Strom messen mit Hallsensoren

[herby87]

Ich denke schon länger über die Möglichkeit nach, mit dem Arduino Ströme zu messen und die Messdaten zu speichern. Bei meiner Internetrecherche bin ich auf den ACS 759, einen Hallsensor zur Strommessung, gestoßen. Leider bin ich hier zu wenig Fachmann, um die Verwendbarkeit einschätzen zu können. Ich konnte nirgendwo den Bereich der Signalspannung finden. Vielleicht kann mir jemand einen Tipp geben oder einen passenderen Sensor empfehlen, er sollte bidirektional einen Messbereich von 0 bis 200 A haben.

[Peter51]

Vielleicht paßt so etwas:

[herby87]

Danke für den Tipp, das sieht gut aus

[Peter51]

Bei 5V Versorgungsspannung sind am Ausgang 2,5V. Bei +200A sind am Ausgang 4,5V und bei -200A sind am Ausgang 0,5V.
Also 10mV pro Ampere. Die Abweichung ist 2mV bezogen auf den (Skalen)- Endwert - und alles für 15 USD plus Fracht und Verpackung und vernünftig einschleifen und befestigen läßt sich das Teil auch.

[Peter51]

Ich hoffe, daß ich das Datenblatt richtig interpretiert habe. Der einzige Nachteil des shunts ist wohl, das er nicht potentialfrei ist - bei ordentlicher Verdrahtung kann nichts passieren..

[herby87]

Die Messvorrichtung ist nicht zum festen Einbau gedacht, sondern als Diagnosewerkzeug für die Werkstatt und da ist natürlich ein Hallsensor einfacher anzuschließen. Die Auswertung der Signalspannung soll mit einem Arduino erfolgen und dafür eignet sich der Panucatt laut Datenblatt.
@Peter51: Weißt Du, ob es für den Panucatt auch eine Bezugsquelle in Deutschland gibt bzw. was der Versand nach Deutschland kostet? Ich habe keine Infos auf der Panucatt Homepage gefunden, ich habe Panucatt diesbezüglich schon angeschrieben, warte aber noch auf Antwort.
@Alfred: ich habe mir vor ein paar Tagen ein ähnliches Instrument aus China schicken lassen, um dann festzustellen, dass die Messdatenauswertung mit dem Arduino nicht ohne weiteres möglich ist, deshalb jetzt der Versuch mit dem Hallsensor.

[herby87]

Leider hat Panucatt auf meine Anfrage nicht geantwortet, nun habe ich hier in München eine Bezugsquelle für ACS Hallsensoren gefunden. Ich denke, dass ich dort einen ACS758 kaufen werde.

[michael]

Nochmal eine Frage an die Experten hier.
Ich warte auf meinen Unu Elektroroller mit 3kW Motor und 52V Akku.

Der Roller an sich zeigt im Tacho die Geschwindigkeit, nicht aber die Leistung an. Die würde ich aber gerne kennen, um einschätzen zu können, wie viel Energie der Roller je nach Fahrweise und z.B. Steigung etc. aktuell verbraucht.

Ich bin zwar kein gelernter Elektroniker oder Elektriker, habe aber das ein oder andere Arduino-Projekt verwirklicht.

Nun ist mir klar, dass 3000 Watt kein Spaß sind und dass es zu Stoßspannungen kommen kann, die deutlich über den 52V Nennspannung des Akkus liegen. Ich würde gern grds. einen Hallsensor für das Messen des aktuellen Stroms und einen extrem kleinen Widerstand benutzen, um die Spannung zu messen (wie in einem Multimeter). Im Arduino würde ich beides dann zur aktuellen Leistung multiplizieren und dann z.B. auf eine SD-Karte runterschreiben oder per Bluetooth an's Handy melden.

Sehe ich das richtig, dass das Messen mit einem Hallsensor relativ risiko-arm ist, weil der zu messende Strom quasi magnetisch vom Messstrom entkoppelt ist? Ich möchte auf keinen Fall irgendwelche Risiken eingehen.

Mit welchen Leistungs- und Spannungsspitzen ist denn bei eine 3000 Watt / 52V Motor zu rechnen? Wäre ich mit einem 200A bi-polaren Hallsensor auf der sicheren Seite? (100A in jede Richtung).

Falls Euch die Frage durch den Kopf geht: Mir wäre ein Arduino lieber als ein Wattmeter von der Stange, weil ich mir eh schon einen gebastelt habe, der als Alarmanlage und Fahrtenbuch (GPS) herhalten wird.

[MEroller]

Ich würde gern grds. einen Hallsensor für das Messen des aktuellen Stroms und einen extrem kleinen Widerstand benutzen, um die Spannung zu messen

Zur Spannungsmessung brauchst Du doch eher einen extrem großen Widerstand, um keinen Kurzschluss zwischen + und - zu fabrizieren?

Sehe ich das richtig, dass das Messen mit einem Hallsensor relativ risiko-arm ist, weil der zu messende Strom quasi magnetisch vom Messstrom entkoppelt ist? Ich möchte auf keinen Fall irgendwelche Risiken eingehen.

Korrekt: Der Hallsensor ist galvanisch getrennt vom zu messenden Strom. Nachteil des Hallsensors zur Strommessung ist allerdings eine gewisse Drift, die im Betrieb und auch zwischen Aus- und wieder Einschalten auftreten kann. Ein Hochstromshunt im Hauptstromkreis ist da genauer, aber für die galvanische Trennung müsstest Du dann selbst sorgen.

Mit welchen Leistungs- und Spannungsspitzen ist denn bei eine 3000 Watt / 52V Motor zu rechnen? Wäre ich mit einem 200A bi-polaren Hallsensor auf der sicheren Seite? (100A in jede Richtung).

Bis zu ca. 59V könnten es bei ganz voller Batterie etwa werden. Ob Unu (wie es sich eigentlich gehört) mit den 3000W die mechanische Motorleistung angibt, oder ob es inkorrekterweise die Elektrische Leistungsaufnahme bedeutet beeinflusst die Ermittlung des Maximalstroms stark. Gehen wir mal vom korrekten Fall aus, weil dabei die höchste Stromspitze herauskäme: Bei einem angenommenen max. Wirkungsgrad von 85% wäre die max. elektrische Leistung ca. 3530W. Daraus und aus den maximal 59V kannst du Dir jetzt selber den maximalen Batteriestrom berechnen.

[michael]

Zur Spannungsmessung brauchst Du doch eher einen extrem großen Widerstand, um keinen Kurzschluss zwischen + und - zu fabrizieren?

Ja, sorry. Falsch ausgedrückt. Ich würde parallel zur Leistung einen Spannungsteiler mit einem großen und einem sehr kleinen Widerstand aufbauen, sodass die Spannung "über" dem kleinen zwischen 0 und 5V rauskommt, womit dann der Arduino gut klarkommt.
Wenn ich meinetwegen auf 10mA Strom, der beim Arduino ankommen sollte ziele, bräuchte ich für den Gesamtwiderstand etwa 5.9kOhm. Da würden 470 Ohm und 5,6 kOhm ganz gut passen. Dann kämen bei 59V beim Arduino 4,56 Volt ankommen. Damit käme der Arduino ja super klar.

Passt das so oder hab ich nen Denkfehler drin?