I2C-Powermeter

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Da beim HP ESP120 Netzteil nur der Ausgangsstrom und nicht die Spannung ausgelesen werden kann, habe ich mir dieses Modul entworfen und gebaut. Beim IBM Netzteil kann beides nicht ausgelesen werden.

Mit diesem Modul ist es möglich über einen Shunt-Wiederstand sowohl die Spannung als auch den Strom zu messen.

Der LTC4150 hat ein ADC mit 12-Bit und kann bei Spannungen von 7-80V eingesetzt werden. Die maximale Differenz über den Shunt beträgt 81.92 mV. Die Spannungsversorgung vom IC ist ebenfalls 7-80V, was eigentlich eine zusätzliche Spannungsversorgung nicht erforderlich macht.

LTC4151 Strom- und Spannungssensor

https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/4151ff.pdf

ADUM1250 Galvanische Trennung

https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/ADUM1250_1251.pdf

LT3010-5 DC-DC Wandler

https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/30105fe.pdf

Die Wiederstände R2 und R7 müssen je nach Spannung passend gewählt werden.
Über diese Wiederstände werden die LEDs mit Strom versorgt und damit die LED nicht zu Dunkel oder überlastet werden, kann bis 50V 2.5KOhm Wiederstand genommen werden und darüber hinaus z.B. ein 4KOhm. 50V/0.02A=2.5KOhm

Mir ist in der ersten Version die ich gebaut habe ein kleiner Fehler unterlaufen. Die Versorgung des DC-DC Wandler war nur über den ersten Kanal realisiert und so konnte ich nicht den zweiten messen wenn der erste Kanal abgeschaltet war. In der Version 1.1 habe ich noch zwei Dioden hinzugefügt, sodass dieses Problem beseitigt war.

Sollten die zu messenden Quellen nicht das gleiche Grundpotenzial haben, kann dieses Modul nicht eingesetzt werden. Für diesen Fall könnt Ihr entweder die Version mit nur einem Eingang nehmen oder die Platine abändern.
In meinem Fall habe ich den Ausgang des Netzteils in zwei Kanäle aufgeteilt und so ist der GND gleich.

Murata Shunts

Die von mir eingesetzten DC-Shuts sind von muRata und haben eine hohe Genauigkeit von +/- 0.25%.
Die ist für meinen Anwendungsfall absolut ausreichend.

https://www.murata.com/-/media/webrenewal/products/power/datasheet/dpm_shunts.pdf

Sobald ich mit der Programmierung der Netzteile fertig bin, stelle ich auch passende Auszüge aus dem Quelltext zu Verfügung.

Aufbau und Lötarbeiten

Die Bestückung der Platine ist für Lötanfänger sicher etwas schwierig. Die ICs haben teilweise einen Pitch von 0,5mm. Am besten lassen sich diese Lötarbeiten mit einem Heißluft-Lötkolben erledigen. Mit einem Mikroskop und einer sehr ruhigen Hand kann man es auch mit einem normalen Lötkolben versuchen. Ich habe es mit einer 0,3mm Lötspitze erfolgreich hinbekommen.

Ausführung mit zwei Eingängen

  • I2C-Powermeter.1.0
  • Powermeter_insulted_dual.1.1_Bottom
  • Powermeter_insulted_dual.1.1_SC
  • Powermeter_insulted_dual.1.1_TOP

Ausführung mit einem Eingang

  • Powermeter_1X_insulted_PCB_Bottom.1.0
  • Powermeter_1X_insulted_PCB_SC.1.0
  • Powermeter_1X_insulted_PCB_TOP.1.0

Downloads:
(2 Stimmen)
Powermeter_insulted_dual.1.1_TOP

Zusammen mit dieser Platine und zwei Shunt-Wiederstände, ist es euch möglich zwei Ströme und Spannungen zu messen. Je nach Shunt kann der Strom dabei beliebig hoch sein

DatumDonnerstag, 11. Juni 2020 09:38
Sprache  German
Platform  EAGLE
Dateigröße 71.66 KB
Download 23

(1 Stimme)
Powermeter_1X_insulted_PCB_TOP.1.0

Zusammen mit dieser Platine und einem Shunt-Wiederstände, ist es euch möglich Strom und Spannung zu Messen.

DatumDonnerstag, 11. Juni 2020 09:45
Sprache  German
Platform  EAGLE
Dateigröße 56.37 KB
Download 23

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