Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik el. Leistung messen


von Timo (Gast)


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Hallo zusammen,

ich möchte gerne die el. Leistung meiner Heizungspumpe (eine Wilo 
Stratos Pico) messen. Ideal wäre dies natürlich ohne die Verkabelung zu 
trennen (Hall-Sensor?), wenn nicht anders möglich, wäre dies allerdings 
auch machbar. Könnt ihr mir einen Sensor oder Messshunt empfehlen?

Danke schonmal!

Timo

von Harald W. (wilhelms)


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Timo schrieb:

> ich möchte gerne die el. Leistung meiner Heizungspumpe (eine Wilo
> Stratos Pico) messen. Ideal wäre dies natürlich ohne die Verkabelung zu
> trennen (Hall-Sensor?), wenn nicht anders möglich, wäre dies allerdings
> auch machbar. Könnt ihr mir einen Sensor oder Messshunt empfehlen?

Dafür sind Steckdosenzähler am besten geeignet. Falls es eine Dauer-
messung werden soll, kann man die ja auich aus dem Steckdosengehäuse
ausbauen.
Gruss
Harald

von Timo (Gast)


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Ich hätte vielleicht erwähnen sollen, dass ich plane die Leistungswerte 
mit einem Datenlogger aufnzunehmen. Ich würde deshalb gerne analoge 
Sensoren verwenden, um deren Spannungssignal aufzunehmen..

von Ingo (Gast)


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Nimm einen Spannungsteiler und miss die Spannung, den Strom kannst du 
über einen Hall Stromsensor messen ohne die Leitung aufzutrennen.

von Timo (Gast)


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Könnt ihr mir einen Hall-Sensor empfehlen?

von Ingo (Gast)


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Von welchen Strömen sprechen wir? Guck mal bei LEM!

von Dietrich L. (dietrichl)


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von Timo (Gast)


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Die Pumpe hat eine maximale Leistungsaufnahme von ca. 40W. Die Ströme 
dürften also nicht sehr hoch sein..

von Ingo (Gast)


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40W an 230W =~ 175mA! Das ist recht wenig bzw. haben die mir bekannten 
Durchsteckstromwandler einen viel größeren Messbereich. Da wirste wohl 
nicht drumrum kommen so 10 Windungen durchzustecken, damit du ne gute 
Auflösung bekommst.

von Udo S. (urschmitt)


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Ich seh schon, das wird was.
Rechnen wir mal:
Die Pumpe hat max. 40W, nehmen wir mal an, daß etwa 25W im Schnitt 
benötigt werden.
Jetzt wird eine tolle Energiemessschaltung gebastelt, die dann auch noch 
5W verbrät. Ausgewertet wird die über einen PC der 24/365 läuft und dann 
50W verbrät.

So spart man Energie ;-)

@TO: No offend, nur eine kleine Anregung über weitere Dinge nachzudenken 
:-)

von Harald W. (wilhelms)


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Udo Schmitt schrieb:

> @TO: No offend, nur eine kleine Anregung über weitere Dinge nachzudenken
> :-)

So eine Pumpe hat ja auch Blindleistung, und die macht eben blind...
Gruss
Harald

von Timo (Gast)


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Also mir ist der Aspekt des Energiesparens nicht so wichtig. Ziel ist 
es, anhand der Leistungswerte eine Aussage machen zu können, ob und wie 
die Pumpe läuft...

von spontan (Gast)


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Alles extrem geheim?
Leg doch mal offen, was Du willst, dann gibts die besten Ratschläge. 
Salamitaktik ist, mit Verlaub,  recht bescheiden.

von fonsana (Gast)


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Ich finde in der Beschreibung der Pumpe u.a.

"LC-Display mit Anzeige des laufenden Verbrauchs in Watt und der 
kumulierten Kilowattstunden"

Was soll denn nun gemacht werden?

fonsana

von Davis (Gast)


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> ... ob und wie die Pumpe läuft...

Spannung und Strom direkt mit einem Controller messen, beides gewichtet 
multiplizieren und über eine Sekunden summieren -> Leistung.

Geräte - die das machen - gibt es für 10 Euro bei Reichelt & Co.

: Wiederhergestellt durch Moderator
von fonsana (Gast)


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Davis schrieb:
> Spannung und Strom direkt mit einem Controller messen, beides gewichtet
> multiplizieren und über eine Sekunden summieren -> Leistung.

Nicht wirklich, weil mit der eingebauten Elektronik ganz sicher kein 
sinusfoermiger Stromverlauf zu erwarten ist. Also in kurzen Intervallen 
abtasten und zeitlich richtig multiplizieren.

Aber wozu?

fonsana schrieb:
> "LC-Display mit Anzeige des laufenden Verbrauchs in Watt und der
> kumulierten Kilowattstunden"

fonsana

von Harald W. (wilhelms)


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fonsana schrieb:

> Aber wozu?

>> "LC-Display mit Anzeige des laufenden Verbrauchs in Watt und der
>> kumulierten Kilowattstunden"

...um zu kontrollieren, ob die LC-Anzeige auch stimmt? :-)
Gruss
Harald

von Timo (Gast)


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Hallo zusammen, ich war einige Tage weg und habe deshalb nicht mehr 
antworten können. Ich habe einen Datenlogger hier, der über einen 
analogen EIngang verfügt. Deshalb suche ich einen Sensor, der mir über 
ein Spannungssignal den Stromfluss bzw. die Leistung meiner Pumpe 
ausgibt. Leider bin ich jedoch etwas überfordert bei der Auswahl eines 
geeigneten Sensors.. Ziel ist es meine Heizungsanlage im Keller 
überwachen zu können, weshalb ich einfach mitkriegen will, ob, wann und 
wie meine Heizungspumpen laufen..

Es wäre super, wenn mir da einer einen Tip geben könnte!

von amateur (Gast)


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Reicht es eigentlich nicht aus einmal zu messen und dann zu zählen?

Dazu ein Bleistift:
Ein Verbraucher nimmt (gemessen) 39W auf.
Jetzt überwache ich einfach das Gerät (Eingeschaltet Ja/Nein) mit einem 
Optokoppler.
Wird jetzt die "Ein-Zeit" gemessen (aufsummiert), so kann man recht gut 
feststellen, wie viel Leistung verbraten wurde. Also nach einer Stunde 
Laufzeit 39Wh.

von Timo (Gast)


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Setzt das nicht vorraus, dass die Pumpe nur zwei Zustände kennt 
(EIN/AUS) kennt? Die Wilo-Pumpen sind aber in ihrer Leistung flexibel 
(intelligente Pumpen)..

von amateur (Gast)


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Intelligente Pumpen oder in ihrer Leistung geregelte sind immer noch in 
der Minderheit.
Darüber hinaus gilt hier: Ent- oder weder.
Natürlich geht das System "Zählen" nur bei halbwegs konstanter Leistung.

von Erich (Gast)


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Vielleicht doch was fertiges, sofort einsatzbereites kaufen?

http://www.datenlogger-store.de/datenlogger-hobo-u12-006.html
http://www.datenlogger-store.de/software-hoboware-lite.html
http://www.datenlogger-store.de/hobo-ac-stromsensor.html

Allerdings kannst für diese Investition die Pumpe(n) lange laufen 
lassen.
Es geht dir aber nach eigener Aussage ja um den Erkenntnisgewinn.

Gruss

von Fritz (Gast)


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Erich schrieb:
> ielleicht doch was fertiges, sofort einsatzbereites kaufen?
>
> http://www.datenlogger-store.de/datenlogger-hobo-u...
> http://www.datenlogger-store.de/software-hoboware-lite.html
> http://www.datenlogger-store.de/hobo-ac-stromsensor.html

Das scheint ein DC-Datenlogger zu sein und der AC_Stromsensor scheint AC 
nach DC umzusetzen.

Das zugehörige Datenblatt ist aber sehr suspekt!?

Was soll die Angabe:

Eingangsstrom  sinusförmiger Wechselstrom, einphasig 50 Hz oder 60 Hz, 
Leistungsfaktor 0,5 bis 1,0 induktiv oder kapazitiv

bedeuten?

Wenn ich Strom alleine messe habe ich keinen Leistungsfaktor! Der ergibt 
sich nur in Kombination mit der Spannung!

Da liegt aber auch das Problem der Leistungsmessung. Wenn der 
Leistungsfaktor deiner Last unbekannt ist (was ich annehme), ist die 
Strommesssung und die damit berechnete Leistung (I * U) mehr oder 
weniger eine Hausnummer!!!

von nicht "Gast" (Gast)


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amateur schrieb:
> Reicht es eigentlich nicht aus einmal zu messen und dann zu zählen?

Was für einen Vorteil soll das bringen? Es ist ungenauer (gerade bei 
Motoren, Pumpen, etc. hängt die Leistungsaufnahme ja auch von der Last 
ab) und wenn ein elektronisches System einmal messen kann, dann kann es 
ja auch laufend messen.

von Timo (Gast)


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Also da der Heizkreislauf ja quasi stabil ist, müsste auch die Last 
gleich sein. Der Stromfluss wäre also ausreichend um auf die Leistung zu 
schließen.

von Erich (Gast)


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Fritz schrieb:
> Wenn der
> Leistungsfaktor deiner Last unbekannt ist (was ich annehme)
Üblicherweise steht der Leistungsfaktor, manche sagen auch cos φ, auf 
dem Typenschild des Motors drauf oder zumindest in dessen Datenblatt.

Hier ist noch was interessantes
http://www.awis-gmbh.com/Produkte/ueberwachung3.php
http://www.awis-gmbh.com/PDF/Systembeschreibung%20EWP%2016.pdf

Gruss

von Dietrich L. (dietrichl)


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Timo schrieb:
> Also da der Heizkreislauf ja quasi stabil ist, müsste auch die Last
> gleich sein.

Da bin ich mir aber gar nicht sicher! Wenn die Heizkörperthermostate 
auf- und zumachen, ändert sich doch bestimmt einiges im Kreislauf. Und 
das hängt dann vom Wetter, der Sonneneinstrahlung etc. ab.
Wieso bräuchte man denn sonst die intelligenten Pumpen!?

Gruß Dietrich

von Timo (Gast)


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ok, das ist wahr. auf jedenfall sehe ich in der stromaufnahme zunächst 
einmal die einfachste Möglichkeit einen Wert zu bekommen. Leider habe 
ich noch nie mit Hall-Sensoren oder Shunts gearbeitet, weshalb ich mir 
hier einfach nicht sicher bin, welcher hier für diese Messung optimal 
wäre.

von Erich (Gast)


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Nochwas hier http://www.awis-gmbh.com/Produkte/logger3.php
oder
Suche auch mal nach :  wattmeter hutschiene
bzw.  SWISSNOX  (ebay)

Gruss

von Timo (Gast)


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Hallo Erich, danke für die Vorschläge!

Der Logger der Firma Awis hat jedoch keinen Ausgang, das heisst ich 
könnte ihn nicht an meinen vorhandenen Logger anshcließen. Das Wattmeter 
hat den Nachteil, dass dies auch nicht die Momentanleistung, sondern nur 
eine gesamte Leistung über einen bestimmten Zeitraum angibt.

von Dietrich L. (dietrichl)


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Timo schrieb:
> Leider habe
> ich noch nie mit Hall-Sensoren oder Shunts gearbeitet, weshalb ich mir
> hier einfach nicht sicher bin, welcher hier für diese Messung optimal
> wäre.

Shunt:
Vorteil: einfach & billig, ist durch ändern des Wertes leicht anpassbar 
an den Strom
Nachteil: nicht potenzialgetrennt, die Leitung muss unterbrochen werden

Stromtrafo:
Vorteil: potenzialgetrennt, ist in Grenzen über Lastwiderstand an den 
Strom anpassbar.
Nachteil: relativ groß & teurer, die Leitung muss durchgefädelt werden

Hall-Sensor:
Vorteil: potenzialgetrennt, es liefert (je nach Typ) gleich ein 
passendes (s.u.) Messsignal (Spannung)
Nachteil: braucht eine Stromversorgung, ist normalerweise für größere 
Ströme gebaut, ist relativ teuer und manche sind auch nicht so klein; 
die Leitung muss durchgefädelt oder unterbrochen werden.

In allen Fällen ist zu beachten, dass am Ausgang ein Signal herauskommt 
mit 50Hz Grundschwingung und ggf. einiges an Oberwellen. Daraus eine 
Gleichspannung zu machen, die dem Effektiv- oder Mittelwert des Stromes 
entspricht geht
- entweder durch häufiges Abtasten des Signals und daraus berechnen des 
Effektiv- oder Mittelwertes
- oder durch Präzisionsgleichrichtung + Filterung den Mittelwert analog 
erzeugen (Effektivwert erzeugen geht so kaum).

Also alles nicht so einfach...

Optimal wäre also ein Teil, das gleich die Effektivleistung misst (wie 
die Steckermessgeräte) und einen Analogausgang hat (was die 
Steckermessgeräte nicht haben). Aber sowas ist bestimmt nicht billig...

Gruß Dietrich

von Timo (Gast)


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Hallo Dietrich,

danke für die ausführliche Antwort, das war sehr hilfreich! Ich schließe 
daraus, dass die einfachste (aber auch unsauberste) Lösung der Shunt 
ist. Kannst du mir hier ein Beispiel-Produkt nennen?

von emaN (Gast)


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wenn das nicht die einzige Messaufgabe werden soll bietet sich so etwas 
an:

http://www.christ-elektronik.de/shop/Messgeraete/Leistungsmessgeraete/CLT313/

von Dietrich L. (dietrichl)


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Timo schrieb:
> Ich schließe
> daraus, dass die einfachste (aber auch unsauberste) Lösung der Shunt
> ist. Kannst du mir hier ein Beispiel-Produkt nennen?

Shunt = Widerstand. Der Rest ist Dimensionierung, bei welchem Strom 
welche Spannung erzeugt werden soll (ohmsches Gesetz). Die Spannung darf 
natürlich nicht zu groß werden (max. ein paar Volt?)
Aus Spannung mal Strom ergibt sich die Leistung des Widerstandes.
Da der Strom nicht so groß und die Spannung nicht so winzig ist, wirst 
Du "normale" Widerstände nehmen können.

Dann kommt noch die Aufbereitung des Signals für den Datalogger (s.o.).

Aber nochmal der Hinweis: DAS GANZE IST NICHT POTENZIALGETRENNT. DU 
HÄNGST (einschließlich Datenlogger) DIREKT AM NETZ.

Gruß Dietrich

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