Svenska ElektronikForumet

Håller på att montera en digital voltmeter från Kjell.com i min elbil för att kunna hålla koll på batterispänningen. Nu visar det sig att när motorstyrningen krämar på (jag pressar ner pedalen) så får voltmetern tuppjuck.

Jag gissar att det beror på att det blir någon form av högfrekvent störning i elsystemet. Min biltema multimeter klarar av att mäta spänningen Men om den mäter rätt vet jag inte. Den ger dock rimliga värden så det är nog i alla fall inte helt åt skogen. Men den billiga mätaren monterad i bilen visar överspänning. Den mäter 0-200V och batterispänningen är nominellt 156V.

Jag tänkte mig ett enkelt lågpass filter. Motstånd och konding. Men jag har väldigt dålig koll på hur man dimentionerar ett sådant filter.

Det sitter en 3fas växelströmsmotor i bilen med tillhörande motorstyrning. Jag gissar att switchfrekvensen ligger runt 10-30kHz. Är det troligt/rimligt att man skulle kunna tänka sig ett lågpassfilter som blockerar över 100Hz. Det kanske är orimligt med tanke på att man ju faktiskt vill att instrumentet visar förändringar på batteriets spänning. Men instrumentet mäter ju med ca 2Hz så ett litet stycke över det borde väl funka?

Kan det tänkas att det skulle funka med sådana där ferritgrunkor som man ser sitta på USB/VGA-kablar och liknande?

Tacksam för hjälp!
/Knut

Ett lågpassfilter görs enklast av en resistor och en kondensator.


Brytfrekvensen på filtret vid sinusformade spänningar är:
f = 1 / (2*pi*R*C)

Resistansen måste antagligen väljas betydligt lägre än spänningsmätarens ingångsimpedans.

Länk till datablad
Enligt detta "datablad" är ingångsimpedansen >100Mohm. Om jag då använder ett R i storleksordningen 100kohm borde jag "vara i hamn"?

Nu återstår bara att reda ut gymnasiematten och lösa ut C ur formeln. Men det är ju enkelt.

/Knut

Spänningsmätaren har en spänningsdelare på ingången för att kunna mäta högre spänningar än 200mV. Ingångsimpedansen är lika stor som RB, som är 10 Mohm enligt databladet. Istället för att sätta lågpassfiltret utanför mätaren, kan det istället kombineras med spänningsdelaren på ingången. Kondensatorn ska då kopplas parallellt med RA, och beräknas på storleken på RA.

EDIT: det ser ut som att ingången redan har ett lågpassfilter i form av C2 R3, men det hindrar inte att använda ett till. Kan du ser vilket storlek C2 och R3 har?

Aha där sitter ju redan ett filter. Ser ju jag med nu när du säger det.

Jag ska väl tillägga att jag inte har provat med just detta instrument. Har ett annat liknande i bilen som krånglar. Men det är för stort för nuvarande placering. Men för att slippa göra om så tänkte jag sätta dit filtrering innan jag monterar. Sitter lite jobbigt till så om man slipper plocka isär hela bilen en gång extra så är det ett stort plus.

Jag ska kolla om jag kan se vad det står på dom små stackars komponenterna. Det kanske visar sig att det räcker med dom befintliga.

/Knut

Små komponenter var det. Resistorn står det 105 på. Kondensatorn är helt blank. Vad kan man få ut av det?

/Knut

105 betyder 10*10^5, alltså 1Mohm. Om kondensatorn ligger inom intervallet 1nF - 1 uF är då brytfrekvensen mellan 160 och 0,16 Hz.

stör av allt, matningspänningen, och ingången, det är vettigt att ha filtren så nära mätaren som möjligt

det där med gränsfrekvens är en inte helt absolut begrepp, med ett enkelt rc filter så är det ju -6db per oktav
för att få reda på vad som behövs böver man ju störningens effektivvärde och hur känslig mätaren är, inget kul
så därför kan man gärna göra filtret onödigt effektivt

sätt gärna brytfrekvensen till under 1 hz

som ett exempel så hadde jag problem med störningar när jag loggade med en multimeter, lösningen blev ett 24db filter några centimerer ifrån ingången , och med brytfrekvens på under 1 hz

24 db är 4 st rc filter i serie

sätt gärna brytfrekvensen till under 1 hz

Ofta är det de extremt höga frekvenserna (>100kHz) som slår igenom, och då spelar det ingen roll om det är brytfrekvens på 1Hz eller 500Hz - då är det nog snarare komponenternas kvalitet och placering viktigare. Att du får in skitsignalen på kretskortet är illa - den sprider sig till alla omkringliggande kopparbanor och inget filter i världen kan hindra det. Därför måste du ha ferriter på ledningen till och från mätaren - helst mycket nära mätaren, men minst på 2 cm avstånd från kretskortet. Även battieriet (matningsspänningen) ska sitta alldeles intill och inte med en kabel en bit bort.

Om du vill koppla ett RC-filter på ledningen en bit bort från kretskortet (efter ferriten om du använder en sådan också) så kan du ju sätta ett lägre RB på kortet så att RB + R i filtret blir summa 10MΩ. Eller så flyttar du bara ut RB till filtret. Sätt gärna filterkondensatorer inte bara mellan mätingångarna + och - utan framför allt från + till GND och - till GND, t.ex. 100nF keramisk + 1µF tantal. Detta tar effektivare bort common-mode spänningar än vad kondensatorer bara mellan ingångarna gör.

Vad för sort eller storlek på ferrit kan jag dock inte säga.
Har för liten erfarenhet för det.
Kondensatorer bör vara keramiska eller av polypropen.

jesse skrev:Sätt gärna filterkondensatorer inte bara mellan mätingångarna + och - utan framför allt från + till GND och - till GND, t.ex. 100nF keramisk + 1µF tantal. Detta tar effektivare bort common-mode spänningar än vad kondensatorer bara mellan ingångarna gör.

Det framgår av databladet att matningen och mätspänningen måste vara galvaniskt åtskillda. Det är ingen fara med att göra som du föreslår att koppla kondensatorer mellen mätspänning och matningens gnd? Såvitt jag vet finns ingen sådan koppling någonstans på hela bilen. Dvs "kontakt" mellan driftbatteriet och 12v systemet.

Jag tycker det låter som en bra idé för att filtrera störningar men är osäker på om det är en bra idé. Jag vill ju inte gärna koppla ihop dom två elsystemen alls.

Att använda det ena motståndet i spänningsdelaren till ett filter tilltalar mig. Det ska jag fundera på.

Man kan ju trycka dit ett litet filter på matningsspänningen osså. Hur beräknar men ett filter som det går en ström genom? Dvs mätaren förbrukar ju runt 1mA. Får inte filtret felaktiga egenskaper då?

/Knut

det funkar fint när det går ström igenom, inga problem, räkna så att du tappar 0.1 till 0.3v över motståndet med den normala strömmen


hm, hur var det nu du matade instrumentet?

Okej. Låter bra. (strömförsörjning genom filter.)

Instrumentet vill ha 9v. Jag planerar att använda en spänningsregulator typ 7809 eller liknande för att strömförsörja via bilens 12v elsystem. (Som är skillt från driftbatteriet.)

/Knut

OK så du kör voltmetern på 12V driftsbatteriet.... det kan ju vara lite vanskligt. Det kan vara en av orsakerna till felet. Om t.ex. bilen blir fuktig efter körande i regn så kan ett litet isoleringsfel som normalt bilen skulle klara av (men klaga på) bränna upp din voltmeter. Så jag föreslår att du använder en separat strömkälla till din voltmeter. Har du ingen isolerad liten DC-DC (hur många mA kan den dra? inte mycket antar jag) så får du sätta dit ett 9V batteri.

Annars ska inte en filterkondensator mellan ingångar och GND skada, om den inte är allt för stor (max 100nF, kanske mindre för säkerhets skull). (Mätaren lägger på en spänningspotential på mätingången, men den är ju DC)

Som jag förstod det så använder han en separat strömkälla nu när han provar.

Han PLANERAR att mata den från bilens 12 V.

Jo, jag såg det senare. Jag utgick ifrån "Det är ingen fara med att göra som du föreslår att koppla kondensatorer mellen mätspänning och matningens gnd? Såvitt jag vet finns ingen sådan koppling någonstans på hela bilen. Dvs "kontakt" mellan driftbatteriet och 12v systemet."

I vilket fall som helst kan det vara lite farligt att koppla ihop dessa här - mätingången är ju nämligen INTE galvaniskt isolerad från matningen. Tvärt om så kommer du att få in högspänningen den vägen, åtskild enbart av lågvoltskomponenter på kretskortet, avsedda för spänningar under 12 volt. Det kan bli en riktig smäll.