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Hallo,

Es geht um eigentlich ein recht simples Problem, aber ich bekomme das mit der Berechnung nicht ganz gerafft.
Dazu mal die Grundschaltung, bzw den Verwendungszweck näher beschrieben.
In den neueren Version des bekannten DF-Player ( MP3 Player-Mini Platine ) kann man nun auch die beiden Anschlüße USB+ und USB- dazu nutzen statt die Musik-Daten / Files über eine µSD Karte bereitzustellen, diese auch über einen USB Port und einen USB Stick in der Erweiterung um eine USB Buchse zu nutzen.
Dazu sind nun ( oder ich habe es erst jetzt bemerkt ) entsprechende Steuerbefehle aufgetaucht, im den Player via RX/TX mitzuteilen, dass er ein andere Medium nutzen soll. Das soll nun ein µC ( ein PICO genauer gesagt ) mitgeteilt bekommen, wenn der Benutzer einen zB USB-Stick in die USB Buchse als Erweiterung steckt.
Leider bekommt der DF-Player nicht mit, wenn etwas wie ein USB Stick an eine solche Buchse angeschlossen wird. Man müsste via RX/TX eine Wechselbefehlt senden und prüfen ob der angeschlossene Datenträger gemountet werden konnte, was natürlich blöd ist, wenn gerade ein Titel abgespielt wird, weil dieses die Wiedergabe sofort unterbricht. Und eine periodische Abfrage ist noch größerer Unsinn, wenn man dieses zwischen den einzelnen Musiktiteln umsetzen wollte, weil dieser Umschaltprozess eine erhebliche Latenz mit sich bringt. Unter definierten Bedingungen funktioniert das Umschalten einwandfrei, man muss aber sicherstellen dass sich auch ein Datenträger über USB+ / USB- angeschlossen befindet - ansonsten kann es auch passieren, dass sich dieses Modul komplett aufhängt wenn man eine Zwangsumschaltung auslöst, aber dort nichts angeschlossen ist ( passiert nicht immer - manchmal bekommt man eine entsprechende Rückmeldung, aber in 20-30 % der Fälle eben nicht, wenn man versucht auf die andere Datenquelle umzuschalten - dort aber nichts angeschlossen ist )
Nun hatte ich die Idee man nimmt einen Shunt 0,1 Ohm @ 600 mW SMD und versucht darüber zu ermitteln ob über den VSYS ( 5 Volt Versorgungspannung an der angeschlossenen USB-Buchse ) ein Stromfluss zustande kommt. Dazu müsste ich die Spannung vor und nach dem Shunt erfassen, die Differenzspannung ermitteln und dann den Strom ausrechnen. Soweit ist mir das Funktionsprinzip eines Shunt schon klar. Aber mit einem PICO selber wird das nichts, ohne dort noch zusätzliche Elektronik ( ext. ADC ) anschließen zu müssen.
Meine Idee was nun, man verwendet einen OPV als Differenzverstärker ( Subtrahierer ) welcher eine ausreichende Verstärkung erzeugt, um das dann in einen Comparator leiten zu können. Dieser Comparator soll einfach den PICO via eines GPIOs triggern, dass nun etwas an der USB Buchse angeschlossen ist.
Wenn ich das via einer ISR Routine abfange kann der PCO in Ruhe den aktuellen Titel zu Ende spielen lassen und dann auf die andere Datenquelle umschalten lassen. Soweit alles gut und schön.

Ich habe nun schon nach den verschiedensten Formel die ich hier im Kompendium zum OPV gefunden habe versucht die passende Widerstandspaarungen zu finden , leider alles von keinem Erfolg gekrönt.

-> https://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0210153.htm

Wer kann mir mal bitte verständlich erklären oder helfen die Widerstände am Differenzverstärker zu bestimmen das der nachgeschaltete Comparator bei I größer 5 mA den Ausgang auf High setzt, aber erst bei der Unterschreitung von 3,5 mA wieder auf LOW geht.

Danke im Voraus

Wozu soll denn diese Hysterese gut sein? Es soll doch nur Strom/keinStrom detektiert werden.

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Es ist unter der Würde eines Technikers, die Gebrauchsanweisung zu lesen!

» Wozu soll denn diese Hysterese gut sein? Es soll doch nur Strom/keinStrom
» detektiert werden.

Wenn es wirklich nur um die Stromdetektion geht, hätte ich einen Ansatz, siehe Skizze. Das Wirkungsprinzip: Halbleiter haben bekanntlich
eine Schwellenspannung von etwa 0,5 V, die aber in geringem Maß bereits bei etwa 0,45 V einsetzt. Fällt über dem Shunt eine solche
Spannung ab, beginnt der PNP bereits geringfügig durchzusteuern, die ersten Elektronen trauen sich dann schon aus dem Collektor raus.
Wird die Basis-Spannung nur geringfügig höher, erhöht sich die Spannung am Collektor fast lawinenartig, das Signal wird auswertbar.
Die Auswertung könnte mit dem altbewährten 555er erfolgen ( schon wieder der . . .) An Pin 2 (Trigger gegen Minus) hat der sogar eine kleine
Hysterese, die unkontrolliertes Hin- und Herschalten vermeidet. Das Prinzip dieses Stromfühlers ist erprobt, ich habe es bei einem
Modellflugladegerät in 8-facher Ausführung für die Konstantstromregelung eingesetzt, geht seit Jahren problemlos.
Bei Interesse gern mehr.

Hallo,
Jetzt hab ich deinen ausführlichen Beitrag nur "überflogen", aber es geht dir im Kern offenbar darum, den Strom der Versorgung im USB- Bus zu messen. Und ja, der Differenzverstärker wäre ein Ansatz wegen der einfachen Potenzialtrennung (nicht Isolierung!), wichtiger ist aber ein möglichst geringer Spannungsabfall am Shunt, weil du sonst schnell an die Grenzen der USB - Spezifikaton gerätst. Da gibt es aber ICs, die genau das können:
https://www.reichelt.de/de/de/shop/produkt/stromsensor_ac_dc_5_v_soic-8-200887?PROVID=2788&gad_source=1&gad_campaignid=18137109497&gclid=CjwKCAjwruXBBhArEiwACBRtHdIFG8ZsvNh75rYJr8DbbQ-7KVJu6AshFhwHxy3zodslqnoIcbnzZBoCnXgQAvD_BwE
Da würde ich nicht lange überlegen. Es gibt da auch andere Typen mit Shunt statt Hall-Sensor, auch im DIP8 z. B. falls das wichtig sein sollte. Wobei mir gerade die Frage kommt, ob nicht auch USB-Schnittstellenbauteine bereits ein Stromüberwachung integriert habe - also dein Vorhaben evtl. per Software erledigt werden könnte.

PS:
mit dem einfachen Differenzverstärker (wie im Link zuerst gezeigt) wirst du wenig Spaß haben, da wird dir die hohe Gleichtaktaussteurung ein Problem bereiten (es sei denn, du misst im Massezweig, da brauchst Du aber eine negative Versorgung oder eine genau ausgelegte Schaltung mit OPVs, die single-supply geeignet sind. Allerdings bin ich mir nicht sicher, ob ein Shunt in der minus-Versorgung ein Problem bereiten kann.

Die 0.1Ohm hielt ich zunächst für einen realistischen Ansatz - bei 1A 100mV Spannungsabfall wird in den meisten Fällen den Betrieb in der USB-Spezifikation ermöglichen.
Aber um 5mA zu detektieren, mußt du daraus eine handliche Spannung machen. 5mA an 0.1Ohm ergeben 500µV. Da werden dir Temperaturdrift, Offset und Rauschen u.U. Probleme bereiten. Gleiches gilt aber auch für das verlinkte IC - bei genauer Betrachtung der Daten an der unteren Messbereichsgrenze kann das schon kritisch werden. Der Shunt sollte also einen höheren Widerstand haben, was allerdings die USB-Versorgung erschweren kann. Das wird ohne genaue Schaltungsauslegung oder andererseits nötiger Kompromisse nicht ganz einfach sein.
Aber wie gesagt - das entnehme ich Abschätzungen.

» Die 0.1Ohm hielt ich zunächst für einen realistischen Ansatz - bei 1A
» 100mV Spannungsabfall wird in den meisten Fällen den Betrieb in der
» USB-Spezifikation ermöglichen.
» Aber um 5mA zu detektieren, mußt du daraus eine handliche Spannung machen.
» 5mA an 0.1Ohm ergeben 500µV. Da werden dir Temperaturdrift, Offset und
» Rauschen u.U. Probleme bereiten. Gleiches gilt aber auch für das verlinkte
» IC - bei genauer Betrachtung der Daten an der unteren Messbereichsgrenze
» kann das schon kritisch werden. Der Shunt sollte also einen höheren
» Widerstand haben, was allerdings die USB-Versorgung erschweren kann. Das
» wird ohne genaue Schaltungsauslegung oder andererseits nötiger Kompromisse
» nicht ganz einfach sein.
» Aber wie gesagt - das entnehme ich Abschätzungen.
Da hast du schon wichtige Punkte angesprochen.
Wichtig wäre hierbei zu wissen, wie hoch der Strom maximal werden kann, und folglich wie groß der Messwiderstand gewählt werden kann/sollte/muss.
500µV mit einem diskreten Differenzverstärker aufbereiten, stelle ich mir auch schwierig vor. Dafür gäbe es spezielle Instrumentenverstärker. Wenn die Messspannung aber größer ausfällt, wird die ganze Sache natürlich einfacher. 10Ohm Messwiderstand und damit 50mV Nutzsignal (wenn es bei 5mA bleibt) wären noch weit innerhalb der Spezifikation und ein teurer Instrumentenverstärker auch nicht mehr nötig. Es wird sogar schon ein nichtinvertierender Verstärker genügen und die zweite Hälfte der üblichen 8 Pin Dual-OPVs kann dann wie gewünscht als Komparator arbeiten.

» 500µV mit einem diskreten Differenzverstärker aufbereiten, stelle ich mir
» auch schwierig vor. Dafür gäbe es spezielle Instrumentenverstärker. Wenn
» die Messspannung aber größer ausfällt, wird die ganze Sache natürlich
» einfacher. 10Ohm Messwiderstand und damit 50mV Nutzsignal (wenn es bei 5mA
» bleibt) wären noch weit innerhalb der Spezifikation und ein teurer
» Instrumentenverstärker auch nicht mehr nötig.

das waren auch meine Gedanken, weswegen ich "Kompromisse" erwähnte - also in diesem Fall die volle Nutzung des über USB gebotenen Stromes. In der AN105 von Analog Devices findet man eine gute Erklärung der Konzepte (high-side, low-side oder floating), auch wenn die konkreten Beispiele auf bestimmte ICs bezogen sind, kann man dem einige Ideen für eigene Konstrukte entnehmen. Einiges liesse sich wahrscheinlich auch direkt mit einem Instrumentenverstärker umsetzen. Das muss der Fragesteller selbst entscheiden.