Hallo Leute,
ich möchte mit einem Stromsensor und einem uC auswerten, ob durch eine
Leitung Strom fließt (Netzleitung, 220 V AC). Ich habe den Sensor
besorgt (Spule, deren Kern um die Leitung gelegt wird). Dieser wird
einfach an einen Widerstand angeschlossen und die Spannung über dem
Widerstand gemessen.
Da ich nur wissen möchte, ob Strom fließt, die Größe ist mir egal, wie
kann ich das Signal am einfachsten erfassen? Gleichrichter mit Dioden
wird wohl nicht funktionieren, da es sich um Spannungen unter 100 mV
handelt. Ich könnte auch die Spannung mit einem ADC auswerten, aber
durch die begrenzten Ressourcen des uC möchte ich diese Auswertung
vermeiden.
Es muss unbedingt ein Stromsensor sein, ich kann die Leitung nicht
aufschneiden, die Erfassung muss indirekt passieren.
Naja,Du hast eine Stromwandler, dh. der Strom will fließen, auch durch
die Dioden. Also einfach mal 4 1n4148 (oder Schottky) als
Brückengleichrichter und dann ein R und noch ein C dran und ausprobieren
;) Zur Stromdetektion sollte das reichen.
Ansonsten wäre die Information, welchen Stromwandler Du schon besorgt
hast und wo Du Deine Detektionsschwelle setzen willst hilfreich.
@ twols (Gast)
>kann ich das Signal am einfachsten erfassen? Gleichrichter mit Dioden>wird wohl nicht funktionieren, da es sich um Spannungen unter 100 mV>handelt.
Doch, denn es ist ein Stromwandler, der als Konstantstromquelle
funktioniert. Brückengleichrichter aus Schottkydioden + RC Filter,
fertig.
Beitrag "Re: Haussteuerung, Strommessung AC"
twols schrieb:> Es muss unbedingt ein Stromsensor sein, ich kann die Leitung nicht> aufschneiden
Wenn du ein normales Netzkabel hast mit Hin- und Rückleitung im Kabel
wird das nicht funktionieren, weil sich die Magnetfelder aufheben.
Georg
Route 6. schrieb:> Es gibt auch Optokoppler mit zwei antiparalellen LEDs. Die kann man> eventuell direkt an dem Stromwandler mit AC betreiben.
Was soll das bringen? Der Stromwandler selbst macht doch schon eine sehr
gute Potentialtrennung.
twols schrieb:> Ich habe mir auch schon gedacht, dass Shottky-Dioden wenn überhaupt> passen würden.
Keine Shottky, die haben einen viel zu großen Sperrstrom.
Einfache 1N4148 dürften reichen, siehe Erklärung von Falk.
Du musst die Gleichrichterbrücke nur zwischen den Stromwandler und den
Messwiderstand (Plus Kondensator parallel zu Messwiderstand) setzen.
Der Andere schrieb:> Was soll das bringen? Der Stromwandler selbst macht doch schon eine sehr> gute Potentialtrennung.
Denk doch mal nach! Solch ein Optokoppler bringt prima Pegelwandlung von
plus/minus auf beliebige Bezugsebene.
Route 6. schrieb:> Der Andere schrieb:>> Was soll das bringen? Der Stromwandler selbst macht doch schon eine sehr>> gute Potentialtrennung.>> Denk doch mal nach! Solch ein Optokoppler bringt prima Pegelwandlung von> plus/minus auf beliebige Bezugsebene.
Der Stromwandler selbst hängt doch ohnehin in der Luft - hat keinen
Bezugspunkt.
Was soll das sein? Pegelwandlung von plus/minus auf beliebige
Bezugsebene? Erklärst Du das bitte mal?
Ich fürchte ich muss den Stromfluss doch mit einem Optokoppler erkennen.
Der Stromsensor liefert einfach viel zu geringe Spannung bei dem
Primärstrom unter 1 A (100 Watt Last). Laut Datenblatt bei einem
Lastwiderstand von 10 Ohm liefert der Sensor eine Spannung von 50 mV..
Da werde ich nichts ohne Verstärkung messen können. Und damit steigt der
Aufwand und Platzbedarf der Lösung.
Also doch Vorwiderstand und Optokoppler.. Und dann direkt am Schalter
des Gerätes mit einem Flachsteckverteiler die Spannung abgreifen. Bleibt
wohl keine andere Möglichkeit.
twols schrieb:> Laut Datenblatt bei einem> Lastwiderstand von 10 Ohm liefert der Sensor eine Spannung von 50 mV..> Da werde ich nichts ohne Verstärkung messen können.
Das häöngt vom (unbekannten) MC ab. Ein AVR mit Differenzeingang und
schaltbarer Verstärkung kann auch direkt eine Stromwandler Spule messen.
Ich nehme z.B. den Tiny25/45/85, um direkt Spannungen aus K- und
J-Thermoelementen zu messen und damit einen Lötkolben zu steuern.
twols schrieb:> Ich fürchte ich muss den Stromfluss doch mit einem Optokoppler erkennen.> Der Stromsensor liefert einfach viel zu geringe Spannung bei dem> Primärstrom unter 1 A (100 Watt Last). Laut Datenblatt bei einem> Lastwiderstand von 10 Ohm liefert der Sensor eine Spannung von 50 mV..
Irgendwie willst du dir nicht helfen lassen.
Falk hat dir oben einen Schltplan gepostet und erklärt wie der
Stromwandler funktioniert.
Warum meinst du dass der Strom durch den Optokoppler mit einer IR Diode
fliesst aber nicht durch eine Gleichrichterdiode?
Von welchem Stromwandler sprechen wir überhaupt? (Datenblatt)
Die Strommessung von Falk ist für meinen Zweck zu aufwändig. Ich muss
nur wissen, ob die Pumpe an oder aus ist. Ich wollte mit dem
Stromwandler messen, ob der Strom fließt, damit ich die Messung indirekt
machen kann. Aber bei der kleinen Pumpe (Espressomaschine) fließen
Ströme unter 0.5 A. Damit brauche ich für den Stromsensor einen
Verstärker und die Schaltung wird zu aufwändig für den geforderten
Zweck.
Folgender Sensor:
http://www.exp-tech.de/sensoren/strom-spannung/non-invasive-current-sensor-30a
@Der Andere: Ich verwerfe den Ansatz mit dem Stromwandler komplett. Ich
schalte (bzw. plane zu Schalten) einen Optokoppler über nen
Vorwiderstand direkt an die 230 V, die aus dem Schalter zu der Pumpe
gehen.
twols schrieb:> Die Strommessung von Falk ist für meinen Zweck zu aufwändig. Ich muss> nur wissen, ob die Pumpe an oder aus ist.
Dann mal ein ganz anderer Ansatz: Reed-Kontakt und ein paar Windungen
deines Leiters drum herum. Wieviel Windungen, hängt vom Strom ab und von
der Größe des Reed-Kontakt (kleinere brauchen weniger).
@ twols (Gast)
>Ich fürchte ich muss den Stromfluss doch mit einem Optokoppler erkennen.
Quark.
>Der Stromsensor liefert einfach viel zu geringe Spannung bei dem>Primärstrom unter 1 A (100 Watt Last). Laut Datenblatt
Welches?
>bei einem>Lastwiderstand von 10 Ohm liefert der Sensor eine Spannung von 50 mV..
Warum nur 10 Ohm. Das ist sehr wenig. Nimm 100 Ohm, schon hast du 500mV.
Der Stromwandler gehr dann bei höheren Strömen vielleicht in Sättigung,
so what!
>Da werde ich nichts ohne Verstärkung messen können.
Hat dein uC einen Analogkomparator? Die können Spannungen von ein paar
mV messen.
>Also doch Vorwiderstand und Optokoppler.. Und dann direkt am Schalter>des Gerätes mit einem Flachsteckverteiler die Spannung abgreifen. Bleibt>wohl keine andere Möglichkeit.
Die gibt es IMMER!
>Die Strommessung von Falk ist für meinen Zweck zu aufwändig.
Den OPV braucht man nicht zwingend.
> Ich muss>nur wissen, ob die Pumpe an oder aus ist. Ich wollte mit dem>Stromwandler messen, ob der Strom fließt, damit ich die Messung indirekt>machen kann.
Dann tu das!
> Aber bei der kleinen Pumpe (Espressomaschine) fließen>Ströme unter 0.5 A. Damit brauche ich für den Stromsensor einen>Verstärker und die Schaltung wird zu aufwändig für den geforderten>Zweck.
NEIN! Mach einfach den Shunt größer!
Das Ding hat 2000:1 Übersetzungsverhältnis und misst bei 10 Ohm bis 30A.
Wenn du nun nur bis 1A messen willst, kannst du den Shunt 30mal größer
machen, also hier 330 Ohm.
Bei 1 A primär fließen 0,5mA sekundär, welche an 330 Ohm 165mV abfallen
lassen. GGf. kann man den Shunt noch größer machen, dann reicht es auch
zum Schalten eines normalen Digitaleingangs, wenn man den Schaltpunkt
mittels Spannungsteiler anpasst.
>@Der Andere: Ich verwerfe den Ansatz mit dem Stromwandler komplett. Ich>schalte (bzw. plane zu Schalten) einen Optokoppler über nen>Vorwiderstand direkt an die 230 V, die aus dem Schalter zu der Pumpe>gehen.
Würde ich nicht machen.
Falk B. schrieb:> Das Ding hat 2000:1 Übersetzungsverhältnis und misst bei 10 Ohm bis 30A.> Wenn du nun nur bis 1A messen willst, kannst du den Shunt 30mal größer> machen, also hier 330 Ohm.>> Bei 1 A primär fließen 0,5mA sekundär, welche an 330 Ohm 165mV abfallen> lassen. GGf. kann man den Shunt noch größer machen, dann reicht es auch> zum Schalten eines normalen Digitaleingangs, wenn man den Schaltpunkt> mittels Spannungsteiler anpasst.
Du kannst aber auch die zu messende Leitung 10mal durch den Sensor
schleifen (drumwickeln). Dann ist das Verhältnis nur noch 200:1 oder
1,65V an 330Ohm. 10 mal 0,5 oder 0,75mm² sollten in den verlinkten
Sensor locker passen.
Trotzdem würde ich mit dem Ausgang nicht direkt ungeschützt an die
Eingangspin gehen. Der oben erwähnte unipolare Optokoppler ist wirklich
nicht die schlechteste Idee. Da ist dann nicht mal mehr der Shunt nötig
und es bleibt nur noch ein einziges Bauteil übrig. Ein einfacher CNY17
geht genauso, dem müsstest du aber eine Diode antiparallel schalten
welche die negative Halbwelle kurzschließt.
Den Shunt am Stromwandler kann man größer machen. Als Schutz gegen zu
hohen Spannung sollte man dann noch 2 Dioden parallel zum Shunt haben,
um die Spannung zu begrenzen. Dann kann man auch direkt an den µC,
entweder an den analogen Komparator mit passender Vergleichsschwelle
oder ggf. auch den ADC.
Auch wenn man den ADC für einfach nur die ein/aus Information nicht
braucht, kann man damit ganz gut auch kleine Spannungen (insbesondere
Wechselspannung bekannter Frequenz) erkennen. Die Auswertung könnte z.B.
über den Görtzelalgorithmus laufen. Die Schwelle kann man dann in
Software so setzen, dass die Schaltung nicht schon auf die Glimmlampe im
Schalter oder den Entstörkondensator anspricht.
Einen extra OPtokoppler braucht man nicht - da sind dann die gut 1 V für
die LEDs auch schon recht hoch für den Stromwandler. Über den ADC kann
man auch schon auf weniger als 10 mV ansprechen, und eine Isolierung
bietet auch schon der Stromwandler.
@ temp (Gast)
>Du kannst aber auch die zu messende Leitung 10mal durch den Sensor>schleifen (drumwickeln). Dann ist das Verhältnis nur noch 200:1
Ja.
> oder>1,65V an 330Ohm.
Nö, denn dann geht der Sensor auch schon bei 1/10 des Strom in die
Sättigung!
> 10 mal 0,5 oder 0,75mm² sollten in den verlinkten>Sensor locker passen.
Braucht man nicht. Da begrenzende Element ist die Ausgangsspannung,
genauer, das Spannungs-Zeit Integral. Da ist es DEUTLICH einfacher, den
Shunt so weit wie möglich zu vergrößern.
