Im Datenblatt zu diesem Sensor und seinen unterschiedlich empfindlichen Varianten sind leider nur gemessene Feldstärken in mT angegeben. Die eigentlich interessante Angabe welchem Strom das (im Leiterzug unter dem Bauteil) entspricht kann ich nicht finden. Kann hier jemand weiterhelfen? Gegebenenfalls aufklären warum das nicht aufgeführt ist? Und warum ist eine korrekte Bauteil-Orientierung vorgegeben wenn doch für die gemessene Feldstärke Plus/Minus (gleicher Wert) angegeben ist?
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Jimi H. schrieb: > Gegebenenfalls aufklären warum das nicht aufgeführt ist? weil das natürlich von der Geometrie abhängt. Je nach Anordnung braucht es einen anderen Strom für eine bestimmte Flussdichte. LEM hat da eine Gleichung im Datenblatt (S. 9), dort sind auch Beispiele für andere Anordnungen von Leitern.
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Tobias P. schrieb: > weil das natürlich von der Geometrie abhängt. Je nach Anordnung braucht > es einen anderen Strom für eine bestimmte Flussdichte. Ja, schon. Das Datenblatt liefert aber nicht einmal einen ungefähren Anhaltspunkt. Die Geometrie einer Leiterbahn samt Abstand zum Sensor darüber dürfte dafür doch hinreichend begrenzt sein. Sicher der mit Abstand häufigste Anwendungsfall.
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Jimi H. schrieb: > Ja, schon. > Das Datenblatt liefert aber nicht einmal einen ungefähren Anhaltspunkt. > Die Geometrie einer Leiterbahn samt Abstand zum Sensor darüber dürfte > dafür doch hinreichend begrenzt sein. Sicher der mit Abstand häufigste > Anwendungsfall. was fehlt dir denn noch? hast du das LEM-Datenblatt angeschaut? da wird doch auf Seite 9 eine Approximation für die Flussdichte genannt.
das kann man noch ein wenig vereinfachen, weil
ist; dann bekommt man
einfacher geht es doch nicht. Das ist halt eine Approximation, im Endeffekt wirst du für eine präzise Messung den Sensor sowieso kalibrieren müssen, da die Geometrie nie perfekt stimmen wird und der Sensor auch Offsets und so weiter haben kann. Aber die Approximation ist sicher gut genug, damit du abschätzen kannst, ob dein Sensor in irgend einer Form in die Sättigung oder Überlastung konmmt und in welcher Grössenordnung sich die zu erwartenden Werte etwa bewegen sollten. Edith sagt: ich habe das grade noch durchgespielt mit dem von Jimi verlinkten Tool. Mit den Standardwerten (a=2, b=10, h=10, I=20) spuckt das Tool 340 uT aus, die LEM-Näherungsformel (die wohl von Biot-Savart her kommt und vermutlich nur für unendlich dünne, runde Leitungen gilt?) spuckt 400 uT raus. Also schon recht gut, aber halt ohne Tool.
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Tobias P. schrieb: > was fehlt dir denn noch? Nach Kontakt des Supports nichts mehr. > einfacher geht es doch nicht Doch. Indem das Datenblatt ganz einfach Näherungswerte für einen konkreten Standard-Einsatzfall nennt. Das wär in meinen Augen selbstverständlich gewesen und dürfte für viele praktische Fälle ausreichen. Der meine (Leiter auf Top-Layer unter dem SMD) scheint mir der übliche und geeignetste, bei zu erwartenden Stromstärken bis 3A. Es ging ja gerade nur darum welcher der 4 unterschiedlichen Typen nun der beste für verschiedene Größenordnungen an Stromstärke ist. Die Kalibration selber, selbstredend unter konkreten Bedingungen, ist nicht das Problem und selbstverständlich. Deshalb braucht man eben auch nicht aufs letzte uT ausrechnen. Dafür fehlt es oft schon an entsprechend genauen Eingangsparametern.
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CT220-B.png
5,9 KB
Nachdem das ziemlich praxisferne und überladene Datenblatt in meinen Augen arg zu wünschen übrig lässt hier eine kleine eigene Doku-Grafik zur Funktion- mit ein paar ungefähren Strom/Messspannungs Anhaltspunkten, abhängig von der Plusseite des PCB Strompfads (CT220 B-Variante).
Jimi H. schrieb: > Kann hier jemand weiterhelfen? > Gegebenenfalls aufklären warum das nicht aufgeführt ist? Es ist aufgeführt - AN128-CT220 Referenzdesign S.2 https://crocus-technology.com/wp-content/uploads/2020/08/AN128-CT220-Reference-Design-for-Contactless-Current-Sensing-Rev0.6.pdf
Wolfgang schrieb: > Es ist aufgeführt Auch nicht wirklich. Ein paar Infos zur erzielbaren Auflösung und Layout-Empfehlungen. Sonst gleicher praxisferner Stil wie das Datenblatt- viele Infos mit viel grauer Theorie. Nur keine ordentliche Strom/Spannungskurve über den Messbereich aller 4 Varianten für konkrete Referenzfälle, die man als Anhaltspunkt und zum Vergleich nehmen könnte.
Jimi H. schrieb: > Nur keine ordentliche Strom/Spannungskurve über den > Messbereich aller 4 Varianten für konkrete Referenzfälle, die man als > Anhaltspunkt und zum Vergleich nehmen könnte. Da steht die Formel für die Berechnung des Feld am Sensorort aus Geometrie und Stromstärke. Kriegst du es vielleicht fertig, da ein paar Zahlen einzusetzen. Der Kopplungskoeffizient für Leiterplattenaufbau ist ebenfalls angegeben. Der Umrechnungsfaktor von Feldstärke in Ausgangsspannung steht für die verschiedenen Varianten im Datenblatt. Und du darfst auch gerne den Online unter Tools angebotenen "Contactless Current Sensor Calculator" verwenden. Der rechnet dir zu von dir vorzugebenden Werten für Geometrie und Strom die Ausgangsspannung aus.
Jimi H. schrieb: > Und warum ist eine korrekte Bauteil-Orientierung vorgegeben wenn doch > für die gemessene Feldstärke Plus/Minus (gleicher Wert) angegeben ist? Weil sich das Vorzeichen der Ausgangsspannung mit der Richtung des Feldes ändert.
„welche Stromstärken messen die verschiedenen Varianten?“ Gar keine - die messen nur Ströme! Einer meiner Prof‘s sagte immer:“Stark ist ein Ochse“ ;-)
Schau Dir nochmal meine kleines Doku-Beispiel an Wolfgang. Für meine Praxis ist damit in Sekunden geklärt was sich in der ausschweifenden Dokumentation höchstens zwischen den Zeilen befindet. Wozu es keine zusätzlichen Tools und Berechnungen braucht - die ersetzen die Kalibrierung in der Anwendung ohnehin nicht. Wolfgang schrieb: > Jimi H. schrieb: >> Und warum ist eine korrekte Bauteil-Orientierung vorgegeben wenn doch >> für die gemessene Feldstärke Plus/Minus (gleicher Wert) angegeben ist? > > Weil sich das Vorzeichen der Ausgangsspannung mit der Richtung des > Feldes ändert. Irreführend ist das Datenblatt sogar, wenn es von der Notwendigkeit der "korrekten" Orientierung des Bauteils spricht. Eine solche gibts nämlich nicht- nur einen entgegengesetzten Ausgangsspannungsverlauf. Die Angabe der zugehörigen Polarität am Strompfad darf man sich dazu ebenso aus den Fingern saugen. Walter K. schrieb: > Gar keine - die messen nur Ströme! Danke für die Klarstellung Walter. Die hats noch gebraucht.
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Walter K. schrieb: > Gar keine - die messen nur Ströme! Die Sensoren messen das Magnetfeld - auch wenn das Jimi H. nur ungerne in den Kopf will. Woher das Magnetfeld kommt, ist dem Sensor egal und darum steht darüber auch nichts im Datenblatt.
Wolfgang schrieb: > Die Sensoren messen das Magnetfeld Es ist ja schön, etwas über den Hintergrund der Messung zu erfahren, aber das Magnetfeld selber interessiert in der Praxis = der Auswertung herzlich wenig. Interessant ist was hinten rauskommt :)
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Jimi H. schrieb: > Interessant ist was hinten rauskommt :) Eben und das hängt von deinem Aufbau ab. Mögliche Aufbauten mit Berechnungen findest du genau deshalb in der Application Note. Bei einer Lampe kommt auch keiner auf die Idee, die Beleuchtungsstärke ins Datenblatt zu schreiben, auch wenn die letztendlich das Ziel ist.
Wolfgang schrieb: > Eben und das hängt von deinem Aufbau ab. Wie gesagt ist der typische Anwendungsfall "Top-Leiterbahn unter Sensor" geometrisch begrenzt genug, um ein einfaches Diagramm für die zu erwartenden Ausgangsspannungen zu rechtfertigen. Da muß man keine Wissenschaft draus machen! > Mögliche Aufbauten mit > Berechnungen findest du genau deshalb in der Application Note. Das macht für andere, variablere Anordnungen (Bus-Bar) durchaus Sinn. Das zugehörige Tool ist gut gemacht. > Bei einer Lampe kommt auch keiner auf die Idee, die Beleuchtungsstärke > ins Datenblatt zu schreiben, Na selbstverständlich steht die da und auf der Verpackung. Weil es praktisch relevant ist. Und keinesfalls durch den Konsumenten extra zu berechnen :)
Jimi H. schrieb: > Na selbstverständlich steht die da und auf der Verpackung. Weil es > praktisch relevant ist. Dann lies mal genau. Bei heutigen LED-Leuchtmitteln steht da der Lichtstrom drauf, aber bestimmt nicht die Beleuchtungsstärke.
Wolfgang schrieb: > Bei heutigen LED-Leuchtmitteln steht da der > Lichtstrom drauf, aber bestimmt nicht die Beleuchtungsstärke. Pingelig wie der Walter oben :)
Jimi H. schrieb: > Pingelig wie der Walter oben :) DU störst dich doch daran, dass im Datenblatt des CT220 mV/V/mT und nicht V/A angegeben ist.
Wolfgang schrieb: > DU störst dich doch daran, dass im Datenblatt des CT220 mV/V/mT und > nicht V/A angegeben ist. Stimmt. Denn der Sensor soll unter dem Strich eine Angabe zum fließenden Strom liefern. Deshalb nennt sich das Ding auch "Current sensor" und nicht etwa "Magnetic field sensor", auch wenn das das Meßprinzip ist ...
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Jimi H. schrieb: > Deshalb nennt sich das Ding auch "Current sensor" und > nicht etwa "Magnetic field sensor", auch wenn das das Meßprinzip ist ... An der Tankstelle wird das Benzin auch literweise verkauft und nicht in Kilometern gemessen, obwohl der eigentliche Sinn des Tankens ist, eine gewisse Reichweite mit dem Fahrzeug zu haben. Du willst es nicht begreifen, oder?
Wolfgang schrieb: > Du willst es nicht begreifen, oder? Doch. Nach dem schrägen Vergleich hab ich begriffen was Du willst :) Was ich will Du aber nicht. Das macht aber nichts, denn dieser Sensor ist zum Glück nicht so kompliziert als daß es den Anwender, selbst bei einer noch so misslungenen Doku, aus der Bahn werfen müsste!
Angehängte Dateien:
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bfeld.png
39 KB
Warum beklagt ihr euch auch über die Doku? der Sensor ist doch super dokumentiert. Weiter oben habe ich eine Näherungsformel gepostet aus einem Datenblatt von LEM. Damit lässt sich abschätzen, welches B-Feld ein bestimmter Strom in einem bestimmten Abstand verursacht. Damit kann man schon mal testen, ob der Sensor die in der Applikation vorgesehenen Ströme überhaupt messen kann. Wenn das nicht genau genug ist, dann kann man das B-Feld ja selber kurz ausrechnen mit Biot-Savart. Mit dem angehängten Matlab-File kann man das Zahlenbeispiel von dem Online-Rechner reproduzieren und andere Abstände und Leitergeometrien ausprobieren. Auch kann man das B-Feld an anderen Positionen berechnen und für den "Bus Bar" andere Dimensionen nehmen, als es der Programmierer von dem Online-Tool gemacht hat. Oder man kann sich die B-Feld Vektoren aufmalen. Für das Zahlenbeispiel von dem Onlinerechner komme ich jedenfalls auf den exakt selben Wert für B.
Du hast Freude am Experimentieren Tobias, für Bus-Bar ist es auch nicht so einfach. Danke für die Infos rund um Deine Vorgehensweise. Hinzufügen bzw. erinnern möchte ich noch daran, daß der Messspannungsbereich unmittelbar von der Versorgungsspannung abhängt die präzise ein- und im Interesse optimaler Auflösung möglichst hoch zu stellen ist. Ansonsten ist der Sensor zumindest für Leiterzüge direkt unten drunter (für Ströme kleiner 4A die 1,5er B-Variante) unkompliziert einsetzbar und ein wirklicher Fortschritt zu althergebrachten Messmethoden. Wenn man denn einen gut auflösenden analogen Eingang am Controller frei hat. Hatte vorher immer einen I2C INA219 verwendet- ziemlich umständlich im Vergleich.
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Worauf man aufpassen muß ist, den Sensor wirklich gerade und mittig über dem PCB Strompfad zu positionieren. Kleine Abweichungen davon können schon bei 2A in Abweichungen der Messspannung von mehreren 100mV resultieren- oder anders gesagt, um die Kalibrierung jedes einzelnen (handgelöteten) Sensors kommt man auch bei PCBs nicht herum.
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Tobias P. schrieb: > Auch kann man das B-Feld an anderen > Positionen berechnen und für den "Bus Bar" andere Dimensionen nehmen, > als es der Programmierer von dem Online-Tool gemacht hat. Den Sensor mittig über die Stromschiene zu setzen ist doch irgendwie nicht so hergeholt. Und was meinst du mit "andere Dimensionen"? In dem Online-Tool kannst du Breit, Dicke und Abstand der Stromschiene als a, b und h eingeben. Mehr braucht es doch irgendwie nicht. http://tools.crocus-technology.com:5010/MF_CAL
Wolfgang schrieb: > In dem Online-Tool kannst du Breit, Dicke und Abstand der Stromschiene > als a, b und h eingeben. Mehr braucht es doch irgendwie nicht. > http://tools.crocus-technology.com:5010/MF_CAL genau. Und die Breite kann nicht kleiner als 1mm sein usw. Was wenn du da zb. 0.5mm verwenden möchtest? typisch für eine Leiterbahn könnte auch eine Dicke von 35um sein, das kann man in dem Onlinetool aber nicht eingeben.
Tobias P. schrieb: > genau. Und die Breite kann nicht kleiner als 1mm sein usw. Was wenn du > da zb. 0.5mm verwenden möchtest? Dann stelle ich bei "Trace Width, w (mm)" einen Wert von 0.05 ein. > typisch für eine Leiterbahn könnte auch eine Dicke von 35um sein, das > kann man in dem Onlinetool aber nicht eingeben. Dann probier's doch mal mit der Auswahl "1 oz." im Feld "Copper Thickness".
Wolfgang schrieb: > Tobias P. schrieb: >> genau. Und die Breite kann nicht kleiner als 1mm sein usw. Was wenn du >> da zb. 0.5mm verwenden möchtest? > > Dann stelle ich bei "Trace Width, w (mm)" einen Wert von 0.05 ein. > >> typisch für eine Leiterbahn könnte auch eine Dicke von 35um sein, das >> kann man in dem Onlinetool aber nicht eingeben. > > Dann probier's doch mal mit der Auswahl "1 oz." im Feld "Copper > Thickness". ah ja, in der Tat, da gibts einen Reiter für die Berechnung mit einer PCB Geometrie. Das habe ich tatsächlich nicht gesehen. Dennoch - dies hier ist das einzig mir bekannte Forum, wo man belächelt wird, weil man versucht hat zu helfen - du musst ja mein Skript nicht nutzen, oder? Asche über mein Haupt, dassbich gewagt habe dies mit Matlab zu lösen.
Was hat das zu tun in
Mikrocontroller und Digitale Elektronik
???
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