เลือกopamp ของ RRIO (Rail-to-Rail I / O)$\Omega$$\Omega$

สำหรับการวัดระดับสูงคุณต้องใช้แอมพลิฟายเออร์ที่ต่างกันเพื่อวัดแรงดันตก มีไอซีพิเศษสำหรับบางตัวที่มีตัวต้านทาน shunt รวมอยู่ด้วยเพื่อความแม่นยำสูงสุด

แต่คุณยังสามารถสร้างแอมพลิฟายเออร์ที่แตกต่างของคุณเองด้วย opamp ถ้าคุณเพียงต้องการที่จะตรวจสอบคอกที่คุณอาจไม่จำเป็นต้อง A / D converter แต่สามารถใช้ง่ายเปรียบเทียบ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้กรองแรงดันไฟฟ้าที่วัดได้ด้วยตัวเก็บประจุ

การค้นหา (ไม่ละเอียดมาก) กลับกลายเป็นเซ็นเซอร์ระดับสูงของSiLabs Si8540จากบริษัท Mouser ที่ราคาเริ่มต้นที่ 0.65 USD

แก้ไข
Zetex / Diodes ZXCT1009นั้นเทียบเคียงได้ แต่ต้องการเพียง 3 พินของแพ็คเกจ SOT23

อ่านเพิ่มเติม:
Linear Technology Current Sense Circuit Collection (คำเตือน: การเสียบผลิตภัณฑ์อย่างหนัก!) การ
รวบรวมเอกสารเกี่ยวกับเครื่องขยายสัญญาณรับรู้โดย Maxim

คนที่คิดว่าวิธีเดียวที่จะวัดกระแสไฟฟ้ากระแสตรงคือการใช้ตัวต้านทานแบบแบ่งอาจแปลกใจที่รู้ว่ามีเทคนิคการรับรู้ที่หลากหลายอยู่

เซนเซอร์ Hall Effect เหมาะสำหรับการวัดกระแส DC ด้านสูงขนาดใหญ่ บางตัวมีอะนาล็อกออกมากินอินพุตแบบอะนาล็อกหนึ่งตัวบนไมโครคอนโทรลเลอร์ของคุณ อื่น ๆ มี ADC ภายในที่รวมกับหมุดดิจิตอลที่เชื่อมต่อโดยตรงกับไมโครคอนโทรลเลอร์ของคุณ มีเพียงไม่กี่ตัวที่มีไดรเวอร์ FET พลังงานในตัวและฉลาดพอที่จะปิด FET ได้อย่างไม่มีเงื่อนไขเมื่อมันวัดกระแสเกิน

ในหลายกรณีฉันไม่จำเป็นต้องรู้อย่างแน่นอนว่ากระแสคืออะไรฉันแค่ต้องการป้องกันไม่ให้สิ่งต่าง ๆ ได้รับความเสียหายอย่างถาวรเมื่อมอเตอร์หยุดทำงาน ทำให้ส่วนที่เหลือของระบบง่ายกว่ามากในการใช้ "สวิตช์อัจฉริยะ" ที่จะปิดตัวเองโดยอัตโนมัติเมื่อมอเตอร์แผงลอย

Allegro ฮอลล์ชิปเซ็นเซอร์ผลดูดี IR พลังงานอัจฉริยะสวิตช์ดูดี

ที่เกี่ยวข้อง: ตัวต้านทาน shunt ที่ดีที่สุดสำหรับการใช้งานมิเตอร์ไฟฟ้า? และ การวัดกระแสแบนด์วิธสูง

เนื่องจากกระแสไฟฟ้า, แรงดันไฟฟ้าและความต้านทานมีความสัมพันธ์กันทั้งหมด (กฎของโอห์ม) คุณสามารถวัดกระแสได้โดยการวัดแรงดันไฟฟ้าตกคร่อมความต้านทานที่รู้จักและคำนวณมัน:

$I=\frac{V}{R}$

$<0.1\Omega$

นี่เป็นสิ่งที่ฉันอยากจะทำด้วยตัวเองซักพักแล้วและฉันก็เข้าใจทฤษฎี - แค่ยังไม่ได้คิดวิธีวัดความแตกต่างของแรงดันไฟฟ้า

อย่างที่แอนดรูโคห์สมิ ธ แก้ไขฉันนี่คือการแก้ไข:

สำหรับ DC, วิธีเดียวที่จะรู้สึกปัจจุบันคือโดยShunt ต้านทาน วิธีนี้ได้มาจากกฎของโอห์ม:

$I=\dfrac{V}{R}$

ที่ 'I' หมายถึงกระแสและจะเป็นตัวแปรเดียวที่แก้ไขได้โดย µC ในทำนองเดียวกัน 'V' หมายถึงแรงดันไฟฟ้าซึ่งจะวัดโดย ADC (ตัวแปลงสัญญาณอนาล็อก - ดิจิตอล) ภายใน µC ในที่สุด 'R' หมายถึงตัวต้านทานที่คุณต้องรู้สำหรับการคำนวณความแปรปรวน

การออกแบบตัวต้านทาน shunt มีสองวิธี:

1. $1\Omega$$10m\Omega$

2. ใช้การติดตามบอร์ดใน PCB เพื่อสร้างตัวต้านทาน Shunt ตามที่ [1] พูดขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์ต่อไปนี้ในสูตรคุณจะได้รับค่าความต้านทาน:

$R=\rho \times \dfrac{L}{t \times w}\times(1+Tc \times (T-25))$

• ความยาว (L)
• ความหนา (t)
• ความกว้าง (w)
• $\rho=1.7*10^{-6}\Omega$
• อุณหภูมิ (T)
• $10^-3\Omega/\Omega/C$

$m\Omega$

ในอีกทางหนึ่งวิธีเดียวในการวัดแรงดันไฟฟ้าของตัวต้านทานนั้นคือการใช้เครื่องขยายเสียงตามที่ Stevenvh แนะนำ

[1] AN894 - วงจรป้อนกลับเซ็นเซอร์ควบคุมมอเตอร์โดย Microchip

[2] AP144 - การคำนวณความต้านทานแทร็ก PCB โดยเครื่องมือขั้วโลก

[3] เครื่องคำนวณความต้านทานติดตามโดย EEWeb

[4] PCB Copper Copper Areaโดยบล็อก CircuitCalculator.com

[5] การพิจารณาโครงสร้างพาวเวอร์ซัพพลายของคุณ - การพิจารณาเลย์เอาต์โดย Robert Kollman [TI]