¿Cómo puedo sentir la corriente del motor?

Necesito conducir un motor de CC a 24 V, 6 A con un MOSFET. ¿Cómo puedo sentir la corriente que está dibujando el motor con un microcontrolador? Tengo que saber cuando el motor está parado.

Coloca una pequeña resistencia de detección (típicamente <100m para el voltaje y la corriente involucrados) en serie con el motor y mide la caída de voltaje. Hay dos métodos: del lado de alta y de baja lado , dependiendo de la posición de la resistencia de detección. $\Omega$

El lado bajo es más fácil, ya que la caída de voltaje que desea medir está directamente relacionada con la tierra, pero también eleva el lado bajo del voltaje del motor unas pocas decenas de milivoltios por encima del suelo, y no a todos les gusta eso. 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 de amplificador no inversor simple . Una resistencia de 10 m le dará una caída de 60 mV, lo cual es aceptable y, al mismo tiempo, lo suficientemente alto como para medir adecuadamente. No necesariamente necesita un componente físico para esto; una traza de PCB de 1 cm de ancho de 0,5 mm tiene una resistencia de 10 m . Asegúrese de seleccionar un opamp RRIO (Rail-to-Rail I / O).$\Omega$$\Omega$

Para la medición del lado alto, debe usar un amplificador de diferencia 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 pérdida, probablemente no necesite el convertidor A / D, pero puede usar un simple comparador . Asegúrese de filtrar el voltaje medido con un condensador.

Una búsqueda (no muy exhaustiva) mostró el sensor de lado alto SiLabs Si8540 , disponible en Mouser desde USD 0.65 cantidad uno.

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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: ¡taponamiento de productos pesados!) 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 existen una variedad de técnicas de detección actuales .

Los sensores de efecto Hall son buenos para medir grandes corrientes DC de lado alto. Algunos tienen salida analógica, consumiendo una de las entradas analógicas en 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 el FET incondicionalmente 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 apaga. Hace que el resto del sistema sea mucho más simple de usar un "interruptor inteligente" que se apaga automáticamente cuando el motor se detiene.

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

Relacionado: ¿La mejor resistencia de derivación para la aplicación del medidor de potencia? y medición de corriente de alto ancho de banda

Como la corriente, el voltaje y la resistencia están relacionados (ley de Ohms), puede medir la corriente midiendo la caída de voltaje en una resistencia conocida y calculando:

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

$<0.1\Omega$

Esto es algo que he querido hacer por un tiempo, y entiendo la teoría, pero todavía no he resuelto cómo medir la diferencia de voltaje

Como Andrew Kohlsmith me corrigió aquí está la edición:

Para DC, 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' significa corriente y será la única variable resuelta por el µC. Del mismo modo, 'V' significa Voltaje, que se medirá mediante 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. $1\Omega$$10m\Omega$

2. Usando el rastro de la placa en una PCB para fabricar una resistencia de derivación Como dice [1], dependiendo de los siguientes parámetros en la fórmula, obtendrá un valor de resistencia:

$R=\rho \times \dfrac{L}{t \times w}\times(1+Tc \times (T-25))$

• Longitud (L)
• Espesor (t)
• Ancho (w)
• $\rho=1.7*10^{-6}\Omega$
• Temperatura (T)
• $10^-3\Omega/\Omega/C$

$m\Omega$

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 mediante microchip.

[2] AP144 - Cálculo de resistencia de pista de PCB por instrumentos polares.

[3] Calculadora de resistencia de rastreo por EEWeb.

[4] Área de cobre térmico de PCB por el blog de CircuitCalculator.com.

[5] Construyendo su fuente de alimentación - Consideraciones de diseño por Robert Kollman [TI].