Измерение силы тока на работающем 12 в двигателе

rapidshe
Offline
Зарегистрирован: 31.12.2015

День добрый! подскажите пожалуйста, как лучше измерить ток двигателя 12в ардуиной? хочу отлавливать момент, когда двигатель словил клина. двигатель такой https://ru.aliexpress.com/item/High-Torque-12V-DC-0-6RPM-Worm-Geared-Motor-Gear-Reducer-Turbo-Motor/32804368751.html

rapidshe
Offline
Зарегистрирован: 31.12.2015

например при помощи ACS712 5А нормально? вычитал, что капризный датчик..

ЕвгенийП
ЕвгенийП аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.05.2015

Ну, либо датчик поставить, либо просто шунт и читать с него напряжение (надеюсь, что защитный диод у Вас есть).

rapidshe
Offline
Зарегистрирован: 31.12.2015

ЕвгенийП пишет:

Ну, либо датчик поставить, либо просто шунт и читать с него напряжение (надеюсь, что защитный диод у Вас есть).

если датчик, то какой? и какой шунт? диод какой то особенный, или просто отсекающий обратку?

Andrey_Y_Ostanovsky
Offline
Зарегистрирован: 03.12.2012

rapidshe пишет:
и какой шунт? диод какой то особенный, или просто отсекающий обратку?

Если словили "клина" - то ток у Вас вырастет ощутимо, поэтому любое устройство (шунт, диод, мосфет), имеющее ненулевое сопротивление, будет давать на двух концах разницу в напряжении. Дальше надо прикидывать: на каком токе все это требуется остановить. От этого значения и надо отталкиваться в вопросе "чем измерить". Или "на чем измерять"?

b707
Offline
Зарегистрирован: 26.05.2017

Andrey_Y_Ostanovsky пишет:

Если словили "клина" - то ток у Вас вырастет ощутимо, поэтому любое устройство (шунт, диод, мосфет), имеющее ненулевое сопротивление, будет давать на двух концах разницу в напряжении.

если я не ошибаюсь, диод для этого вряд ли применим, так как падение напряжения на нем от тока почти не зависит.

ЕвгенийП
ЕвгенийП аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.05.2015

rapidshe пишет:

если датчик, то какой?

Да, практически любой, Вам же не нужна ахрененная точность, хоть тот, что Вы написали. 

rapidshe пишет:

и какой шунт? 

Зависит от тока, который Вы считаете допустимым. Опять же Вам не нужна суперточноть, потому можно не покупать прецезионный шунт, достаточно резистора. Например, если для Вас допустимо 1А, то можно взять резистор на 1 ом (не менее 2 ватт!!!). При токе в 1А на нём будет падать напряжение в 1В. Ставите Ref на ардуине 1,1В и спокойно измеряете ток при помощи analogRead(). Понимаете как это сделать или надо объяснять?

 

 

rapidshe
Offline
Зарегистрирован: 31.12.2015

сходу не понял, подробности лишними не будут

ЕвгенийП
ЕвгенийП аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.05.2015

Ну, какие подробности, берёте резистор 1 ом и не менее 2 ватт. Присоединяете его одним концом к Gnd, а другим к двигателю (другой вывод двигателя идёт на + его питания.

Точку соединения резистора и двигателя соединяете с аналоговым пином.

Ref устанавливаете в 1,1В.

Читаете с пина обычным analogRead

Если прочиталось 1023, то ток у Вас 1,1 ампер, если 512 - то соответсвенно 0,55А и т.д.

Вот так и контролируете ток.

kost82
Offline
Зарегистрирован: 30.11.2015

Я недавно сталкивался с такой проблемой. Только мне нужно было отследить обрыв обмотки двигателя. Номинальные токи в двигателе были в пределах 10А (включая пусковой ток). Поствил шунт (керамический резистор) в цепь двигателя на 0.1Ом мощностью 5Вт (мощных резисторов с более низким сопротивлением нет). Параллельно шунту поставил защитный стабилитрон на 5Вольт. Проверка показала, что шунт почти не нагревается во время штатной работы и задачу свою выполняет на отлично. От клина движок защищает предохранитель.

Вообще Вашу задачу надо решать с эксперемента: измерить хотя бы амперметром номинальный и пусковой токи, а также ток под нагрузкой и при подклинивании (кратковременном). Исходя из этих токов уже подбирать шунт по закону Ома, чтобы падение напряжения на нем не превышало 5В даже в самом крайнем случае. Ну и предохранитель в цепи двигателя нужен.

andriano
andriano аватар
Offline
Зарегистрирован: 20.06.2015

kost82 пишет:

Номинальные токи в двигателе были в пределах 10А

...

Параллельно шунту поставил защитный стабилитрон на 5Вольт.

Ну т.е. стабилитрон на 50 Вт?

kost82
Offline
Зарегистрирован: 30.11.2015

Почему на 50Вт? Стабилитрон включен "встречно", например как описано вот здесь http://elektronchic.ru/elektronika/zashhitnyj-diod.html где в качестве защищаемой нагрузки - аналоговый вход ардуины.

При работе устройства весь ток идет через шунт. Одной ногой шунт сидит на массе, а второй подсоединен к движку. Падение напряжения на шунте не должно превышать 1 Вольта в нормальном режиме (0.1Ом*10А). Если вдруг будет скачок напряжения, стабилитрон сбросит излишки на массу.

Andrey_Y_Ostanovsky
Offline
Зарегистрирован: 03.12.2012

b707 пишет:
если я не ошибаюсь, диод для этого вряд ли применим, так как падение напряжения на нем от тока почти не зависит.

Это - в теории. :) Впрочем, дешевле, конечно же, поставить кусок нихрома в пару колец.

b707
Offline
Зарегистрирован: 26.05.2017

kost82 пишет:

Почему на 50Вт? Стабилитрон включен "встречно", например как описано вот здесь http://elektronchic.ru/elektronika/zashhitnyj-diod.html где в качестве защищаемой нагрузки - аналоговый вход ардуины.

Там же супрессор, а не стабитрон. Вы когда-нибудь вживую супрессор в руках держали? :) - у него ножки из 1-1.5мм проволоки и рассчитан он на сотни и даже тысячи ампер пикового тока. А стабилитрон - это слаботочный прибор, его область - десятки и сотни миллиампер - почувствуйте разницу.... Он в вашей схеме сгорит чуть позже чем сразу....

kost82
Offline
Зарегистрирован: 30.11.2015

Прошу прощения, запутался в терминологии. Вот такой диод у меня стоит: https://www.chipdip.ru/product/sa5.0 Это супрессор или стабилитрон?

В вики и многих статьях по электронике они (супрессоры и стабилитроны) чуть ли не синонимы.

ЕвгенийП
ЕвгенийП аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.05.2015

Это супрессор :)))

andriano
andriano аватар
Offline
Зарегистрирован: 20.06.2015

kost82 пишет:

Почему на 50Вт? Стабилитрон включен "встречно", например как описано вот здесь http://elektronchic.ru/elektronika/zashhitnyj-diod.html где в качестве защищаемой нагрузки - аналоговый вход ардуины.

При работе устройства весь ток идет через шунт. Одной ногой шунт сидит на массе, а второй подсоединен к движку. Падение напряжения на шунте не должно превышать 1 Вольта в нормальном режиме (0.1Ом*10А). Если вдруг будет скачок напряжения, стабилитрон сбросит излишки на массу.

Ну вот и посчитайте мощность именно в том режиме, когда стабилитрон будет "сбрасывать излишки на массу".

kost82
Offline
Зарегистрирован: 30.11.2015

По моему разумению - ток, который может потечь в этой цепи с аналоговым входом ардуино - пропорционален падению напряжения на шунте, сопротивление которого 0.1Ом. Чтобы напряжение на этом шунте превысило 5Вольт - нужен ток в обмотке двигателя более 50 Ампер. Опытным путем было определено, что ток при клине движка составляет примерно 16А, и похоже он ограничен защитой блока питания. В цепи установлен предохранитель на 7,5А, который сгорает при клине двигателя (ток при котором он сгорает я не замерял, но думаю, что он порядка 12-14 Ампер). Пусть даже будет 20А, при этом падение напряжения на шунте будет 2Вольта - более чем в 2 раза меньше допустимых 5В.

Рабочий ток движка при штатной нагрузке примерно 4-5А

trembo
trembo аватар
Offline
Зарегистрирован: 08.04.2011

Стабилитрон параллельно шунту - зачем????????????????
Обьясните цель этого действия, а то я могу подумать про вас что-то нехорошее.

kost82
Offline
Зарегистрирован: 30.11.2015

Как уже определились выше - не стабилитрон, а супрессор.

Получается он нужен только на случай когда вдруг сгорит шунт и 12 вольт с двигателя захотят попасть на вход ардуины.

Хотя вероятность того, что сгорит шунт и при этом не сгорит предохранитель - крайне мала, поэтому возможно он там и не нужен, так что можете думать про меня гадости :)

trembo
trembo аватар
Offline
Зарегистрирован: 08.04.2011

12 Вольт я прекрасно и крайне безопасно
подаю на любой вход Ардуины
через резистор 20 килоом.
На любой. ( Кроме кварца)
Могу даже на землю подать.
Или на питание.
Даже на " reset "
А теперь обьясните мне зачем вам супрессор?
Решаем высосаннную из пальца проблемму?

SLKH
Offline
Зарегистрирован: 17.08.2015

kost82 пишет:

Как уже определились выше - не стабилитрон, а супрессор.

Получается он нужен только на случай когда вдруг сгорит шунт и 12 вольт с двигателя захотят попасть на вход ардуины.

Хотя вероятность того, что сгорит шунт и при этом не сгорит предохранитель - крайне мала, поэтому возможно он там и не нужен, так что можете думать про меня гадости :)

Вероятность того, что шунт хреново припаян/привинчен/приткнут, далеко не нулевая.

Так что смысл в защите входа МК есть. И предпочтительно это сделать последовательным резистором (см. trembo) и заодно конденсатор добавить, т.к. фильтр в той цепи совсем не лишний.

 

SLKH
Offline
Зарегистрирован: 17.08.2015

trembo пишет:
Стабилитрон параллельно шунту - зачем???????????????? Обьясните цель этого действия

на случай, если земляной конец шунта от земли отвалится, при этом земляной вывод супрессора останется надежно к той земле припаянным. 

из раздела #женскиелюбовнофантастическиероманы 

kost82
Offline
Зарегистрирован: 30.11.2015

Спасибо, я понял уже свою ошибку, в следующий раз сделаю именно так.

Просто я все никак не избавлюсь от предрассудков, что на резисторах, включенных последовательно, падает напряжение. Все забываю, что токи близки к нулю.

trembo
trembo аватар
Offline
Зарегистрирован: 08.04.2011

kost82 пишет:

Просто я все никак не избавлюсь от предрассудков, что на резисторах, включенных последовательно, падает напряжение. Все забываю, что токи близки к нулю.

Конечно падает!
Всегда.
Главное- сколько падает.
И делитель напряжения получается : внешний резистор и внутренний.
Только у вас внешний резистор 10 кОм, а внутренний- 10 МОм
Один к миллиону.

https://scienceprog.com/using-current-limiting-resistors-on-avr-io-pins/
 

rapidshe
Offline
Зарегистрирован: 31.12.2015

Чтобы не тратить энергию, хочу собрать управление двигателем на транзисторах TIP122 (тем более моторчик маленький), а не на драйверах.

подскажите, правильно ли хочу собрать и не надо ли чего еще добавить в схему. а то может помехи какие....

trembo
trembo аватар
Offline
Зарегистрирован: 08.04.2011

Если не нужно часто щёлкать  я бы собирал так:
Реле задаёт направление, транзистор включает мотор.

А лучше купите готовый мост:
https://www.ebay.com/itm/1X-L9110S-H-bridge-Stepper-Motor-Dual-DC-Driver...

Вернее их там два.....

rapidshe
Offline
Зарегистрирован: 31.12.2015

учитывая что один канал вроде как до 0.8А, лучше запаралелить и использовать оба канала под один мотор

 

но блин ждать не хочется. у меня под рукой стопка tip122. да и они до 10 А

SLKH
Offline
Зарегистрирован: 17.08.2015

rapidshe пишет:

Чтобы не тратить энергию, хочу собрать управление двигателем на транзисторах TIP122 (тем более моторчик маленький), а не на драйверах.

подскажите, правильно ли хочу собрать и не надо ли чего еще добавить в схему. а то может помехи какие....

Добавить телесных наказаний автору.

Транзисторы сожрут почти все 5 вольт, и мотору ничего не останется.

rapidshe
Offline
Зарегистрирован: 31.12.2015

пока буду пускать двигатель через l298n

FAI4
Offline
Зарегистрирован: 23.09.2016

1. Чтобы измерять ток - нужен шунт.

2. Чтобы сигнал с шунта не спалил вход Адуино при выбросе тока - нужен стабилитрон паралелльно входу.

3. Чтобы не был убит стабилитрон огромным током (в случае обрыва шунта или просто превышения напряжения), то сигнал на стабилитрон (и вход платы) - подавать ЧЕРЕЗ токограничивающий резистор.

Например, если питание моторов +12 вольт, и при последовательном резисторе в 1 кОм, (а стабилитрон на 4,7 вольт (КС147 например)) будем иметь максимальный ток (даже при обрыве шунта) = (12-4,7)/1кОм = 7,3 мА, что вполне под силу переварить обычному маломощному стабилитрону.

Выделяемая при этом тепловая мощность на стабилитроне будет = 7,3 мА * 4,7 вольт = 0,034 Вт

trembo
trembo аватар
Offline
Зарегистрирован: 08.04.2011

1. Согласен на 100%.

2. Про выброс тока:
    Шунты обычно стараются делать достаточно низкоомными.
    Чтобы падение напряжения на нём не было слишком большим.
    Например " стандарт " - это 75 милливольт.
    Чтобы "выбросить" на таком шунте напряжение выше опасного 5 Вольт
    нужно превысить его номинальный ток в 67 раз.
    Я не уверен что ваш источник питания сможет выдать такой ток.
    Заметьте, я пока говорю  об относительных величинах.
    Допустим номинал 1 (10) Ампер.
    Тогда ваш фантазируемый опасный ток 67 (670) Ампер.
    Я не верю что вы сможете откуда то его обеспечить.
Проблема в том что 75 милливольт измерять несколько трудновато используя стандартный АЦП Ардуины.
Поэтому идём по пути повышения номинального напряжения до допустим 1 Вольта.
Это более чем в 10 раз больше.
Тоже плохо, греться начнёт.
10 Ватт при десяти Амперах.
Это уже не шунт, а полпаяльника.
Хреново, но ладно, пусть хоть так.....
Теперь допустим  вы где-то нашли 100 Ампер. То есть в 10 раз больше номинала.
Падение на шунте станет 10 Вольт.
Защита от такого гигантского " перенапряжения "???????????????
Это резистор.
10 Вольт отнять 5 Вольт питания равно 5 Вольт на резисторе.
Допустимый ток через входной диод процессора 0.5 миллиапера.
5 Вольт делим на 0.5 миллиампера будет 10 килоОм.
Я выберу 30кОм и забуду про ваш стабилитрон .
Мой вход прекрасно защищён.
Могу ещё поставить кондёрчик на вход 0.1мкф , для фильтрации.

Кстати если вы думаете что стабилитрон на 4.7 Вольта является пороговым элементом
который до 4.7 не пропускает ничего, а после 4.7 начинает чётко его держать как вкопанный-
гляньте на его ВАХ и увидите что они текут при низких напряжениях
и имеют динамическое сопротивление в режиме стабилизации.

 

rapidshe
Offline
Зарегистрирован: 31.12.2015

Модель шунтане подскажите? Или ссылку на алик, если не сложно

rapidshe
Offline
Зарегистрирован: 31.12.2015

l298n всегда так работает?? на него подаю 11.9в, а на мотор попадает 10.6в...

1й пин управления ставлю высокий уровень, второй - низки. 

SLKH
Offline
Зарегистрирован: 17.08.2015

rapidshe пишет:

l298n всегда так работает?? на него подаю 11.9в, а на мотор попадает 10.6в...

 

а что смущает? 1,3вольта на 2 последовательных ключа - вполне пристойно.

ток какой?