Amperemeter

In Vorbereitung unseres Ballonprojektes war es wichtig zu wissen, welchen Stromverbrauch jede einzelne Komponente hat. Die Summe aller Stromverbrauche ist ausschlaggebend für die Dimensionierung des Akku’s der mitfliegen soll. Jetzt wäre es sicher ein Einfaches gewesen, ein Vielfachmessgerät aus der Funkbude zu nehmen und die Stromaufnahmen zu messen. Zu beachten war allerdings, dass die einzelnen Verbraucher unterschiedliche Anschlüsse hatten. Was auch für die vorhandenen Messschnüre galt.

Ich entschloss mich deshalb, kurzerhand aus alten Platinen ein Gehäuse zu bauen und in dieses ein vorhandenes Messwerk einzusetzen.Ziel war es, dass das Messgerät zwei Messbereiche, einen mit 150 mA und einen mit 1,5 A haben sollte. Darüber hinaus sollten unterschiedliche Buchsen für die beiden Pole des Amperemeters vorhanden sein. Nach ersten Überlegungen entschloss ich mich, auch die Masse mit über das Gerät zu schleifen, was beim Einsatz eines Hohlsteckers Vorteile mit sich bringt.

Bevor ich nun den Bau des Messgerätes näher beschreibe, wieder mal ein wenig Mathematik. Schließlich muss das Messgerät entsprechend den gewünschten Anforderungen dimensioniert werden.

Im Shack wurde ein Messwerk mit einer Skaleneinteilung von 0 … 150 gefunden. Dieses hatte einen Innenwiderstand von 5 k Ohm, durch den bei Vollausschlag ein Strom von 25 uA fließt.

Entsprechend der Formel:

U = R * I

lagt damit am Innenwiderstand bei Vollausschlag eine Spannung von 125mV an.

Um den Messbereich zu erweitern, muss zum Messwerk ein weiterer Widerstand parallel geschaltet werden, durch den dann der größte Teil des Stromes am Messwerk vorbeifließen kann. Die Schaltung dieser Anordnung sieht dann wie folgt aus:

Messbereichserweiterung
Messbereichserweiterung

Die Berechnung dieses so genannten Shunt-Widerstandes erfolgt auch wieder entsprechend dem ohmschen Gesetz nach der Formel R=Um / Is wobei Is = I – Im ist. Da der Strom der durch den Widerstand Rs fließen soll, 6000 mal größer ist als der Strom, welcher durch das Messwerk fließt, braucht man diesen nicht zu berücksichtigen. Der Fehler den man so macht liegt im Promille-Bereich und ist somit kleiner als jede Genauigkeit die mit solchen Messgeräten überhaupt zu erzielen ist. Somit berechnet sich der Widerstand Rs wie folgt:

Rs = Um / I

 

Wobei Um die am Messwerk bei Vollausschlag anliegende Spannung von, wie oben berechnet, 125 mV anliegt. Der zu messende Strom I soll entsprechend der Anforderung 150 mA betragen. Der Widerstand Rs hat bei diesen Bedingungen einen Wert von 0,83 Ohm. Wenn der zu messende Strom 1,5 A betragen soll, muss der Widerstand Rs = 0,83 Ohm groß dimensioniert werden. Wenn das selbst gebaute Amperemeter beide Meßbereiche abdecken soll, so schaltet mal diese einfach mit einem Schalter um.Beide Widerstände dimensioniert man als 1/2 Watt Widerstände.

Hier noch die Baubeschreibung das Gehäuses:

Die Einzelteile
Die Einzelteile
Dieses Bild zeigt die Einzelteile, die als erstes aus Platinenmaterial ausgesägt werden müssen. Bei Gelegenheit werden ich auch die Maße hier noch mal veröffentlichen. Aber prinzipiell gibt es keine Vorgaben.

Fertig gelötet
Fertig gelötet
Das Foto zeigt das gelötete und zusammengesetzte Gehäuse des Amperemeters.

Das lackierte Gehäuse
Das lackierte Gehäuse
… welches anschließend lackiert wurde.

Das fertige Meßgerät
Das fertige Meßgerät
Das fertige Messgerät. Es sind schön zu erkennen, die unterschiedlichen Eingangsbuchsen für den Strom. Jeweils ganz links und ganz rechts, die Buchsen für die Hohlstecker.

Der erste Einsatz
Der erste Einsatz
Das fertige Gerät beim ersten Einsatz.

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