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der Aufwand sollte eigentlich bei beiden Schaltungen in etwa gleich hoch sein.
Spannungslupe: 3 Widerstände; 1OP; 1Z-Diode
Differenzverstärker: 4 Widerstände; 1OP
Für die Strommessung würde ich wohl einfach einen Differenzverstärker nehmen. Für die Spannungsmessung wäre wohl die Spannungslupe ideal, da für den AVR 5V als Messpannung an der Grenze liegt. Durch die Z-Diode kann man dann den Wert absenken und braucht vielleicht nicht mal eine Verstärkerschaltung
http://img3.imagebanana.com/view/7hx...ngsmessung.png
Schaut jetzt quasi so aus. Wobei ich mir über den Differenzverstärker noch Gedanken machen muss. Mach ichs mit zwei Transistoren und ein paar Widerständen oder mach ichs mit einem OP Amp. Ich find nur in meinen Büchern blöderweise nur Schaltungen mit zwei OPAmps (Instrumentenverstärker) nicht mit einem ...
Mit der "Spannungslupe" (ich würde es einfach Spannungsteiler nennen) hab ich nur noch so meine Schmerzen, muss man Umdenken ... aber das passt schon xD Wie groß muss ich dann eigentlich den Widerstand wählen? So das bei Umax die Diode nicht zuviel Strom bekommt oder? Und warum 2 bis 3,5V? Weil ich die interne Referenz mit 3V oder was das war nutzen möchte. Ich werd den ganzen Kram an einem weiteren USB Port betreiben und da habe ich 100mA zur Verfügung und hab den AVR und ein Display am laufen. Sollte machbar sein, ich werd den AVR dafür mit etwas weniger Spannung beaufschlagen.
Bild hier
Spannungsmessung:
Vbus wird Vcc für den µC. Vcc wird als Referenz eingestellt. Der µC misst dann die interne Referenz.
Strommessung:
Differenzeingang mit Verstärkung (20, 200) wird genutzt. Vcc ist eine Seite, "Strom" die andere.
Braucht zwei ADC Pins und sonst nichts. Auflösung kann durch Oversampling beliebig hoch getrieben werden, dann hat man gleich das Rauschen weg. Systematischer Fehler kann reduziert werden, in dem man den Offset des differentiellen Verstärkers misst (Datenblatt). Die interne Referenz kann man abgleichen.
@alle anderen: Hört bitte auf so einen Schwachsinn zu schreiben, das ist peinlich.
Ein 2 mOhm Widerstand ist etwas wenig. Das gibt nur 0,2 mV bei 100 mA, also selbst mit Verstärkung 200 noch reichlich wenig. Mit gut 2 V als Ref. sollte die Spannung etwa 10 mV sein wenn man die AVR internen Verstärkung von 200 nutzen will. Das wären dann 0,1 Ohm. Wenn man eine Controller mit weniger Verstärkung hat, dann eventuell sogar mehr als 0,1 Ohm. Die 0,5 Ohm vom Anfang sind dann gar nicht so schlecht.
Bei der eher geringen Auflösung und genauigkeit der Verstärkung kann man auch einen "normalen" Widerstand nutzen, ein extra präziser ist kaum nötig. Wenn wirklich der 0.002 Ohm Widerstand sein soll, dann wird man wohl einen aus Manganin nehmen müssen, sonst kriegt man leicht probleme mit Thermospannungen. Auch wird man dann einen extra Differenzverstärker brauchen denn mit 0,2 mV kann der AVR interne nicht viel anfangen.
naja, du bist hier zwar Roboterexperte, aber noch lange kein Grund zu behaupten wir wären peinlich. Zugegeben, wenn er seinen µC an die Versorgungsspannung des USB hängt, kann er nie eine größere Messspannung als die Refspannung des µCs haben. Hat er aber Bspw. nur 3,3 Volt, kann er gar keine 5V messen. Da muss man sich dann schon mal ein bisschen den Kopf zerbrechen. Ob das dann zielführend ist, ist eine andere Sache.
Das eine Differenzschaltung für den Strom benötigt wird, war eigentlich schon klar, also nix Neues. Außer er hat bereits einen AVR mit Differenzeingängen, was aber auch schon erwähnt wurde.
Also, nicht immer gleich drauf los hauen. ;-)
Vorallendingen hänge ich den Microcontroller bzw meine Messschaltung nicht an die selbe Spannungsversorgung wie die, die ich vermessen will. Belaste ich sie ja zusätzlich. Ist nicht Zielführend. Aber die Spannungsversorgung ist nebensache: Entweder die 5V vom USB oder nur etwa 3V um den Strom zu reduzieren, zumindest denke ich mir das ich dan weniger Strom brauche.
Ich werde die Interne Referenz von 2,ebbes Volt nehmen, dann brauch ich nicht so stark verstärken und es reicht eventuell auch die Interne verstärkung.
Nur was deine Schaltung oben bewirkt versteh ich nich. Du misst die Spannung am Shunt per differenz. Und weiter? Nich einfach was hinklatschen und alle anderen als Peinlich bezeichnen sondern selbst erklären was du da treibst. Für mich fehlt da die Spannung. Den Strom erhalte ich ja über die Spannung am Shunt, die Spannug eben über die Leitung selbst. Und beides brauch ich für die Leistung von meinem USB Gerät. Will ja nicht die Leistung von meinem selbstgebauten Gerät wissen sondern von zB meinem MP3 Player.
Die Spannung mißt man zwischen dem Shunt (sinnigerweise besser den "Strom" Anschluß in der zeichnung) und der Masse. Den Controller selber könnte man auch vom USB speisen, dann halt von der linken Seite. Mit weniger Spannung wird die Stromaufnahme auch tatsächlich geringer. Man müßte dann nur einen Spannungsteiler Nutzen um die höhere Spannung zu messsen. Wenn der Controller eher langsam läuft kann der Strom aber auch so relativ klein bleiben. Pro MHz braucht man bei 5 V etwa 1 mA.
Hab ich schon mal erwähnt das die Shunt doof sind? Wir habe für die Strommessug bei Messgeräten den Vierleiterwiderstand vorgestelllt bekommen über dessen zwei Messbeichen wir die Spannung messen. Diese durch den Widerstand geteilt ergibt den Strom +- die entsprechenden Fehler (eher + klar). Wenn ich jetzt noch die Spannung benötige messe ich, laut der Vorlesung, vor dem Shunt die entsprechende Spannung.
Das ist mein Wissensstand. Und so wollte ich es auch tun, nur das ich nicht nachgedacht habe das die zwei zusatzbeinchen am Shunt ja quasi direkt am Widerstand festgemacht sind und ich so gegen Masse eben den Kurzen Fabriziert habe. Also hätte ich den die Spanung über den Shunt jetzt über den Differenzanschluss am µC oder eben über einen Diff. Verstärker gemessen und durch den Widerstand geteilt und hätte meinen Strom, die entsprechende Spannung hätte ich vor dem Shunt abgegriffen.
Wobei: Da kommt mir eine Idee. Die Differenz der beiden Potentiale vor und hinter dem Shunt entspricht der Spannung am Shunt selbst, das Potential am vorderen Anschluss vom Shunt entspricht ja genauso dem Potential zwischen Vbus Eingang (am USB Stecker) bis zum Shunt selbst ... Potentiale lassen sich ja mehr oder weniger verschieben. Jup dann kann man den Punkt zusätzlich für die Spannungsmessung nehmen, ist okay :D
Ich hätte einen Atmega 8 genommen und den auf 8Mhz laufen gelassen per Exteren Quarz. Hab zwar noch nicht so die große Erfahrung aber für die Berechnug und Ausgabe der Leistung und ggf. verbrauchten Energie über ein kleines 2 Zeilen Display sollte das reichen. Wären dann ~8mA für den Controller bei 5V und ich denke icht das das Display noch mal 92mA braucht, ich hoffe nicht :D