So erkennen Sie hohen Strom

Ich arbeite an dem Projekt, bei dem ein Gleichstrommotor betrieben wird, mit dem die Fensterscheibe im Fahrzeug angehoben / abgesenkt wird.

Während des Betriebs zieht der Motor etwa 1,5 A Strom. Wenn das Fenster jedoch das Ende der Schieber erreicht und der Motor das Glas nicht mehr anheben / absenken kann, beginnt er bis zu 15 A zu ziehen, bis Sie die Taste loslassen.

Ich möchte einen AVR-Mikrocontroller verwenden, um diesen Motor zu steuern, und möchte den Motor stoppen, wenn das Fenster die Barriere erreicht. Bisher habe ich drei Lösungen gefunden:

1. Verwenden Sie Schalter, die den Mikrocontroller auslösen und informieren, wenn das Fenster die Barriere erreicht. Ich möchte dies vermeiden, da dies bedeutet, zwei Schalter pro Fenster zu installieren und zusätzliche Kabel zum Mikrocontroller zu verlegen.
2. Verwenden Sie die Timer-Funktion, die den Motor nach einer bestimmten Zeit abschaltet. Dies gilt nicht, da die Spannung variieren kann und der Motor schneller oder langsamer als normal dreht. Außerdem befindet sich das Fenster möglicherweise beim Start des Timers an einer unbekannten Position (ganz oben, in der Mitte ...).
3. Verwenden Sie eine Art Hochstromdetektor und leiten Sie ihn zum Eingang des Mikrocontrollers, um das Programm zu benachrichtigen, wenn der Stromschwellenwert erreicht ist (z. B. 5A). So etwas wie ein Transistor, ein Relais oder ein ähnliches Gerät, das den so hohen Strom am Eingang verarbeiten kann.

Ich bin so ziemlich ein Anfänger, wenn es um Elektronik geht, also habe ich mir überlegt, ob es eine Möglichkeit gibt, diesen hohen Strom zu erkennen (Motor läuft mit ~ 12 V) und dieses Signal an den Mikrocontroller (der mit 5 V läuft) zu liefern.

Ich werde jede Hilfe schätzen. Vielen Dank!

Das sollte ziemlich einfach sein. Sie können den Unterschied zwischen 1,5 A und 15 A mit einem einfachen Widerstand erkennen. Ein Wert von 0,3 Ohm ergibt 0,45 V bei 1,5 A und 4,5 V bei 15 A.

Ein digitaler Eingangspin am Mikrocontroller zeigt 0 bei 1,5 A und 1 bei 15 A an.

Sie können dies direkt mit dem Eingangspin des Mikrocontrollers verbinden, aber es ist wahrscheinlich am besten, ein wenig Filterung und Schutz hinzuzufügen.

RF und C1 stellen ein Tiefpassfilter bereit, um die Spannung stabiler zu machen.

D1 bietet Überspannungsschutz für den Fall, dass der Strom 15A stark überschreitet.

Allegro verfügt über eine Reihe von Stromsensor-ICs, die auf Hall-Effekt-Sensoren basieren. Der ACS712 kann Ströme bis zu 50 A erfassen.

Der ACS712ELCTR-20A-T hat eine Empfindlichkeit von 100 mV / A. Sie können also den ADC des Mikrocontrollers verwenden, um zu erkennen, wann der Schwellenwert von 500 mV (5 A) erreicht ist, oder einen Komparator verwenden, der den Mikrocontroller unterbricht. Viele AVRs verfügen über einen Komparator auf dem Chip, dem ausschließlich ein Interrupt zugewiesen ist.

Der ACS712 hat einen Stromerfassungspfadwiderstand von nur 1,2 mΩ , sodass er selbst bei 15 A nur 270 mW abführt , was er für immer aufrechterhalten kann. Dies ist der Hauptvorteil gegenüber einem herkömmlichen Stromerfassungswiderstand wie in der Antwort von Rocketmagnet. Dort benötigen Sie einen relativ hohen Widerstand, um den hohen Pegel bei 15 A zu erreichen. Mike berechnete, dass der Messwiderstand von Rocketmagnet 36 W verbraucht, wenn der Motor abgewürgt wird. Daher ist das Timing dort kritisch (für einen Moment ohne Berücksichtigung der 131 W-Verlustleistung im Motor). Trotzdem wird ein 5-W-Typ für den Messwiderstand empfohlen.

Es gibt diese Dinge, die als magnetische Reedschalter bezeichnet werden. Grundsätzlich wie ein Relais; Ein Strom verursacht ein Feld, das einige Kontakte schließt. Wenn Sie eine in Reihe mit dem Motor werfen, sollten Sie in der Lage sein, eine zu finden, die bei 1,5 oder 2A offen bleibt, aber bei 15A schließt. Erden Sie einen der Schaltkontakte, ziehen Sie das andere Ende an Ihre Logik + V und voila, ein isoliertes digitales Eingangssignal.

Nicht wirklich eine elektronische Lösung, sondern eine mechanische: Wenn Sie die Kontrolle über die Mechanik haben, können Sie eine Schalterlösung am Motor verwenden, z. B. indem Sie von einem kleinen zu einem großen Gang wechseln, der sich während des gesamten Prozesses weniger als einmal dreht. Eine Delle an diesem Zahnrad könnte einen Schalter auslösen. (So ​​macht es unser Garagentoröffner.)