Instructions

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5.4. Motorstrommessung
Jedes Modul zur Motorstrommessung enthält einen Leistungswiderstand.
Das Ohmsche Gesetz besagt dass der Strom durch den Leistungswiderstand
sich proportional zum Spannungsabfall verhalten wird. Zur Begrenzung des
Spannungsabfalls wählen wir einen geringen Widerstandswert, der in unse-
rem Entwurf 0,1 Ohm beträgt. Bei diesem Wert ist der Spannungsabfall gering
(d.h. 0,1V bei einer Stromstärke von 1A) und dieser muss daher angehoben
werden. Diese Verstärkung wird geleistet von einem sogenannten Operations-
verstärker (Englisch: „operational amplier“, abgekürzt: „opamp“).
In dieser Schaltung wird die Verstärkung mit den Widerständen R1 und R2
festgelegt. Folgende Formeln werden benötigt um die Schaltung zu dimensio-
nieren:
U_ein=I_motor×R_3
U_aus=A_((Verstärkung))×U_ein
A_((Verstärkung))=1+R_1/R_2
Dimensionierung:
R_3=0,1Ω
I_(motor_max )=5,5A
U_(aus_max )=4V bei einer Stromversorgungsspannung von 5V.
U_(ein_max )=I_(motor_max )×R_3= 5,5A*0,1Ω=0,550V
A=U_(aus_max )/U_(ein_max ) =4V/0,550V=7,27
R_2/R_1 =A-1=7,27-1=6.27
R_2/R_1 =6.27
Auf der Basis der oben stehenden Formel wählen wir die Werte für R1 und R2.
Aus wirtschaftlichen Gründen wählen wir Widerstandswerte aus der E12,
beziehungsweise E24-Reihe. Mit folgenden Werten erreicht der Operations-
verstärker die optimale Verstärkung:
R1 = 6200 Ohm
R2 = 39000 Ohm
A=1+R_1/R_2 =1+39000/6200=7,29
In diesem Fall ist die Abweichung zum Sollwert sehr gering: (7,29 – 7,27 =
0,02), was wir akzeptieren dürfen.