Dokumentation

 

Konzeptauswahl:

Strommessung:

Es wurde eine Marktanalyse durchgeführt und verschiedene Messsensoren verglichen. Die meisten Berühungslosen Stromsensoren arbeiten nach dem selben Prinzip. Das Closed Loop Prinzip ist eigentlich genauer, allerdings auch um einiges teuerer. Am verbereitetsten sind die Open Loop Stromsensoren.

Es wurde ein Open Loop Hall Current Sensor gewählt, bei welchem die Leitung durch den Sensor geführt wird. Der fließende Strom induziert im Magentkreis des Sensors eine Spannung. Der Messbereich des Sensors liegt zwischen -60 A bis 60 A maximal. Die Ausgangsspannung des Sensors ist proportional zu dem Strom der durch den Leiter fließt und liegt im Bereich von 0,5-5 V. Diese wird über einen Spannungsteiler in einen Bereich von 0-3 V gewandelt und kann über eine AD-Wandlung direkt auf dem STM32F40 ausgewertet werden.

Spannungsmessung:

Zur Spannungsmessung wird ein einfacher Spannungsteiler verwendet. Dadurch wird die Spannung in einen Bereich von 0-3 V gewandelt. Diese Spannung wird direkt an den STM 32F40 angelegt und über eine AD-Wandlung ausgewertet.

Berechnung des Spannungsteilers: Die Ausgangsspannung des Akkus liegt bei maximal 25 V. Dies ist die Obere Grenze zur Berechnung unseres Spannungteilers. Nach der Formel des Spannungsteilers (siehe Stand der Technik - Spannungteiler) wurde das Verhältniss der Widerstände berechnet:

Um möglichst wenig Strom und damit Energie aus dem System abzuziehen, wurden die Widerstände im Kiloohmbereich gewählt. Dadurch wird der Strom der durch den Spannungsteiler fließt begrenzt.

 

Auswertung:

Nach dem Aufbau der Platine wurde die Platine nur optisch überprüft. Dabei wurde nicht sichergestellt, ob die erforderliche Funktion erfüllt ist. Bei der Endprüfung wurde herausgetellt, dass die Platine Fehler aufweist. Diese könnten durch Kurzschluss verursacht sein, oder durch die Beschädigung der Bauteile während dem Lötprozess.

Um die Software zu überprüfen wurden andere Methoden benutzt. Z. B. der direkte Einsatz einer Batterie oder mi Hilfe einer Solarzelle.

 

 

Am Ausgang der Solarzelle wurde eine Spannung von ca. 4,5 V und einen Strom von ca. 3,0 mA in einem Hellenraum mit einem DMM gemessen

 

Eine andere Methode um die Software zu testen ist die Verwendung einer Strommesszange, wie diese von der Firma Agilent.

Ein Nachteil bei der Verwendung ist, dass es für sehr große Wechselströme (bis 400 A) verwendet wird. Dabei wurde durch größere Windungszahl einen größeren Strom gemessen, aber mit niedriger Genauigkeit.

Datenblätter:

Stromsensor
Strommesszange