Magnetspule/Material

[Steffen Engel]

Hi,

ich suche nach einem Material mit geringer Remanenz aber hoher
Permeabilität.

Problem: es geht um einen Stromsensor mit einem Hall-Element. Um ein hohes
Signal zu erhalten, hilft ein geschlitzter Ring mit Kupferspule drauf, in
dessen Schlitz der Hall-Sensor sitzt.

Linearität ist nicht wichtig, Hysterese dagegen schon. Detektiert werden
muss später nur, ob ein Strom größer eines Schwellwertes fliesst zuzüglich
Richtungsfrage (im Prinzip zwei Schaltwerte), Sättigung ist egal.

Mit einem Ferritfilter-Ring den ich aufsäge habe ich ein prima Signal, aber
leider auch eine bleibende Magnetisierung bei Maximalstrom, die mehr Signal
erzeugt (bei wieder I=0), als der minimal zu detektierende Storm erzeugt.

Es geht um minimal detektierbar 0.1A, maximal fliessend ca. 8 Ampere.

Der Ring soll nachher ca. 10-15mm Durchmesser haben. Draht mit 3mm
Durchmesser wäre prima, kann ich dann selbst Ringe machen und bewickeln.

Ich vermute, dass ein Nickeldraht hilft (75% Nickel, 25% Fe), aber wo kriegt
man sowas (in halbwegs kleinen Mengen).

Was gäbe es sonst noch?

Ciao, Steffen

 

[Rafael Deliano]

Es gibt vermutlich von Anbietern wie LEM fertige Module
die ca. sowas tun. Zwar teuer, aber wenn man nicht deutliche
Stückzahlen anpeilt dürfte Eigenentwicklung sich auch nicht
üppig rechnen.

ob ein Strom größer eines Schwellwertes fliesst zuzüglich
Richtungsfrage
Für geringe Anforderungen an Genauigkeit gab es Schaltungen,

wo der Strom durch Primärwicklung einen kleinen Ringkern
in die Sättigung treibt. Wenn man durch Sekundärwicklung
AC-Signal einspeist kann man dann z.B. dessen Amplitude auswerten.
Offensichtlich hat man dann aber nicht die Richtung. Und
Probleme mit Hysterese bleiben.

Ohne Hysterese: was empfindlicheres als Hall ( Philips KMZxx )
und reine Luftspule. Nachteil ist eventuell Streufeld aus Umgebung
wenn man nicht zufällig Gehäuse hat das ohnehin schirmt.

Ferritfilter-Ring den ich aufsäge
Ferrit sägt sich nicht gut.

Es gibt von Vacuumschmelz-Distributor auf Bändern Ferrit und
MuMetall. Teuer, aber leichter zu verarbeiten kann man mit
Schere schneiden. Adresse kann ich raussuchen.

Ich vermute, dass ein Nickeldraht hilft (75% Nickel, 25% Fe),
aber wo kriegt man sowas (in halbwegs kleinen Mengen).
Isabellenhütte typisch, aber nicht in kleinen Mengen.

MfG JRD

 

[Michael Eggert]

On Wed, 3 Mar 2004 14:44:25 +0100, "Steffen Engel"
<Steffen.Engel@SPAM.epost.de> wrote:

Hi!

Mit einem Ferritfilter-Ring den ich aufsäge habe ich ein prima Signal, aber
leider auch eine bleibende Magnetisierung bei Maximalstrom, die mehr Signal
erzeugt (bei wieder I=0), als der minimal zu detektierende Storm erzeugt.

Da würde sich evtl choppen anbieten... Aber wenn Du keinen Shunt
willst, wirst Du den Rds_on eines MosFET wahrscheinlich auch nicht
wollen.

Gruß,
Michael.

 

[Steffen Engel]

Hi,

Sorry, LEM hatte ich vergessen, ist zu teuer.

KMZ 10 hatte ich schon, aber da ist das Thema Stützfeld etwas lästig. Der
Sensor ist aber prima sensibel und müsste nur geschirmt werden.

Schere schneiden. Adresse kann ich raussuchen.
Das wäre nett.

Ach ja, worum es geht (dann wird es vielleicht klarer):

Im Modellbau werden weitverbreitet Computerladegeräte verwendet. Diese
beginnen einen Ladevorgang indem sie den Akku mit einem kleinen anmessen und
dann nach Identifikation den Ladestrom einregeln und die Akkuvolldetektion
anpassen.
Diese Ladegeräte haben oft hohe Ladeleitungen aber nur einen Ladeausgang.

Hat man mehrere Akkus zu laden, ist es angenehm einen Ladeverteiler zu
haben. Das ganze sieht so aus, dass der Ladeverteiler an das Ladegerät
gehängt wird und mehrere Ausgänge hat, an denen die Akkus angeschlossen
werden. Die Akkus werden dann nacheinandenr geladen, indem der Ladeverteiler
nach einem Ladevorgang (Detektion kein Stromfluss) auf den nächsten Ausgang
weiterschaltet.

Die Lösung ist eine Taktschaltung die einen Dekadenzähler anspricht, der den
jeweiligen Ladeausgang über ein Relais aktiviert.
Ein Stromsensor (Detektion dass ein Ladevorgang läuft) hält den Takt an.
Nach einer Einstellbaren Zeit ohne Stromfluss (die länger als die Messpausen
des Ladegerätes sein muss) läuft der Takt weiter.

Eine solche Schaltung existiert bereits, ich mache gerade ein Redesign mit
einem Zusatz: wenn das Ladegerät den Akku entlädt möchte ich einen
zusätzlichen Lastwiderstand zuschalten um höhere Entladeleistungen zu haben.

Daher als eine Stromdetektion (geringer Strom -> Ladegerät bearbeitet gerade
den Akku) plus Richtung (hoher Entladestrom -> Last zuschalten).
Zu detektieren sind:
Strom >=100mA Laden -> Takt halten
Strom >=100mA Entladen -> Takt halten
Strom >= 500mA Entladen -> Last zuschalten


Weil unklar ist, ob und welches Ladegerät eventuell Schwierigkeiten durch
Seiteneffekte der Schaltung machen könnte, möchte ich es hat strikt
galvanisch getrennt haben.

Da ich nur die Platinen mache und jeder sich das selbt bauen kann,
interessiere ich mich halt für eine günstige Lösung, die aber relativ sicher
nachzubauen ist.

Ciao, Steffen

 

[Rafael Deliano]

und jeder sich das selbt bauen kann,
Damit scheidet der magnetische Klimbim weitgehend aus.

Einfachere galvanische Trennung: Optokoppler.
Als Stromfühler ein niederohmiger Widerstand z.B. in -Leitung zum Akku.
Den kann man mit OPs wie TLC271 die Signal an GND können
in positive Spannung umwandeln.
Die Akkus haben vermutlich mehr als 3V Spannung und können damit
den OP versorgen. Damit er nicht dauernd läuft über Optokoppler
nur zeitweise zuschalten.
Für Auswertung gäbs zwei Varianten:
a) reiner min/max-Grenzwertschalter
Referenzspannungsquelle 1,25V, Dual KOP, 2 Optokoppler
b) U/f-Wandler
Aufwand unwesentlich höher als a), wenn man Genauigkeit
auf 5-6 Bit begrenzt.
Die Lösung mit den Optokoplern vereinfacht auch das multiplexen
mehrerer Meßstellen.

MfG JRD

 

[Steffen Engel]

Hi Rafael,

Es ist gebräuchlich 1 bis 32 Zellen zu laden. Versorgung des Optokopplers
aus dem Akku entfällt damit.
Aber die Idee nur den Optokoppler daraus zu versorgen hat was.

Der Hallsensor im Metallring funktioniert ja prima, nur brauche ich eben ein
Metall ohne Remanenz.

Damit scheidet der magnetische Klimbim weitgehend aus.
Verstehe ich jetzt nicht so ganz, es geht ja gut (bis auf die Remanenz, ich

wiederhole mich

Die alte Lösung ist per Reedkontakt gelöst, schaltet ab 300mA und kann halt
keine Entladelast, weil es keine Richtungserkennung hat.

Unter Umständen stände noch ein Gegenfeld in der Spule zur Verfügung. Muss
halt nur eine zweite Wicklung in die Spule.

Snieef, mir gefällt der Hallsensor sooo gut, wenn denn nun nur nicht diese
alte Remanenz wäre.

Ciao, Steffen

 

[Rafael Deliano]

Snieef, mir gefällt der Hallsensor sooo gut,
Es gibt von Honeywell ein Hall-Applikationshandbuch von 1982 das auch

Stromsensoren abhandelt. Werde die Seiten mal scannen, bräuchte
allerdings noch gültige emailadresse per email.
Dort werden teilweise auch Stabkerne verwendet.
Wenn man 3 Stabkerne als Dreieck anordnet hat man "Ring", ist also
magnetisch relativ "niederohmig".
Solche Stabkerne gibt es 1-lagiger Wicklung aus ca. 1mm
Kupferlackdraht gegen EMV. D.h. wickeln und mechanisch bearbeiten
entfällt bei der Lösung. Abhängig von den Bauteilkosten also
fertigungsfreundlich. Kernmaterial usw. kann man sich natürlich
nicht beliebig aussuchen.

MfG JRD

 

[Martin Lenz]

Steffen Engel schrieb:

Hi,


Eine solche Schaltung existiert bereits, ich mache gerade ein Redesign mit
einem Zusatz: wenn das Ladegerät den Akku entlädt möchte ich einen
zusätzlichen Lastwiderstand zuschalten um höhere Entladeleistungen zu haben.

Daher als eine Stromdetektion (geringer Strom -> Ladegerät bearbeitet gerade
den Akku) plus Richtung (hoher Entladestrom -> Last zuschalten).
Zu detektieren sind:
Strom >=100mA Laden -> Takt halten
Strom >=100mA Entladen -> Takt halten
Strom >= 500mA Entladen -> Last zuschalten

Da der hohe Strom eh nur bei Entladung ansteht, würden sich 2

Reedkontakte mit unterschiedlicher Windungszahl anbieten. Der mit vielen
Windungen stoppt den Takt, der mit 1/5 der Windungszahl schaltet
zusätzlich die Last dazu.

Falls auch hohe Ladeströme auftreten können, müßte nur der Zweig für
hohen Strom Richtungssensitiv sein. Also 100mA über Reedkontakt mit
Luftspule -> remanenzfrei, hohen Strom über Hall, der Strom ist
hoffentlich dann hoch genug, daß die Remanenz egal ist. Wenn nicht, wäre
es auch möglich, denn Kern zw. den einzelen Akkus (Ladevorgängen) zu
entmagnetisieren (in ca. 1s abklingendes Wechselfeld mit einigen kHz).
Wenn die Spule dafür zB 100Wdg hat, dann brauchst du auch nur 80mA statt
8A.

Wenn das Ladegerät Statusleds hat, dann könnte man da ja Optokoppler
parallel oder in Serie schalten um diese Auszuwerten.

Martin