Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Netzfrequenz berührungslos messen


von Christian (Gast)


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Hallo,
ich spiele gerade etwas mit einem Openenergymonitor.

Hierbei wird der Strom auf den 3 Phasen meiner Wohnung induktiv erfasst. 
Die Frequenz bei meinem Aufbau allerdings noch nicht. Deshalb ist es 
wenig überraschend, dass die Leistungsaufnahme von Schaltnetzteilen 
nicht stimmt.

Das Openengerymonitor Projekt sieht zur Messung der Frequenz eine 9V AC 
Wandwarze vor. Das ist eine sichere Lösung, ist in meinem 
Sicherungskasten aber optisch sehr unschön.

Da man bei unterschiedlichsten Verstärkerschaltungen immer mit dem 50 Hz 
Brummen kämpft hatte ich gehofft, dass vielleicht jemand einen Aufbau 
kennt mit dem die Wechselfrequenz einer Phase berührungslos gemessen 
werden kann. Mein Ansatz wäre jetzt ein Stück Draht gewesen, dass ich 
mit den ADC Gain Diff Eingängen des Atmegas verbinde und um die erste 
Phase wickel. Allerdings glaube ich selber nicht, dass das funktioniert.

Bin für Ideen dankbar!
Gruß, Christian

von Gerd E. (robberknight)


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Die Frequenz berührungslos zu messen ist ne gängige Methode z.B. in 
Oszis oder Tischmultimetern. Ist aber nen Tick aufwendiger.

Die einfachste und gleichzeitig sichere & sparsame Methode ist das hier:
http://www.dextrel.net/diyzerocrosser.htm

von STK500-Besitzer (Gast)


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Wenn du den Strom induktiv misst, dann solltest du mit dem Aufbau auch 
die Frequenz messen können. Oder liefert dein Sensor schon eine 
Gleichspannung?

von Peter II (Gast)


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Christian schrieb:
> Die Frequenz bei meinem Aufbau allerdings noch nicht. Deshalb ist es
> wenig überraschend, dass die Leistungsaufnahme von Schaltnetzteilen
> nicht stimmt.

für mich schon.

Die wo kommt bei P = U * I die Frequenz vor? Man braucht Strom und 
Spannung und zwar nicht Absolutwerte und nicht die Effektivwerte.

von Ulrich (Gast)


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Die Frequenz braucht man für die Leistungsmessung nicht. Bei der 
Netzfrequenz reicht es noch 50,0 Hz mit dem Permanentmarker auf Gehäuse 
zu schreiben: das ist sehr Präzise.

Was man für die Leistungsmessung bei nichtlinearen Lasten wie 
Schaltnetzteilen braucht, ist die Spannung und der Strom zu jedem 
Zeitpunkt. Den Strom kann man dabei noch magnetisch getrennt über einen 
Stromwandler messen. Bei der Spannung halt mit dem Trafo oder halt einen 
Spannungsteiler - der kann ggf. auch kapazitiv sein wie mit dem Draht um 
den Leiter. Die Trennung muss dabei aber auch sicher sein, und die 
Kapazität zeitlich konstant (der Draht um den Leiter ist das eher nicht 
so sehr).

von MaWin (Gast)


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Christian schrieb:
> Hierbei wird der Strom auf den 3 Phasen meiner Wohnung induktiv erfasst.
> Die Frequenz bei meinem Aufbau allerdings noch nicht. Deshalb ist es
> wenig überraschend, dass die Leistungsaufnahme von Schaltnetzteilen
> nicht stimmt.

?!?

Die Frequenz beträgt 50Hz, auf längere Sicht atomuhrgenau.

Ohne Spannung, und zwar nicht im Mittel sondern hochauflösend abgetastet 
und jedesmal mit dem Strom, ebenso abgetastet, multipliziert, wird das 
mit einer Messung nichts werden. Du wirst noch mal von vorne anfangen 
müssen und dich diessmel besser VORHER informieren.

Berührungslos wird das nicht, immerhin muss man die Leitung nicht 
auftrennen.

http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/51643b.pdf

von Michael M. (do7tla)


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Christian schrieb:
> Das Openengerymonitor Projekt sieht zur Messung der Frequenz eine 9V AC
> Wandwarze vor. Das ist eine sichere Lösung, ist in meinem
> Sicherungskasten aber optisch sehr unschön.

Nimm einen Klingeltrafo für Hutschienenmomtage.
Diese geben etwa 8V~ aus.

von Christian (Gast)


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Wow, ich bin überwältigt! Innerhalb von 10Min so viele gute Antworten! 
Vielen Dank!

Ok, ich habe verstanden, dass ich den AC Trafo für die Spannungsmessung 
brauche. Das mit dem Klingeltrafo ist ne prima Idee!

Schön wäre es, wenn ich mit dem Klingeltrafo Raspberry und Messschaltung 
auch gleich damit versorgen könnte. Ist das in Ordnung, oder besteht da 
Gefahr die Messspannung zu verfälschen?

Falls nein, kenn jemand einen schönen Bausatz um die 5V DC 1A zu 
erzeugen?

Danke nochmal!
Gruß Christian

von Marian (phiarc) Benutzerseite


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MaWin schrieb:
> Die Frequenz beträgt 50Hz, auf längere Sicht atomuhrgenau.

Die Frequenz ist bekannt. Brauchst du nicht messen.

von Mike (Gast)


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Christian schrieb:
> Ist das in Ordnung, oder besteht da
> Gefahr die Messspannung zu verfälschen?

Erstmal besteht die Gefahr, dass du deinen Gleichrichter dabei 
aushebelst.

von Ulrich (Gast)


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Man kann die Messchaltung auch über den Transformator versorgen, 
allerdings besteht da tatsächlich eine Rückwirkung auf die Spannung, vor 
allem wenn das ein sehr kleiner Trafo ist. Im Prinzip könnte man die 
Rückwirkung auch zum Großteil kompensieren, da der Widerstand des Trafos 
relativ konstant ist.
Vor allem Klingeltrafos haben sogar absichtlich einen relativ hohen 
Innenwiderstand, bzw. viel Streuinduktivität (als Kurzschlussschutz).

Mit einem 8 V Trafo auf 5 V zu kommen geht noch relativ einfach mit 
Gleichrichter - Elko und Spannungsregler. Um die Wellenform nicht zu 
sehr zu stören wäre ggf. ein extra Serienwiderstand (etwa vor dem 
Gleichrichter) sinnvoll - eine gleichmäßige (ohmsche) Last gibt nur 
einen anderen Skalenfaktor und ist leichter zu kompensieren, als 
ausgeprägte Strompulse zum Laden des Elkos. Für einen Klingeltrafo 
sollte die Last aber während der Messung deutlich unter 1 A bleiben (als 
Ziel etwa unter 100 mA). Je nach Widerstand wäre dann als 
Spannungsregler ein Low drop Typ sinnvoll. Um die Spannung am Trafo dann 
für den µC messbar zu machen bräuchte es so etwas wie einen 
Spannungsteiler aus 3 Widerständen und einen Differenzverstärker.

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