¿Cómo puedo detectar la corriente del motor?

Coloca una resistencia de pequeño sentido (normalmente < 100m \ $ \ Omega \ $ para el voltaje y la corriente involucrados) en serie con el motor y mide la caída de voltaje. Hay dos métodos: lado alto y lado bajo , dependiendo de la posición de la resistencia sensorial.

El lado bajo es más fácil, ya que la caída de voltaje que desea medir está directamente relacionada con la tierra, pero eleva el lado bajo del voltaje del motor unas decenas de milivoltios sobre el suelo también, y no le gusta a todos. Sin embargo, si no es más que estas pocas decenas de mV, no debería ser un problema, y puede utilizar un amplificador óptico para amplificar el voltaje en una configuración simple amplificador no inversor . Una resistencia de 10 m \ $ \ Omega \ $ le dará una caída de 60mV, que es aceptable, y al mismo tiempo lo suficientemente alta para medir correctamente. No necesariamente necesitas un componente físico para esto; una traza de PCB de 1 cm de ancho de 0.5 mm tiene una resistencia de 10m \ $ \ Omega \ $ .
Asegúrese de seleccionar una opción RRIO (E / S de riel a riel).

Para la medición del lado alto, debe usar un amplificador de diferencia para medir la caída de voltaje. Hay IC especiales para eso, algunos de los cuales tienen la resistencia de derivación integrada, para una máxima precisión.

Perotambiénpuedesconstruirtupropioamplificadordediferenciaconunopamp.Sisolodeseadetectarunbloqueo,probablementenonecesiteelconvertidorA/D,peropuedeusaruncomparadorsimple.Asegúresedefiltrarelvoltajemedidoconuncapacitor.

Unabúsqueda(nomuycompleta)mostrólosSiLabs Si8540 sensor de lado alto, disponible en Mouser desde USD 0,65 cantidad uno .

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El Zetex / Diodes ZXCT1009 es comparable, pero solo necesita 3 pines de su paquete SOT23.

Lectura adicional:
Linear Technology Colección Current Sense Circuit (advertencia: ¡taponamiento del producto pesado!)
Colección de documentos sobre amplificadores de sentido actual por Maxim

Las personas que piensan que la única forma de medir la corriente continua es usar una resistencia de derivación pueden sorprenderse al descubrir que una variedad de técnicas de detección actuales existe.

Los sensores de efecto Hall son buenos para medir grandes corrientes de CC de lado alto. Algunos tienen salida analógica, consumiendo una de las entradas analógicas de su microcontrolador. Otros tienen un ADC interno integrado, con pines digitales que se conectan directamente a su microcontrolador. Algunos también tienen un controlador FET de alimentación integrado, y son lo suficientemente inteligentes como para apagar incondicionalmente el FET cuando mide sobrecorriente.

En muchos casos, no necesito saber exactamente cuál es la corriente, solo quiero evitar que las cosas se dañen permanentemente cuando el motor se detiene. Hace que el resto del sistema sea mucho más sencillo de usar un "interruptor inteligente" que se apaga automáticamente cuando el motor se detiene.

Los chips del sensor de efecto Allegro Hall se ven bien. Los interruptores de potencia inteligentes IR se ven bien.

Relacionados: ¿La mejor resistencia de derivación para la aplicación del medidor de potencia? y Medición de corriente de gran ancho de banda

Como la corriente, el voltaje y la resistencia están relacionados (ley de Ohmios), puede medir la corriente midiendo la caída de voltaje en una resistencia conocida y calculándola:

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

Coloque una pequeña resistencia (\ $ < 0.1 \ Omega \ $) en serie con el motor. El microcontrolador puede medir la caída de voltaje a través de él (es posible que desee amplificarlo a través de un amplificador operacional) utilizando ADC.

Esto es algo que he querido hacer por mí mismo durante un tiempo, y entiendo la teoría, pero aún no he descubierto cómo medir la diferencia de voltaje

Como Andrew Kohlsmith me corrigió aquí está la edición:

Para DC, la única forma de detectar la corriente es mediante Shunt Resistor . Este método se deriva de la Ley de Ohm:

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

Donde 'I' significa corriente y será la única variable resuelta por el µC. De la misma manera, 'V' significa Voltaje, que se medirá mediante un ADC (Convertidor analógico-digital) dentro de la µC. Finalmente, 'R' representa la resistencia que debe conocer para calcular la ecuación.

Hay dos formas de diseñar la resistencia de derivación:

1. Usando una resistencia conectada en serie con el motor. Qué valor se debe conocer y deberá considerar la potencia disipada. Por ejemplo: si usa una resistencia de \ $ 1 \ Omega \ $ y quiere detectar una corriente de alrededor de 6A, la potencia disipada por esa resistencia sería de 36W. Así que le sugiero que use valores en torno a \ $ 10m \ Omega \ $.

2. Uso de la traza de la placa en una PCB para fabricar una resistencia de derivación. Como dice [1], dependiendo de los siguientes parámetros en la fórmula, obtendrás un valor de resistencia:

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

• Longitud (L)
• Espesor (t)
• Ancho (w)
• resistividad (ρ). Para Cu, \ $ \ rho = 1.7 * 10 ^ {- 6} \ Omega \ $ - cm
• Temperatura (T)
• Tc = 3.9 \ $ 10 ^ -3 \ Omega / \ Omega / C \ $ (no sé qué significa, ¿ideas?).

Algunos, omita la parte del producto de temperatura [2]. Hay muchas redes que puede usar para generar la resistencia aproximada de la traza de PCB, por ejemplo en [3] y [4]. De todos modos, mediría el valor con un multímetro con una capacidad \ $ m \ Omega \ $. Si desea más información, marque [5].

Por otro lado, la única forma de medir el voltaje de esa resistencia es usar un amplificador instrumental, tal como sugiere Stevenvh.

[1] AN894 - Circuitos de retroalimentación del sensor de control del motor por Microchip.

[2] AP144 : cálculo de la resistencia de la pista de PCB mediante los instrumentos polares.

[3] Calculadora de resistencia de rastreo por EEWeb.

[4] Área de cobre térmico de PCB por The CircuitCalculator.com Blog.

[5] Contrucción de su fuente de alimentación: consideraciones de diseño por Robert Kollman [TI].