¿Cómo puedo sentir la corriente del motor?

Colocas una pequeña resistencia de detección (típicamente <100 m$\Omega$para el voltaje y la corriente involucrados) en serie con el motor y mida la caída de voltaje. Hay dos métodos: lado alto y lado bajo , según la posición de la resistencia de detección.

El lado bajo es más fácil, ya que la caída de voltaje que desea medir está directamente relacionada con tierra, pero también eleva el lado bajo del voltaje del motor unas pocas decenas de milivoltios sobre el suelo, y no a todos les gusta eso. Sin embargo, si no es más que estas pocas decenas de mV, no debería ser un problema, y ​​puede usar un opamp para amplificar el voltaje en una configuración simple de amplificador no inversor . 10m$\Omega$la resistencia le dará una caída de 60 mV, que es aceptable y, al mismo tiempo, lo suficientemente alta como para medirla correctamente. No necesariamente necesita un componente físico para esto; una traza de PCB de 1 cm y 0,5 mm de ancho tiene 10 m$\Omega$ resistencia _
Asegúrese de seleccionar un amplificador operacional RRIO (E/S de riel a riel).

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

Pero también puede construir su propio amplificador de diferencia con un opamp. Si solo desea detectar una parada, probablemente no necesite el convertidor A/D, pero puede usar un comparador simple . Asegúrese de filtrar el voltaje medido con un capacitor.

Una búsqueda (no muy exhaustiva) arrojó el sensor de lado alto SiLabs Si8540 , disponible en Mouser desde USD 0,65 cantidad uno.

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

Lectura adicional: Colección de circuitos de detección de corriente de
tecnología lineal (advertencia: ¡obstrucción pesada del producto!) Colección de documentos sobre amplificadores de detección de corriente de Maxim

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

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 potencia integrado y son lo suficientemente inteligentes como para apagar incondicionalmente el FET cuando mide sobrecorriente.

En muchos casos, realmente 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 simple al usar un "interruptor inteligente" que se apaga automáticamente cuando el motor se detiene.

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

Relacionado: ¿La mejor resistencia de derivación para aplicaciones de medidores de potencia? y medición de corriente de gran ancho de banda

Como la corriente, el voltaje y la resistencia están todos relacionados (ley de Ohms), puede medir la corriente midiendo la caída de voltaje a través de una resistencia conocida y calculándola:

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

Poner un pequeño ($<0.1\Omega$) resistencia 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) usando ADC.

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

Como Andrew Kohlsmith me corrigió, aquí está la edición:

Para CC, la única forma de detectar la corriente es mediante una resistencia de derivación . Este método se deriva de la Ley de Ohm:

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

Donde 'I' representa corriente y será la única variable resuelta por el µC. De la misma manera, 'V' significa Voltaje, que será medido por un ADC (Convertidor Analógico-Digital) dentro del µC. Finalmente, 'R' representa la resistencia que debe conocer para calcular la ecuación.

Hay dos formas de diseñar la resistencia de derivación:

1. Utilizando una resistencia conectada en serie con el motor. Qué valor debe conocerse y deberá considerar la potencia disipada. Por ejemplo: si usa una resistencia de$1\Omega$y desea detectar una corriente de alrededor de 6A, la potencia disipada por esa resistencia sería de 36W. Así que te sugiero que uses valores alrededor$10m\Omega$.

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 (ancho)
• Resistividad (ρ). para cobre,$\rho=1.7*10^{-6}\Omega$-cm
• Temperatura (T)
• Tc = 3,9$10^-3\Omega/\Omega/C$(No sé qué significa, ¿ideas?).

Algunos, omiten 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 un$m\Omega$capacidad. Si desea más información, consulte [5].

Por otro lado, la única forma de medir el voltaje de esa Resistencia es usando un Amplificador Instrumental, tal como sugiere Stevenvh.

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

[2] AP144 - Cálculo de la resistencia de la pista de PCB por Polar Instruments.

[3] Calculadora de resistencia de trazas de EEWeb.

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

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