Autolaturi mökille varavoimaksi Arduinon avulla

[Tupsa]

@Hyrava , joo tuskinpa valmistusteknisesti on mitään rajoituksia, nuo 90 asteen kulmat kai ehkä saattaa jotain häiriöitä joskus aiheuttaa. Muistaakseni luin ihan jotain tutkimustietoa, että vaikka linjavetojenkin kulmat olisi kylmät 90 astetta, ei havaittu mitään merkityksellisiä häiriöitä tai eroa 45 asteen kulmiin. Ehkä sitten saattaisi jotain olla, jos puhutaan vaikka avaruuslaitteista tms.. Mutta mennään nyt niillä nelivitosilla, kun niin kerran on totuttu tekemään.
Tuo 5 V linja oli tarkoitus suoristaakin, hyvä kun muistuittelit asiasta.

On se hyvä, että nykyään on nää CAD-ohjelmat niin tämmöinen totaalinen noobikin voi teidän asiantuntevien ohjeiden avulla tehdä useita versioita. Toista se olisi ollut esim. 20-40 vuotta sitten, jolloin nämä piti osata kynällä suunnitella paperille. Aika kova kumittaminen olisi jo tässäkin ollut!

@ississ , nyt olisi tommoinen, 11. versio. Mukavasti olisi tuolla oikeassa yläkulmassakin nyt tilaa, mutta tosiaan virtasensorin tulo risteää sekä 12:n, että 5 voltin tulot.




Ja kun virta-anturin valintaa vielä miettii, niin ilmeisesti tähänkin (saattaa?) tarvita kaveriksi jonkun vastuksen ja konkan?
Tamura 100A Virta-anturi

 

[ississ]

@Hyrava , joo tuskinpa valmistusteknisesti on mitään rajoituksia, nuo 90 asteen kulmat kai ehkä saattaa jotain häiriöitä joskus aiheuttaa. Muistaakseni luin ihan jotain tutkimustietoa, että vaikka linjavetojenkin kulmat olisi kylmät 90 astetta, ei havaittu mitään merkityksellisiä häiriöitä tai eroa 45 asteen kulmiin. Ehkä sitten saattaisi jotain olla, jos puhutaan vaikka avaruuslaitteista tms.. Mutta mennään nyt niillä nelivitosilla, kun niin kerran on totuttu tekemään.
Tuo 5 V linja oli tarkoitus suoristaakin, hyvä kun muistuittelit asiasta.

On se hyvä, että nykyään on nää CAD-ohjelmat niin tämmöinen totaalinen noobikin voi teidän asiantuntevien ohjeiden avulla tehdä useita versioita. Toista se olisi ollut esim. 20-40 vuotta sitten, jolloin nämä piti osata kynällä suunnitella paperille. Aika kova kumittaminen olisi jo tässäkin ollut!

@ississ , nyt olisi tommoinen, 11. versio. Mukavasti olisi tuolla oikeassa yläkulmassakin nyt tilaa, mutta tosiaan virtasensorin tulo risteää sekä 12:n, että 5 voltin tulot.




Ja kun virta-anturin valintaa vielä miettii, niin ilmeisesti tähänkin (saattaa?) tarvita kaveriksi jonkun vastuksen ja konkan?
Tamura 100A Virta-anturi

Jos anturin lähtö on virtaviesti niin vastus pitää olla. Eli laita sellaiselle paikka mahdollisimman lähelle arduinon pinniä, esim r6 korkeudelle a0sta oikealle. Ja vähän signaalista riippuen konkkakin voi olla hyvä, mahtuu varmaan vielä vastuksen alle

 

[Tupsa]

@ississ , no joo, tuossa piirikortin terminaalin otsikko voisi olla järkevämpi. Vaikka Sensor in. Tuosta anturista käsitykseni mukaan lähtö on ihan vaan voltteja.

Lisäksi silmään osui nämä kohdat:

Eli jos olen kartalla, näyttäisi siltä, että melko paljon tulisi vielä piirejä suunnitella, jotta tämän sensorin saisi oikeasti liitettyä tuohon tuloon.

Esim. tuo nollapisteen säätö olisi kohtuullisen haastava ehkä toteuttaa, kun laturin piiri vähintään ottaa aina virtaa, kun järjestelmä on käynnissä. Latausplussa kulkee silmukan läpi, niin anturi poimii aina siinä kulkevan virran. Koodillisestihan kai tuohon voisi tuollaisen joka käynnistyksessä tapahtuvan automaattisen nollakalibroinnin toteuttaa, jos ei olisi tuota virrankulutusongelmaa. Toisaalta puhutaan vain ampeerin sadasosista, mitä se laturi lataussäädin ottaa.

En osaa sanoa, millainen vaikutus käyvällä moottorilla ja laturilla on tällaisen "silmukkatyyppisen" virta-anturin tarkkuuteen. Mutta kuten sanottua, ampeerin tarkkuus olisi aivan riittävä. Se vastaa tällä anturilla 15 millivolttia. Pitääkö lähtöjännitteeseen tulla noin suuri jänniteheilahdus, jotta mittaus heittää ampeerin vai voiko sähkömagneettiset häiriöt vääristää signaalia ja Arduinon näkemää virtaa jotenkin muuten?

 

[ississ]

@ississ , no joo, tuossa piirikortin terminaalin otsikko voisi olla järkevämpi. Vaikka Sensor in. Tuosta anturista käsitykseni mukaan lähtö on ihan vaan voltteja.

Näin se näyttäisi olevan. Tosin kun vaihdat antureita melkein kuin sukkia niin eihän se varmaan haittaa laittaa levylle muutama ylimääräinen reikä ja padi niin voi sitten kalustaa tarvittaessa.
Tosin jos nyt vaihtaisi tuon jännitelähtöisen virtalähtöiseen niin sen vastuksen voi juottaa myös suoraan pinneihin levyn alapuolelle, ihan kaikkeen ei tarvitse varautua etukäteen...

Lisäksi silmään osui nämä kohdat:

Eli jos olen kartalla, näyttäisi siltä, että melko paljon tulisi vielä piirejä suunnitella, jotta tämän sensorin saisi oikeasti liitettyä tuohon tuloon.

Esim. tuo nollapisteen säätö olisi kohtuullisen haastava ehkä toteuttaa, kun laturin piiri vähintään ottaa aina virtaa, kun järjestelmä on käynnissä. Latausplussa kulkee silmukan läpi, niin anturi poimii aina siinä kulkevan virran. Koodillisestihan kai tuohon voisi tuollaisen joka käynnistyksessä tapahtuvan automaattisen nollakalibroinnin toteuttaa, jos ei olisi tuota virrankulutusongelmaa. Toisaalta puhutaan vain ampeerin sadasosista, mitä se laturi lataussäädin ottaa.

En osaa sanoa, millainen vaikutus käyvällä moottorilla ja laturilla on tällaisen "silmukkatyyppisen" virta-anturin tarkkuuteen. Mutta kuten sanottua, ampeerin tarkkuus olisi aivan riittävä. Se vastaa tällä anturilla 15 millivolttia. Pitääkö lähtöjännitteeseen tulla noin suuri jänniteheilahdus, jotta mittaus heittää ampeerin vai voiko sähkömagneettiset häiriöt vääristää signaalia ja Arduinon näkemää virtaa jotenkin muuten?

Kohta 3 on oikeastaan ihan normaali melkein missä vaan. Jos anturi on kauempana niin kannattaa käyttää kierrettyä paria (maa+signaali) ja ehkä toinen pari syötölle (maa+5V). Tai sitten suojattu kaapeli.

Kohta 4 kuuluu tietysti tähän anturiin, sehän toimii induktiivisesti niin tietysti ulkoiset kentät voivat vaikuttaa. Laita mahdollisimman kauas laturista.

Kohta 10 Jos virtaa kulkee aina niin voi tehdä vaikka yhden kalibrointiajon niin että anturi on samassa paikassa kuin normaalisti mutta se johdin ei kuljekaan anturion kautta vaan pienen matkan päästä.
Arduinolla mittaa muutaman kerran mitä näyttää ja käyttää sitä offset- arvona. Parempi sekin kuin ei mitään.
Kytkennällisesti olisi parempi jos käynnistyshetkellä mitattavan johtimen saisi katkottua (rele/tms) niin käynnistettäessä voisi aina mitata offsetin.

Kohta 11 Jos datalehti sanoo max 15mA niin tuon eteen voisi laittaa joko n. 20mA sulakkeen (en ole koskaan käyttänyt noin pientä), se on helpoin tapa suojata muu kytkentä anturin rikkoutumiselta. Varmaan 100mA sulakekin kelpaa, kyllä sekin palaa jos anturi on oikosulussa ja poweri on isompi (on, sullahan on se TSR 5V reguna).
Lisää kytkentää tarvittaisiin jos haluaa tunnistaa onko anturi yleensäkään olemassa (poikki- tilanne), silloin pitäisi mitata sen ottamaa virtaa (liian pieni tai suuri -> anturi rikki).
Jos haluaa varmistaa niin laita anturille menevään johtoon sulake ja koodiin tarkastus jos mitattu arvo on liian pieni niin sitten anturissa on vika.
Datalehdessä oli mainittu RL=10k eli sellaisen voisi laittaa A0-maa välille niin tulee ainakin 0- mittaustulos jos anturi kärähtää poikki.

 

[Tupsa]

@ississ , näin arvelin, että tuollaisen ei-modulaarisen anturin kaverina tulisi olla ainakin jonkin verran komponentteja.

Alun perinhän haluttiin käyttää shunttia, joka olisikin toiminut, mutta piirissä oli haasteena käyttöjänniteriippuvuus - korkeampi latauksen aikainen jännite nosti myös lähtöä, joten opampin vastukset olisi tosiaan pitänyt varmuuslaskea esim. 15 voltille.

Seuraavana anturiksi valikoitui Pololun 0-150 A yksisuuntainen valmismoduuli, mutta siinä katsottiin, että kuumentuminen on mahdollista. Valmistajan ohjeissa jatkuvalla yli 50-60 ampeerin virralla tulisi lämpötilaa seurata ja tarvittaessa käyttää jäähdytysratkaisua.

Sitten anturiksi valikoitui tämä Tamuran L01Z-sarjan kaksisuuntainen virta-anturi. Tässä taas puolestaan haasteeksi muodostuu tarvittava lisärakentelu.

Loppujen lopuksi saattaa valinta kuitenkin kohdistua mahdollisesta lämpöongelmasta huolimatta tuohon Polulun valmismoduuliin. Piiri on ko. moduulissa lämpenevä osa. Piiriä vasten voi vääntää pellistä jonkunlaisen häkkärän, ja pellin ja piirin väliin pläräyttää lämpötahnaa. Varmasti ei lämpene liikaa vaikka umpirasiaan tulee.

EDIT:
Tämä se Pololu moduuli: Pololu - ACS72981KLRATR-150U5 Current Sensor Large Carrier 0A to 150A, 5V
Tässä ko. moduulissa oleva sensori: https://www.allegromicro.com/-/media/files/datasheets/acs72981-datasheet.pdf

En äkkiseltään löytänyt, mitä tapahtuu, kun anturikortin läpi virtaa negatiivinen virta. Tuo on yksisuuntainen anturi, mutta "vääräsuuntainen" virta aiheuttanee vain nollan lähdön. Ennen käynnistystä, anturin läpi tulee menemään virtaa väärään suuntaan, koska vähintäänkin laturin piiri ottaa pienen pienen piiritehon. Mutta pahimmillaan, jos moottori sammuu, noin 5 "miinusampeeria" virtaa anturin läpi.

 

[ississ]

Saa sen shunttimittauksenkin jänniteriippumattomaksi. Pitää vaan käyttää jotain muuta kuin yhden operaatiovahvistimen kytkentää tai tarjota oparille riittävä käyttöjännite.
Tai käyttää erilaista kytkentää kuin perus differentiaali.

Sitten on vielä mahdollista valita shuntin rinnalle joku valmis piiri, ainakin maximilta pitäisi löytyä (olikohan yksi max4172) useampikin malli.

 

[Tupsa]

@ississ , ehdit vastata, kun just olin muokkaamassa viestiäni!

Varmasti saa toimimaan, mutta voi olla, että kuitenkin menee tuolla valmismoduulilla. Tuo vain pitäisi saada selville, mitä jos anturin läpi menee virtaa vastakkaiseen suuntaan.

 

[Tupsa]

No joo. Minulle nyt on vähän taas tämä virtasensorihomma auki, mutta kyllä kai se lopulta kiinnostaisi eniten tämä:

Pololu moduuli: Pololu - ACS72981KLRATR-150U5 Current Sensor Large Carrier 0A to 150A, 5V
Tässä ko. moduulissa oleva sensori: https://www.allegromicro.com/-/media/files/datasheets/acs72981-datasheet.pdf

Voi olla, että en osaa lukea datasheetiä / Pololun tietoja oikein, mutta onko niin, että tuo yksisuuntainen malli ei kestä vastakkaista virtaa? Kun sellainen tilanne on alussa (lataussäädin ja muu elektroniikka, korkeintaan muutamia kymmeniä tai satoja mA) tai kun laturin magneetti on syystä tai toisesta päällä eikä laturi lataa (5 A).

No jos tuo ei kestä, sitten pitää ottaa se kaksisuuntainen malli. Vähän kaventaa tarkkuutta, mutta todennäköisesti riittää silti paremmin kuin hyvin.

Virranmittaukseen olisi varmasti äärimmäisen monia tapoja, myös shunttia voisi käyttää. Näyttäisi siltä kuitenkin, että tumpelolle sujuvin olisi käyttää täydellisen valmista moduulia, jonka voi suoraan kytkeä Arduinoon.