Как я могу определить ток двигателя?

Вы размещаете небольшой чувствительный резистор (обычно < 100 м$\Omega$напряжения и тока) последовательно с двигателем и измерьте падение напряжения. Существует два метода: верхняя сторона и нижняя сторона , в зависимости от положения чувствительного резистора.

Нижняя сторона является самой простой, так как падение напряжения, которое вы хотите измерить, напрямую связано с землей, но она также поднимает нижнюю сторону напряжения двигателя на несколько десятков милливольт над землей, и не всем это нравится. Если это не больше, чем эти несколько десятков мВ, это не должно быть проблемой, и вы можете использовать операционный усилитель для усиления напряжения в простой конфигурации неинвертирующего усилителя . 10м$\Omega$сопротивление даст вам падение на 60 мВ, что является приемлемым, и в то же время достаточно высоким для правильного измерения. Для этого вам не обязательно нужен физический компонент; дорожка печатной платы 1 см шириной 0,5 мм имеет длину 10 м$\Omega$ сопротивление .
Обязательно выберите операционный усилитель RRIO (Rail-to-Rail I/O).

Для измерения верхнего плеча необходимо использовать дифференциальный усилитель для измерения падения напряжения. Для этого существуют специальные ИС, некоторые из которых имеют встроенный шунтирующий резистор для максимальной точности.

Но вы также можете построить свой собственный разностный усилитель с операционным усилителем. Если вы просто хотите обнаружить остановку, вам, вероятно, не нужен аналого-цифровой преобразователь, но вы можете использовать простой компаратор . Обязательно отфильтруйте измеряемое напряжение конденсатором.

В ходе (не очень тщательного) поиска был обнаружен датчик верхней стороны SiLabs Si8540 , который можно приобрести у Mouser по цене 0,65 доллара США за единицу.

Зетекс
/диоды ZXCT1009 сравнимы, но требуют только 3 контакта в корпусе SOT23.

Дополнительная литература:
Linear Technology Current Sense Circuit Collection (предупреждение: сильное засорение продукта!)
Сборник документов по токочувствительным усилителям Максима

Люди, которые думают, что единственный способ измерить постоянный ток — это использовать шунтирующий резистор, могут быть удивлены, узнав, что существует множество методов измерения тока .

Датчики Холла хороши для измерения больших постоянных токов на стороне высокого напряжения. У некоторых есть аналоговый выход, потребляющий один из аналоговых входов вашего микроконтроллера. Другие имеют встроенный внутренний АЦП с цифровыми выводами, которые напрямую подключаются к вашему микроконтроллеру. Некоторые из них также имеют встроенный драйвер мощного полевого транзистора и достаточно умны, чтобы безоговорочно отключать полевой транзистор при измерении перегрузки по току.

Во многих случаях мне не нужно точно знать, каков ток, я просто хочу предотвратить необратимое повреждение, когда двигатель глохнет. Остальную часть системы значительно упрощает использование «умного переключателя», который автоматически отключается, когда двигатель глохнет.

Чипы датчика эффекта Холла Allegro выглядят красиво. Интеллектуальные ИК-выключатели питания выглядят красиво.

Связанный: Лучший шунтирующий резистор для применения в измерителе мощности? и широкополосное измерение тока

Поскольку ток, напряжение и сопротивление взаимосвязаны (закон Ома), вы можете измерить ток, измерив падение напряжения на известном сопротивлении и вычислив его:

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

Поставь маленькую($<0.1\Omega$) резистор последовательно с двигателем. Микроконтроллер может измерять падение напряжения на нем (вы можете усилить его через операционный усилитель) с помощью АЦП.

Это то, что я давно хотел сделать сам, и я понимаю теорию - просто еще не придумал, как измерить разность напряжений.

Как поправил меня Эндрю Колсмит, вот правка:

Для постоянного тока единственным способом измерения тока является шунтирующий резистор . Этот метод основан на законе Ома:

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

Где «I» обозначает ток и будет единственной переменной, решаемой микроконтроллером. Точно так же «V» означает напряжение, которое будет измеряться АЦП (аналогово-цифровым преобразователем) внутри микроконтроллера. Наконец, «R» означает резистор, который вы должны знать для расчета напряжения.

Существует два способа проектирования шунтирующего резистора:

1. Использование резистора, включенного последовательно с двигателем. Какое значение должно быть известно, и вам придется учитывать рассеиваемую мощность. Например: если вы используете резистор$1\Omega$и вы хотите почувствовать ток около 6 А, мощность, рассеиваемая этим резистором, будет 36 Вт. Поэтому я предлагаю вам использовать значения вокруг$10m\Omega$.

2. Использование трассировки платы на печатной плате для изготовления шунтирующего резистора. Как сказано в [1], в зависимости от следующих параметров в формуле вы получите значение сопротивления:

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

• Длина (Д)
• Толщина (т)
• Ширина (ш)
• Удельное сопротивление (ρ). Для меди$\rho=1.7*10^{-6}\Omega$-см
• Температура (Т)
• Тс = 3,9$10^-3\Omega/\Omega/C$(Я не знаю, что это означает, идеи?).

Некоторые опускают часть температурного продукта [2]. Существует множество сетей, которые вы можете использовать для создания приблизительного резистора дорожки печатной платы, например, в [3] и [4]. В любом случае, я бы измерял значение мультиметром с$m\Omega$способность. Если вам нужна дополнительная информация, проверьте [5].

С другой стороны, единственный способ измерить напряжение этого резистора — использовать инструментальный усилитель, как предлагает Stevenvh.

[1] AN894 - Цепи обратной связи датчика управления двигателем от Microchip.

[2] AP144 — Расчет сопротивления дорожек печатных плат с помощью Polar Instruments.

[3] Калькулятор сопротивления трассировки от EEWeb.

[4] Термическая медная зона печатной платы , блог CircuitCalculator.com.

[5] Конструирование вашего источника питания — рекомендации по компоновке Роберта Коллмана [TI].