Servus zusammen,

für ein Netzteilprojekt (regelbar, 0-16V, max 160A@12V) möchte ich eine Sensorik basierend auf einem Arduino aufbauen.
Momentan bin ich dafür auf der Suche nach einem Stromsensor, welcher auf dem HALL-Prinzip aufbaut.

Gefunden habe ich z.B. den HTB 200-P/SP5 welcher für meine Anwendung ganz gut geeignet wäre.
Jetzt gehe ich in Gedanken gerade die Schaltpläne bzw. die Software durch (Hardware ist noch nicht bestellt).

Die Strommessung soll ersteinmal nur bei 13,8V realisiert werden! Daher nur der 200A-Sensor.
Ausgegeben wird vom Sensor:

Vc = 12V (galvanisch getrennte Versorgung des Messsystems!)
Voe (Offset) = Vc/2 +- 30V / A
Vout = Voe + 1.667 V

Nach meinen Berechnungen kommt dann an Vout bei I = x folgendes heraus:

I = 10 // Vout = 7,967 V
I = 50 // Vout = 9,167 V
I = 160 // Vout = 12,467 V
I = 180 // Vout = 13,067 V

Da der ADC des Arduino ja nur maximal 5V abbekommen darf, würde ich einen Spannungsteiler mit 8k und 4k7 Ohm einsetzen.
Das wären dann folgende Werte am ADC:

I = 10 // Vout = 7,967 V // U2 = 2,949
I = 50 // Vout = 9,167 V // U2 = 3,393
I = 160 // Vout = 12,467 V // U2 = 4,613
I = 180 // Vout = 13,067 V // U2 = 4,836

Die Bereichsbreite vom 10 Bit ADC wären 0,0049 V.
Änderung von I=1A macht eine Änderung an U2 von 0,0111 V
Macht dann eine Genauigkeit der Messung von ~0,44 A.

Liege ich mit meiner Berechnung bzw. meinem Denkansatz denn wenigstens ansatzweise richtig?

Wenn ich nicht ganz daneben liege und ich meinen Genauigkeitsbereich in den 0,1 A-Bereich verschieben möchte, müsste ich ja mindestens einen 12 Bit ADC benutzen.
Da wäre ich dann bei einer Genauigkeit von ~0,11 A.

Ich hoffe, es ist einigermaßen verständlich und vor allem korrekt, was ich mir hier zusammenrheime

Andere Vorschläge sind gern gesehen

Defaultmäßig wird auf dem Arduino Uno eine 5V-Referenz benutzt: klick
Verbaut ist ein ATmega328. Man könnte auf 1,1V oder 2,56V umschalten, wenn man wollte. Externe Referenzspannungen sind ebenfalls möglich (0-5V)...

Ich wollte dieses mal so wenig Außenbeschaltung wie möglich haben, da das Arduino Uno noch hier rumliegt und ich bei dem Netzteil nach Möglichkeit keine zusätzlichen Selbstbaumodule einsetzen will.
Daher z.B. auch der fertige, gekapselte Sensor (ok, Adapterplatine mit Steckverbindung muss ich wohl selbst machen).

Hmm...
Was wäre deiner Meinung nach dann das Sinnvollste?

Den Wertebereich per Spannungsteiler auf 0-1V verlagern und die interne Referenz benutzen? (Spannungsteiler 47k / 3k9 => 0,59 bis 1,05 V bei 0-200A)

Sind denn die anderen Berechnungen soweit korrekt?
Was mich da immer stört ist die "Grundspannung", die gute 50% des Messbereiches schonmal "vernichtet"...
Habe ich hier einfach nur einen Denkfehler oder kann man den Messbereich so sinnvoll verlagern, dass dieses Offset vernachlässigt werden kann?

Ok, also hab ich das Datenblatt leider wohl falsch verstanden

@Tante Edith: Ja habe ich. Habe allerdings nicht wirklich was gefunden, was diesen Wertebereich abkann...

Aaaalso nochmal alles nachgerechnet (Toleranzen erstmal ignoriert!):

Vc=12V
Voe=Vc/2=6V
Vout=Voe+((1.667/200)*Imeasure) =>
6V bei Imeasure=0A
7,667V bei Imeasure=200A

Sofern ich diese Differenzverstärkerschaltung richtig verstanden und nachgerechnet habe: klick


R5 + R6 = 10 Ohm
U1=Vc*(R5/(R6+R5))= 6V*(10/(10+10)) = 6V (Spannungsteiler mit 10 / 10 Ohm) //Edit nummer 10.000: Diese Variante der Berechnung von U1 hat den charme, dass die Versorgungsspannung auch etwas schwanken dürfte. Das Ergebnis von U2in bleibt gleich)
U2=Vout
R1-R4=10 Ohm
Macht dann folgende Resultate:

Imeasure=0A => Ua = 0V
Imeasure=10A => Ua = 0,08335V
...
Imeasure=200A => Ua = 1,667

Um auf die gewünschten Werte von 0-1,1V zu kommen einen Spannungsteiler von 1960 Ohm / 3800 Ohm dazwischen.
Das macht dann eine

U2inMin = 0
U2inMax = ~1,0998

Bereichsbreite = 1,1V (interne Referenz) / 1024 (10Bit ADC) = ~0,001074 V
V/A = U2inMax/200 = ~0,005499 V/A
Genauigkeit = Bereichsbreite / V/A = ~0,001074 V / ~0,005499 V/A = ~0,195 A

Bereichsbreite = 1,1V (interne Referenz) / 4096 (12Bit ADC) = ~0,000269 V
V/A = U2inMax/200 = ~0,005499 V/A
Genauigkeit = Bereichsbreite / V/A = ~0,000269 V / ~0,005499 V/A = ~0,0488 A

Bereichsbreite = 1,1V (interne Referenz) / 65536 (16Bit ADC) = ~1,67847E-05 V
V/A = U2inMax/200 = ~0,005499 V/A
Genauigkeit = Bereichsbreite / V/A = ~1,67847E-05 V / ~0,005499 V/A = ~0,00305 A

Nachdem es kein Hochpräzisionsmesswerkzeug werden soll setz ich lieber die Mindest und die Maximalspannung etwas rauf bzw. runter und akzeptiere die geringere Auflösung

Da der ADC im AVR nur 10bit hat werde ich einen externen 4-Kanal 16bit ADC mit I2C einsetzen (dann hab ich das auch mal gemacht )

Wird erledigt

/edit: Anbei mal ein paar Bilder vom Netzteil