Shuntweerstand bouwen.

[Ernst Grundmann]

Zelf een meetshunt maken is helemaal niet zo moeilijk en het kan nog behoorlijk nauwkeurig ook! Toen ik op de MTS zat moesten we onze eigen meetsysteem maken welke minimaal stroom en spanning moest kunnen meten. De tekening hieronder is de shunt die ik destijds heb gemaakt maar dan aangepast aan de "eisen" die de huidige modelbouwer er aan stelt (veel hogere stroom).

Rew heeft al een hele goed voorzet gegeven maar hij staart zich een beetje blind op de lengte van de koperdraad die hij als shunt gebruikt. De lengte is namelijk niet zo kritisch.

Neem een stukje 2mm dik koperdraad van ongeveer 25cm lang. Buig daarvan de laatste 1,5 á 2cm haaks om.

Neem een stukje printplaat met koper aan één kant van ongeveer 25cm lang en 5cm breed. Snij daar in het midden een stukje koper weg zodat er twee geïsoleerder "eilanden" ontstaan. Als 25cm lang print materiaal niet voorhanden is kan je ook korter nemen maar dan moet je de draad in een zig-zag vouwen om hem op de kortere print te laten passen.

Boor twee gaten van Ø2mm in de print en wel zo dat je de omgebogen uiteinden van de koperdraad er doorheen kunt steken.

Soldeer de koper draad aan de onderkant vast op het koper van de print en soldeer er een paar stevige kabels aan waar de maximaal te meten stroom makkelijk doorheen kan.

Soldeer nu twee dunne draadjes op ongeveer 19cm afstand van elkaar op de dikke koperdraad. Die draadjes zijn om de multimeter op aan te sluiten.

Nu is je shunt eigenlijk al klaar alleen de calibratie nog. Daarvoor zal je eigenlijk een Ampèremeter moeten kunnen lenen die minstens 50A, of liever nog meer, kan meten.

Sluit die multimeter in serie met je eigen shunt aan op een belasting en meet de stroom.

Wijst jouw multimeter samen met jouw shunt te veel aan dan moet je de draadjes waar de multimeter mee aangesloten is dichter naar elkaar solderen. Je kan één draadje lossolderen en dichter naar het midden weer vast solderen. Indien nodig kan dat ook nog met de andere draad. Zo kan je de meter behoorlijk nauwkeurig krijgen.

Wijst jouw multimeter samen met jouw shunt te weinig aan, en die kans is het grootst, dan kan je de draadjes verder uit elkaar solderen.
Ben je al zo ver dat je de draadjes niet verder uit elkaar kan solderen dan is er nog geen probleem. Laat die draadjes gewoon zitten en vijl met een sleutelvijltje een plat kantje aan de draad. Vijl net zo lang tot de juiste stroom wordt aangegeven.
Pas op dat je de draad niet te dun maakt! Je kan beter een klein beetje over een lang stuk weghalen dan heel veel op één plek!

Je kan ook nog een simpele en goedkope LCD paneelmeter kopen (b.v. Conrad bestelnr 134414-89). Deze kan plus en min 199.9mV aangeven en kan dus rechtstreeks op deze shunt aangesloten worden. De voeding van deze module is een 9V batterij.
Zo krijg je een redelijk nauwkeurige Ampère meter die tot wel 100A kan meten, niet veel kost en die iedereen zelf kan maken.

Let op, de onderstaande tekening is NIET op schaal!

[rew]

Ernst, precies, zo moet het!

Installatie draad moet je dus over de hele lengte de isolatie af halen. Ik heb bij mijn stukje draad nog de "hoge temp siliconen" isolatie om laten zitten.

AWG12, de dikste die ik dacht nodig te hebben had ik op voorraad. Daarvan heb ik met American wire gauge - Wikipedia, the free encyclopedia uitgerekend dat het 1 mOhm per 19.2 cm zou zijn (5.211 ohm per km).

Ik weet niet of je 2mm diameter draad bedoelt. Da's AWG 12, en dan heb je zoals ik een 19cm stuk draad nodig. In nederland worden draden vaak met de vierkante mm oopervlakte van de doorsnede aangeduid. Lampensnoer is dus 0.75 mm^2. Dan is 2 mm^2 dus awg 14, en m.i. te dun voor 100A. Dan zou 12cm moeten voldoen. Anderzijds omdat ie bij jou constructie helemaal bloot ligt, zou 10W op 12cm misschien gewoon goed gaan.

Anyway, mocht je merken dat je de limiet van je meetshunt bereikt, kan je z'n capaciteit verdubbelen door het meetstuk 2x langer te maken, en er ook 2 parallel te zetten. Kost je dus 4x meer dikke stroomdraad.

[N.P.S.]

Het nadeel van deze oplossing is dat de bedrading tussen regelaar en accu veel langer wordt. Alleen de shunt is volgens bovenstaand bericht al een lengte van 25 cm. Daar komen de aansluitdraden nog bij! De meeste regelaars kennen een beperking in de kabellengte tussen regelaar en accu van totaal 25 cm, dus slechts 12.5 cm per draad. Dit in verband met de extra zelfinductie die wordt toegevoegd. De regelaar, en met name de condensatoren kunnen daar oververhit door worden.

Wil je toch met een shunt meten, dan heeft Conrad precisieshunts, b.v. van Isabellenhutte. Die zijn klein en kunnen met korte aansluitdragen de bekabeling worden opgenomen.

[Ernst Grundmann]

Oorspronkelijk geplaatst door rew

Anyway, mocht je merken dat je de limiet van je meetshunt bereikt, kan je z'n capaciteit verdubbelen door het meetstuk 2x langer te maken, en er ook 2 parallel te zetten. Kost je dus 4x meer dikke stroomdraad.

Helaas rew maar dat klopt niet. Tenminste, je vergeet wat! Wanneer je twee shuntweerstanden (dikke koperdraden in dit geval) parallel zet zal je over elke shunt (draad) een eigen meter moeten zetten en de waardes van die meters bij elkaar optellen.

Wanneer je shunt het vermogen niet meer kan verwerken kan je beter een dikkere draad gebruiken die dan natuurlijk ook langer zal moeten worden. Een andere manier is een kortere draad gebruiken. De meetspanning zal dan wel lager uitkomen maar dat zou je kunnen opvangen door een versterker te gebruiken. Helaas wordt dan alles een stuk ingewikkelder en is nabouwen voor de gemiddelde modelbouwer niet zo eenvoudig meer.

Met de shunt zoals ik die hierboven voorstel kan je zonder problemen 100A meten. Kortstondig is 200A zelfs wel mogelijk maar dan krijg je misschien problemen met de aansluitkabels en de solderingen.
Het vermogen dat in die shunt verwerkt moet worden is bij 100A "maar" 10W. Dat kan zo'n stuk draad makkelijk verwerken wanneer hij zo "open en bloot" op een stukje print zit.

Een andere methode is gebruik maken van een stuk weerstandsdraad. Enig zoeken op het internet heeft echter weinig bruikbaars opgeleverd. Het zal waarschijnlijk niet meevallen om aan een bruikbaar stuk weerstandsdraad te komen. Dunne draad is makkelijk te verkrijgen maar voldoende dik voor deze toepassingen valt vies tegen.

[Ernst Grundmann]

Oorspronkelijk geplaatst door N.P.S.

Het nadeel van deze oplossing is dat de bedrading tussen regelaar en accu veel langer wordt. Alleen de shunt is volgens bovenstaand bericht al een lengte van 25 cm. Daar komen de aansluitdraden nog bij! De meeste regelaars kennen een beperking in de kabellengte tussen regelaar en accu van totaal 25 cm, dus slechts 12.5 cm per draad. Dit in verband met de extra zelfinductie die wordt toegevoegd. De regelaar, en met name de condensatoren kunnen daar oververhit door worden.

Wil je toch met een shunt meten, dan heeft Conrad precisieshunts, b.v. van Isabellenhutte. Die zijn klein en kunnen met korte aansluitdragen de bekabeling worden opgenomen.

Daar heb je waarschijnlijk wel een punt. Ik heb zo'n gekochte meter waar je ook het vermogen direct op af kan lezen en zo. Daar zit ook een langere kabel aan waar ik wel een paar elko's aan heb gesoldeerd. Tot nu toe heb ik daar nog geen enkel probleem mee gehad.

Die Isabellenhütte weerstanden zijn niet zo geschikt voor deze toepassing. Je kan ze tot "slechts" ongeveer 30A gebruiken. Wil je tot het maximale van 100A gaan dan moet je de weerstand met een flinke koelplaat uitrusten om hem koel genoeg te houden.
Een tweede probleem is de wel erg dunne pootjes waar je dan tot wel 100A door zou moeten jassen. Daar heb ik toch de nodige bedenkingen bij.

[Tadango]

Ook met een korter stukje dunner draad kan je het vermogen wel meten kortstondig. Het kan alleen wat warmer worden

[rew]

De lol van 1 m ohm is dat je met de meter op millivolts de amperes kan aflezen.

Als een fabrikant zegt: max 25cm, dan bedoelen ze 25cm heen en 25cm terug. Da's 50cm kabel. Als ik een stuk van 14cm AWG12 er tussen zet, mag ik nog 18cm normale kabel er in hebben zitten.

Weerstandsdraad is bedoeld om een relatief hoge weerstand te hebben. Eigenlijk willen we een zo klein mogelijke weerstand.

Als je de goede weerstand hebt, maar je wilt het vermogen groter maken dan voor 1 weerstand is toegestaan, kan je de weerstand verdubbelen door er twee in serie te zetten. Je kunt daarna de weerstand weer halveren door er twee van deze serieschakelingen parallel te zetten. Het "te lange draden" probleem wordt dan wel erger....

Als je je zorgen maakt om de lengte van de draden kan je korter gaan. Een stuk 3mm^2 koperdraad van zo'n 19mm zal 0.1 mohm opleveren. Da's redelijk te managen.

Je kunt bij farnell ingewikkelde onderdelen kopen om "grote stromen" metingen te doen. HONEYWELL S&C|CSLA2DJ.|CURRENT SENSOR TRANSDUCER | Farnell Nederland Dan heb je +/- 5% nauwkeurigheid (kan je beter krijgen met bovenstaande methode als je maar een beetje kunt kalibreren). De lol is wel dat je de sensor gewoon om de bestaande kabel heen kunt leggen.

Maar ik had 12 AWG al op voorraad, en heb dus $0.50 plus $0.60 voor de deans geinvesteerd ipv EUR 27 bij Farnell.

[N.P.S.]

Je maakt hier een veelgemaakte denkfout. Het gaat bij zelfinductie niet om de ohmse weerstand. Dan zou je met een dikkere kabel een grotere afstand kunnen overbruggen. Het gaat om de zelfinductie van de kabel en die is echt niet afhankelijk van de kabeldikte.

[rew]

Voor zelfinductie is de kabellengte van prominent belang. Vandaar dat ik voorstelde om een korter meetstukje te nemen...

Inductance of a Straight Wire: A Calculator

Daar heb ik lengte 1m ingevuld en dan met diameter 1 of 2 mm zie ik hem van 1370 naar 1508 nH gaan. De dikte is (zoals ik al dacht) volgens deze calculator dus wel degelijk van invloed. Lang niet lineair, maar het is wel van invloed. En in de richting dat je denkt: Dikkere kabel, lagere inductie.

[Ernst Grundmann]

Mensen hou het een beetje Voor de overgrote meerderheid van de forum bezoekers gaat dit allemaal veel en veel te ver.
Het enige wat ik er nog over wil zeggen is het volgende.
De invloed die de zelfinductie op de stroommeting heeft is verwaarloosbaar klein. Alleen voor de regelaar kan het een probleem zijn in verband met de lange draden. Dat is op te vangen door extra condensatoren vlak bij de regelaar te plaatsen.

Tot zo ver en nu weer terug naar de shunts.

[prop-er]

En ook voor de overgrote meerderheid is kopen makkelijker dan zelf bouwen.

Voor minder dan €8,- heb je een 100A DC shunt MET LCD scherm. Ben je in 1 keer klaar.

3½ 5V Digital Blue LCD DC 100A Amp Panel Meter + Shunt - eBay Amp Voltmeters, Meters, Test Equipment, Electrical Test Equipment, Business Industrial. (Eindtijd 06-okt-10 04:08:58 CEST)

Ik heb op mijn voeding een 10A shunt met display gezet. Werkt perfect.