Como posso sentir a corrente do motor?

Eu preciso dirigir um motor DC @ 24V, 6A com um MOSFET. Como posso sentir a corrente que o motor está puxando com um microcontrolador? Eu tenho que saber quando o motor está parado.

Você coloca um pequeno resistor sensor (tipicamente <100m para a tensão e a corrente envolvida) em série com o motor e mede a queda de tensão. Existem dois métodos: do lado de alta e de baixa lado , dependendo da posição da resistência sentido. $\Omega$

O lado mais baixo é mais fácil, pois a queda de tensão que você deseja medir está diretamente relacionada ao terra, mas eleva o lado baixo da tensão do motor algumas dezenas de milivolts acima do solo também, e nem todo mundo gosta disso. Se não são mais do que essas poucas dezenas de mV, não deve ser um problema, e você pode usar um opamp para amplificar a tensão em uma configuração simples de amplificador não inversor . A 10m resistência irá dar-lhe uma gota 60mV, o que é aceitável, e ao mesmo tempo suficientemente alta para medir corretamente. Você não precisa necessariamente de um componente físico para isso; um traço de PCB de 1 cm com 0,5 mm de largura tem uma resistência de 10 m Ω . Certifique-se de selecionar um opamp RRIO (Rail-to-Rail I / O).$\Omega$$\Omega$

Para medição do lado alto, é necessário usar um amplificador de diferença para medir a queda de tensão. Existem CIs especiais para isso, alguns dos quais com o resistor de derivação integrado, para máxima precisão.

Mas você também pode construir seu próprio amplificador de diferença com um opamp. Se você apenas deseja detectar uma paralisação, provavelmente não precisa do conversor A / D, mas pode usar um comparador simples . Certifique-se de filtrar a tensão medida com um capacitor.

Uma pesquisa (não muito completa) resultou no sensor do lado superior SiLabs Si8540 , disponível na Mouser a partir de USD 0,65 quantidade um.

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O Zetex / Diodos ZXCT1009 é comparável, mas precisa apenas de 3 pinos de seu pacote SOT23.

Leitura adicional: Coleção de circuitos de detecção de corrente de
tecnologia linear (aviso: conexão de produtos pesados!) Coleção de documentos sobre amplificadores de detecção de corrente da Maxim

Pessoas que pensam que a única maneira de medir a corrente DC é usar um resistor de derivação podem se surpreender ao saber que existem várias técnicas de detecção de corrente .

Os sensores de efeito Hall são bons para medir grandes correntes CC do lado alto. Alguns têm saída analógica, consumindo uma das entradas analógicas do seu microcontrolador. Outros possuem um ADC interno integrado, com pinos digitais que se conectam diretamente ao seu microcontrolador. Alguns também possuem um driver FET de energia integrado e são inteligentes o suficiente para desligar incondicionalmente o FET quando medem a sobrecorrente.

Em muitos casos, eu realmente não preciso saber exatamente qual é a corrente, só quero evitar que as coisas sejam danificadas permanentemente quando o motor parar. Isso torna o resto do sistema muito mais simples de usar um "interruptor inteligente" que se desliga automaticamente quando o motor para.

o chips do sensor de efeito Allegro Hall têm uma boa aparência. Os interruptores de energia inteligentes de infravermelho têm uma boa aparência.

Relacionado: Melhor resistor de derivação para aplicação de medidor de energia? e medição de corrente de alta largura de banda

Como corrente, tensão e resistência estão relacionadas (lei de Ohms), você pode medir a corrente medindo a queda de tensão em uma resistência conhecida e calculando-a:

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

$<0.1\Omega$ resistor ) em série com o motor. O microcontrolador pode medir a queda de tensão através dele (você pode amplificá-lo através de um amplificador operacional) usando o ADC.

Isso é algo que eu queria fazer há um tempo, e eu entendo a teoria - apenas não resolvi como medir a diferença de tensão ainda

Como Andrew Kohlsmith me corrigiu, aqui está a edição:

Para DC, a única maneira de detectar corrente é através de um resistor de derivação . Este método é derivado da Lei de Ohm:

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

Onde 'I' representa corrente e será a única variável resolvida pelo µC. Da mesma forma, 'V' significa Tensão, que será medida por um ADC (Analog-Digital Converter) dentro do µC. Finalmente, 'R' representa o resistor que você deve conhecer para calcular a ecuação.

Existem duas maneiras de projetar o resistor de derivação:

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

2. Usando o traço da placa em uma PCB para fabricar um resistor de derivação. Como [1] diz, dependendo dos seguintes parâmetros na fórmula, você obterá um valor de resistência:

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

• Comprimento (L)
• Espessura (t)
• Largura (w)
• $\rho=1.7*10^{-6}\Omega$
• Temperatura (T)
• $10^-3\Omega/\Omega/C$

$m\Omega$ capacidade. Se você quiser mais informações, marque [5].

Por outro lado, a única maneira de medir a tensão desse resistor é usando um amplificador instrumental, como sugere Stevenvh.

[1] AN894 - Circuitos de realimentação do sensor de controle do motor por microchip.

[2] AP144 - Cálculo da resistência da trilha de placas de circuito impresso pela Polar Instruments.

[3] Calculadora de resistência a traços da EEWeb.

[4] Área de cobre térmico de PCB pelo blog CircuitCalculator.com.

[5] Controle da fonte de alimentação - Considerações sobre layout de Robert Kollman [TI].