Ist die Messung der Amplitude und Frequenz einer AC Spannung u. einlesen über EINEN Port am µC mögli

[Mario M. (marionese)]

Hallo zusammen, ich habe folgendes Problem.

Ich möchte gerne mit einer OP Schaltung gleichzeitig zwei "Dinge 
erledigen".

1. Ich möchte die Netzspannung auf 3V abbilden (375V==3V)
2. Ich möchte die Frequenz der Spannung messen (50,2 Hz muss messbar 
sein)

Beide Aufgaben einzeln sind mir klar wie ich sie umsetze.

1. Netzspannung hochohmig  mit Offset (da nur unipolare 
Spannungsversorgung)über Differnzverstärker messen.

2. Frequenz mit Komparator messen.

Meine Frage ist, wie kann ich daraus ein Signal machen das die 
Information der Amplitude und der Frequenz erhält.
Der Komparator macht mir ja immer wieder die Amplitudeninformation zu 
nichte
da dieser ja nur zwischen 0V und Betriebsspannung hin und her 
schwackelt!


Danke für eure Ideen

Gruss Mario

[Andreas (Gast)]

Hallo,

also soweit ich das Einschätze suchst du ein Frequenzspektrum. Aus 
diesem sind Amplitude und Frequenz abzulesen.

Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/Frequenzspektrum

Viele Grüße

[BT (Gast)]

Hallo,

den Controller auf eine feste Abtastrate einstellen ( Shannon - Theorem 
beachten !! )

Danach die Daten einer Periode auswerten(Länge hängt vom gewählten 
Abtastintervall ab)

Gruß
BT

[Mathias (Gast)]

Servus,

man man man wie will mann denn mit einer OP-Schaltung ein FFT/DFT 
durchführen?

Ohoh da fällt mir was ein: Zuerst führst du eine FM Modulation durch -> 
Frequenzsignal und diese modulierst du anschließend noch mit der 
Amplitdue, sprich AM.
Mit nem Controller wäre das ganze wohl etwas kleiner und je nach dem 
wohl auch einfacher!

Mathias

[BT (Gast)]

Hoppla,

dass das mit einem OP passieren soll habe ich glatt überlesen..

Sorry!!
Gruß
BT

[Andreas (Gast)]

Hallo,

>man man man wie will mann denn mit einer OP-Schaltung ein FFT/DFT
>durchführen?

Na nicht mit einem OPV aber ein µC wäre dazu schon imstande. Mal 
abgesehen davon das es mit Kanonen auf Spatzen geschossen wäre.

Viele Grüße
Andreas

[Jasch (Gast)]

Mario Müller schrieb:
> Hallo zusammen, ich habe folgendes Problem.
>
> Ich möchte gerne mit einer OP Schaltung gleichzeitig zwei "Dinge
> erledigen".
>
> 1. Ich möchte die Netzspannung auf 3V abbilden (375V==3V)

Spannungsteiler? An galvanische Trennung denken.

> 2. Ich möchte die Frequenz der Spannung messen (50,2 Hz muss messbar
> sein)

Hmm, hmm.

> Beide Aufgaben einzeln sind mir klar wie ich sie umsetze.

Angenommen Du meinst mit "Port" am µC einen digitalen Eingangspin: 
Eingangsspannung in Rechteck korrekter Spannung umwandeln (-> Frequenz), 
Tastverhältnis in Abhängigkeit von der Amplitude (je nachdem Vpp, Vrms, 
was Du halt brauchst) steuern (-> Amplitude), schnell genug mit dem µC 
abtasten, voila!

Hast Du einen ADC-Pin verfügbar: schnell genug abtasten, ausrechnen, 
voila!

[j. c. (jesuschristus)]

Verwende einen kleinen Trafo von 230 V auf 6 V, nimm einen 
Spannungsteiler 200 k/ 100 k und miss mit nem ADC 40 ms lang mit zB 10 
kHz. Dann bestimmst Du den Abstand und die Amplitude der Peaks-fertig. 
Kannste auch kontinuierlich machen und mitteln. Dann wirds genauer / 
geht mit weniger Samplingrate.
Offset ist fürn Arsch, die Netzsspannung ist symmetrisch.

[Mario M. (marionese)]

> Hast Du einen ADC-Pin verfügbar: schnell genug abtasten, ausrechnen,
> voila!


Hi ja, ich habe eben nur einen ADC Pin zur Verfügung, wenn ich einen 2. 
digitalen Pin hätte wäre es ja einfach, am adc die Amplitude messen und 
am digitalen Pin die Zeitabstände der Rechteckspannung von einem 
Komparator messen.

[Mario M. (marionese)]

j. c. schrieb:
> Verwende einen kleinen Trafo von 230 V auf 6 V, nimm einen
> Spannungsteiler 200 k/ 100 k und miss mit nem ADC 40 ms lang mit zB 10
> kHz. Dann bestimmst Du den Abstand und die Amplitude der Peaks-fertig.
> Kannste auch kontinuierlich machen und mitteln. Dann wirds genauer /
> geht mit weniger Samplingrate.
> Offset ist fürn Arsch, die Netzsspannung ist symmetrisch.

Hmm, danke für den Tipp da frag ich doch meinen SW-Kollegen
PS: Trafo ist nicht drin, ich messe hochohmig (VDE-Zulässig)mit jeweils 
1,6MOhm auf einen Diff-Verstärker mit Offset von 1,5V sodas ca. 
-375VAC==3V sind. (Uscheitel= 230V *1,4141*1,15)

[Ulrich (Gast)]

Wenn es hochohmig und galvanisch getrennt sein soll, wäre ein 
Optokoppler mit Glimmlampe als Lichtquelle möglich.  Ob es das fertig 
gibt weiß ich nicht -  da ist ggf. selber zusammenstellen angesagt. Das 
Signal am Ausgang braucht aber ggf. eine Verstärkung.


Die Auswertung der Frequenz geht auch sehr gut mit dem Analogen Signal, 
vor allem wenn wie hier die ungefähre Frequenz bekannt ist. Eine 
Möglichkeit ist es dazu die Phase zwischen dem Signal und einem 
gerechneten Sinus mit 50 Hz als Funktion der Zeit zu Messen. Die 
Steigung bei der Phase ergibt die Frequenzdifferenz zu 50 Hz. Die Phase 
kann man z.B. per Fouriertransformation (nicht unbedingt FFT ) 
bestimmen. Die Amplitude der Grundwelle bekommt man so ganz nebenbei.

[Jasch (Gast)]

Mario Müller schrieb:
>> Hast Du einen ADC-Pin verfügbar: schnell genug abtasten, ausrechnen,
>> voila!
>
> Hi ja, ich habe eben nur einen ADC Pin zur Verfügung, wenn ich einen 2.
> digitalen Pin hätte wäre es ja einfach, am adc die Amplitude messen und
> am digitalen Pin die Zeitabstände der Rechteckspannung von einem
> Komparator messen.

Aber Du brauchst doch keinen zweiten Pin?

Wenn Du per ADC z.B. mit 5 kHz die Spannung abtasten kannst hast Du die 
Abstände der Nulldurchgänge/pos. Spitzen/neg. Spitzen/Dein Bezugswert 
eben mit etwa 1% erfasst. Einerseits geht das bestimmt noch schneller, 
andererseits könntest Du linear interpolieren oder statistische 
Spielchen machen um das "genauer" zu bekommen (Du brauchst ja wohl 
mindestens 0.4%?). Uhhh, dran denken: dafür wäre ein Quarz für den 
µC-Takt gut, irgendwelche internen Oszillatoren sind da eher von 
zweifelhaftem Wert.

Und die Amplitude kriegst Du ja direkt vom ADC, nötigenfalls ebenfalls 
mit Interpolation/Statistik, den max. Fehler da kannst Du Dir leicht 
überlegen.

Bloss ein bisschen herumrechnen, das kann ein Computer, ähhh, µC... ;-)

[Michael (Gast)]

Jasch schrieb:
> Wenn Du per ADC z.B. mit 5 kHz die Spannung abtasten kannst hast Du die
> Abstände der Nulldurchgänge/pos. Spitzen/neg. Spitzen/Dein Bezugswert
> eben mit etwa 1% erfasst.

Nur keine Hetze. Wenn man per ADC die Spannung mit z.B. 49.5 Hz 
abtastet, hat man alle Zeit der Welt, streßt den µC nicht so mit der 
Auswertung und kann sich den Verlauf in aller Ruhe angucken. Eine volle 
Periode dauert dann bei 50 Hz Netzfrequenz ganze 2 Sekunden, bei 
Abweichungen von der Sollfrequenz, die im Verbundnetz unterhalb von 
0.2Hz liegen, entsprechend kürzer oder länger - Aliasing sei Dank.