Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik 230V Strom + Spannung überwachen


von Martin K. (Gast)


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Für eine Art Kunstprojekt suche ich nach einer Möglichkeit, 32 230V 
(50Hz) Lasten mit je max. 300W zu schalten und deren Stromverbrauch und 
auch die Spannung grob (+-5%) zu überwachen. Was sind hierfür geeignete 
und vor allem preiswerte Methoden? 32 Stromwandler sind leider definitiv 
zu teuer.

von Rolf Hansen (Gast)


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Hast du jemals nach einer möglichen Lösung gegoogelt? Ich denke, nein.

von Magnus M. (magnetus) Benutzerseite


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Martin K. schrieb:
> 32 Stromwandler sind leider definitiv zu teuer.

Kannst du "definitiv zu teuer" in Zahlen umwandeln?

von Nasenzieher (Gast)


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Nun geht es wieder los, dem TO alles aus der Nase zu ziehen :-=

von MaWin (Gast)


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> 32 Stromwandler sind leider definitiv zu teuer.

Shunts sind zwar billiger, aber nicht galvanisch getrennt,
die galvanische Trennung kostet dann wieder mehr als der
Stromwandlertrafo.

Natürlich könnte man die ganze Schaltung heiss auf 230V~
legen:

http://documentation.renesas.com/doc/DocumentServer/U16498EE1V1AN00.pdf

von Jobst M. (jobstens-de)


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Wenn der TO im Hinterkopf hat, hiermit anschliessend die Leistung zu 
berechnen, so sei vorher gesagt, daß dies so einfach nicht möglich ist!


Gruß

Jobst

von Martin K. (Gast)


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Ich brauche die Leistung auch, aber +-5% Genauigkeit reicht aus.
Die Bauteilkosten sollten pro Kanal unter 1€ liegen.
Ob die ganze Schaltung auf 230V liegt, ist mir relativ egal, die Lasten 
brauchen untereinnander ja nicht galvanisch getrennt sein. Also eine 
gemeinsame galvanische Trennung zum Hauptcontroller / PC reicht aus, 
oder spricht da was dagegen?

von P. W. (wassipaul)


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> oder spricht da was dagegen?
32 * 300W = 9.6 kW (!)
Aus wievielen Phasen möchtest Du das versorgen?

> Die Bauteilkosten sollten pro Kanal unter 1€ liegen.
hahaha...

MfG
P.Wassi

von Martin K. (Gast)


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Die Lasten haben nur MAXIMAL 300 W und es sind nicht alle zeitgleich in 
Betrieb, aber das ist nicht das Problem. Die Frage war nach einer 
möglichst preiswerten Lösung für eine Strommessung.
P.S. es freut mich immer wieder das "Menschen" über andere Lachen 
können, obwohl sie das Problem weder verstehen noch lösen.

von TestX .. (xaos)


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Martin K. schrieb:
> Die Lasten haben nur MAXIMAL 300 W und es sind nicht alle zeitgleich in
> Betrieb, aber das ist nicht das Problem. Die Frage war nach einer
> möglichst preiswerten Lösung für eine Strommessung.
> P.S. es freut mich immer wieder das "Menschen" über andere Lachen
> können, obwohl sie das Problem weder verstehen noch lösen.

unter 1€ bist du noch nicht einmal bei 230V geeigneten shunts...also 
vergiss die idee gleich mal..sry...

von Peter ⛄ W. (Firma: Huddel und Brassel Ltd.) (jaffel) Benutzerseite


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Martin K. schrieb:
> Ob die ganze Schaltung auf 230V liegt, ist mir relativ egal, die Lasten
> brauchen untereinnander ja nicht galvanisch getrennt sein.

Was spricht dann gegen einen Shunt ? Gleichrichten, multiplexen, fertig.

Oder habe ich deine Frage falsch verstanden ?

Wozu willst du die Spannungen einzeln ueberwachen ? Die ist und bleibt 
auf allen Leitungen fast gleich.

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Andi D. schrieb:
> Martin K. schrieb:
>> Die Lasten haben nur MAXIMAL 300 W und es sind nicht alle zeitgleich in
>> Betrieb, aber das ist nicht das Problem. Die Frage war nach einer
>> möglichst preiswerten Lösung für eine Strommessung.
>> P.S. es freut mich immer wieder das "Menschen" über andere Lachen
>> können, obwohl sie das Problem weder verstehen noch lösen.
>
> unter 1€ bist du noch nicht einmal bei 230V geeigneten shunts...also
> vergiss die idee gleich mal..sry...

Bei 300W geht auch noch ein Stück Leiterbahn und Shunts gibts auch unter 
1 Euro. Allerdings 1% und 1 Euro. Das wird selbst in China nix!


Ich denke seit geraumer Zeit über ein Wirkleistungsmeßmodul für 
Platinenmontage nach. Weiß aber nicht, wieviel Interesse daran besteht. 
Wenn sich genug Abnehmer finden, würde ich es fertigentwickeln. Prototyp 
läuft. Gibt die momentane Wirkleistung über UART galvanisch getrennt 
raus.

von Peter ⛄ W. (Firma: Huddel und Brassel Ltd.) (jaffel) Benutzerseite


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Abdul K. schrieb:
> Allerdings 1% und 1 Euro. Das wird selbst in China nix!

Warum nicht ? Alles eine Frage des Abgleichs. Im 10A Bereich eines 10E 
DMM ist auch nur ein stueck Draht.

von MaWin (Gast)


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> > Die Bauteilkosten sollten pro Kanal unter 1€ liegen.
> hahaha...

Geht schon, als Shunt 1 Ohm/2 Watt Metallfilm,
bei Reichelt -.10, und als Spannungsteiler
reichen 1/4W Metallschicht, da kann man bei
2.5ct gleich 3 in Reihe nehmen, noch einen
zwischen shunt und uC A/D-Wandler Eingang asl
Schutz vor zu hohen oder negativen Spannungen,
und fertig ist die Laube, der uC sendet dann
die per seiner A/D-Eingänge ermittelten Werte
per Optokoppler seriell weiter.
Gleichrichtung entfällt, macht der uC.
Da die meisten uC nur 8 A/D-Eingänge haben,
aber er 64 Messeingänge braucht, kommen 8
Analogmultiplexer CD4051 dazu für -.30, als
uC mit zumindest 10 bit Wandler ein Atmega48,
für 2.15, sind 18.95, da bleiben bis 32 EUR
auch noch genug Euronen über für ein Netzteil,
für Optokoppler und Quartz.

Man muß halt professioneller Entwickler sein,
und nicht Hobbybastler.

von Peter ⛄ W. (Firma: Huddel und Brassel Ltd.) (jaffel) Benutzerseite


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Jetzt muss ich auch mal lachen.

Da haettest du ihm auch auf Chinesisch antworten koennen, oder denkst du 
allen Ernstes das er damit nun was anfangen kann ? Jaja, ich weiss, war 
nicht direkt an ihn gerichtet.

von Jobst M. (jobstens-de)


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Martin K. schrieb:
> P.S. es freut mich immer wieder das "Menschen" über andere Lachen
> können, obwohl sie das Problem weder verstehen noch lösen.

Und dann gibt es noch "Menschen", die sich darüber aufregen, daß ihnen 
nicht geholfen wird. Sie wollen nicht verstehen/akzeptieren, wenn man 
sagt: "es geht so nicht". Sie legen nicht alle Informationen auf den 
Tisch und man muß alles einzeln aus der Nase ziehen. Die von Dir 
genannten Menschen haben keine Chance es zu verstehen / Dir zu helfen.

Der Unterschied ist der, daß Du etwas möchtest. Wenn Du die Antworten 
nicht akzeptieren möchtest, ist das Deine Sache. Ich habe keinen Schaden 
dadurch.

Eine Leistungsmessung an Wechselspannung ist weit komplexer, als einfach 
nur gemittelte Ströme und Spannungen zu multiplizieren.

1€/Kanal ist für Dich nicht machbar!


Gruß

Jobst

von Jobst M. (jobstens-de)


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MaWin schrieb:
> Man muß halt professioneller Entwickler sein,
> und nicht Hobbybastler.

Du hast z.B. Platinen und Steckverbinder vergessen ...


Gruß

Jobst

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Mal so ein paar Punkte:
1. Wie breit wird eine Leiterbahn aus Kupfer, die genug Eigenerwärmung 
abführen kann und 3KW Leistung überträgt?
2. Temperaturgang des Kupfers?
3. Schaltung muß einige 5KV Impulse pro Jahr aushalten, genauso wie 
Schalttransienten bei aktiver Steuerung von Motoren, wie z.B. TRIAC
4. ADC und Prozessor müssen schnell genug samplen für 3. Oder man macht 
es analog, wo aber die Auflösung schnell zum Problem wird wegen 
Linearität.

Bei max. 300W sieht die Sache noch recht entspannt aus, aber da 16A die 
normale Absicherung ist und es zumindest in meinem Fall universell sein 
soll, muß die Schaltung zumindest transiente 4KW aushalten können.

Das mit den geforderten 1% bezieht sich sicherlich weniger auf 
Genauigkeit, als auf Auflösung. Vermutlich möchte er bei 1KW auch noch 
erkennen können, das 10W überhaupt fließen und nicht die Meßschaltung 
entweder 0W oder 20W anzeigt.


Als professioneller Entwickler kann man sich selbst ganz schnell als 
Bastler fühlen wenns an was Neues geht. Außer MaWin, der war ja schon 
überall und ist unser Held.

von Martin K. (Gast)


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Von 1% habe ich nichts geschrieben, die Anforderung sind +- 5 (FÜNF) % 
(PROZENT).
ATmega würde ich keinen nehmen, die haben recht schlechte ADCs wie  ich 
feststellen musste, von STM gibt es billige Cortex mit ziemlich guten 
ADCs um nicht viel mehr Geld. Was haltet ihr in meinem Fall von externen 
ADCs mit eingebautem Multiplexer?
Den Shunt auf der Leiterplatte auszuführen klingt auch gut, oder eben 
einen Drahtbügel, da müsste ich mir aber etwas einfallen lassen um immer 
dieselbe elektrisch wirksame Länge zu erhalten.
Eine gemeinsame Spannungsmessung ist auch ok.

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Wenn du bei 300W und 5% bleibst, sollte eine Kupferbahn und ein 
Controller mit 10Bit Wandler ausreichen, wobei je Ausgang ein 
Strommeßkanal plus insgesamt ein Spannungsmeßkanal notwendig sind.
Der Abgleich der Verstärkung muß dann nur an einem Kanal durchgeführt 
werden, da alle Kupferbahnen sich genug ähneln.

Strom mal Spannung, integrieren für exakt 20ms, ergibt dann also 50 
Einzelmessungen pro Sekunde. Die kannst du dann noch mit einem digitalen 
Tiefpaß filtern, wenn du eh nicht so viele Messungen in der Sekunde 
brauchst. Das war jetzt die einfache Variante für Wirkleistungsmessung.



Wenn ihr für mein geplantes Modul noch Vorschläge habt, dann höre ich 
die gerne und beziehe das mit ein.

von MaWin (Gast)


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> sollte eine Kupferbahn und ein
> Controller mit 10Bit Wandler ausreichen

Um 10ct zu sparen ? Der Typ hat 'n Macke.

Schon bei 8 GradC Temperaturerhöhung der shunt-Leiterbahn hat er damit 
seine 5% Abweichung überschritten.

von Michael (Gast)


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Kann man nicht eigentlich auch nen Energiekostenmessgerät (z.B. 
http://www.reichelt.de/Energiemessgeraete/KD-302/index.html?;ACTION=3;LA=2;ARTICLE=88135;GROUPID=4033;artnr=KD+302;SID=13T1Ug438AAAIAACBeIH4fd71b67491972fd231d77b1dcefaa09e#av_tabdata 
) mit nem µC anzapfen?

Da würde man sich halt den Part mit dem Messen sparen...
Aber da müsste man vermutlich noch ne galvanische Trennung spendieren...

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