Ich überlege mir, wie ich eine Strommessung auf 230 V AC bis zu 1 kW machen kann, die mit einem µC ADC-Eingang mit 0 bis 3,3 V ausgewertet wird. Der Strom für den ADC sollte möglichst gering sein. An vielen Stellen ist zu lesen, dass ich einen Stromwandler nehmen soll. Werte um 1:2000 habe ich gesehen. Wenn ich mich nicht verrechnet habe, heißt das, dass die 4,35 A primärseitig in 2,17 mA sekundärseitig übertragen werden. Ich habe also eine Stromquelle. Wenn ich die jetzt nur über einen Widerstand leite und dort die Spannung messe (ADC1 im Bild), bekomme ich negative und positive Spannungen. Mit 1520 Ω sind es -3,3 bis +3,3 V. Das ist die linke Schaltung. Nun kann der ADC aber kein negativ, also hab ich eine Schaltung gefunden, die ein DC-Offset draufsetzt. Das ist die rechte Schaltung. In der Simulation kommt das gewünschte Ergebnis raus: 0 bis +3,3 V. Sampling und RMS-Berechnung läuft dann in Software, ist hier also nicht relevant. Jetzt frage ich mich aber, wozu dieser Widerstand R2 und der Kondensator C1 gut sein sollen. Lasse ich die weg, passiert nichts anderes. Zu einem Spannungswandler ohne Kondensator habe ich gelesen, dass er wild schwingen soll, wie auch immer. Ist ein Spannungswandler was anderes als ein Stromwandler? Werden Kätzchen* sterben, wenn ich diese beiden Bauteile weglasse? *) Oder sonst irgendetwas. Die 35 kΩ sollen den internen ADC-Widerstand ersetzen (Datenblatt des ATtiny 1614), ist das richtig? Der hat in der Spannungs-Simulation keinen sichtbaren Einfluss. Kann ich den Strom an diesem Ersatzwiderstand messen, um zu wissen, wieviel durch den µC fließt? Das wären hier unter 100 µA. Fragt sich letztlich nur noch, wo ich einen Stromwandler herbekomme. Die sind sehr selten und kosten um die 10 €.
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Yves G. schrieb: > Jetzt frage ich mich aber, wozu dieser Widerstand R2 und der Kondensator > C1 gut sein sollen. Lasse ich die weg, passiert nichts anderes. also was der 0 Ohm bewirken soll kann ich dir auch nicht sagen, hast du die Simulation selbst erstellt? Könnte mir vorstellen das der Widerstand nur für die Simulation relevant ist. Der Kondensator hingegen sorgt dafür das durch den Wandler kein Gleichstrom fließen kann den du mit deiner Vorspannung reinbringst. Das würde sich negativ auf die Linearität auswirken. > Zu einem > Spannungswandler ohne Kondensator habe ich gelesen, dass er wild > schwingen soll, wie auch immer. Dabei geht es um Spannungsregler > Fragt sich letztlich nur noch, wo ich einen Stromwandler herbekomme. Die > sind sehr selten und kosten um die 10 €. geschenkt gibts nichts Sascha
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Der 10µF Widerstand ist etwas zu klein geraten. Xc = 1 / ( 2*Pi* 50Hz * 10µF) = 318 Ohm
AC-Stromwandler kann man selbst wickeln. Das sind im Wesentlichen Transformatoren, welche im Strommodus laufen.
Ich würde eher fragen, was R6 ist. Der C1 dient zum Abtrennen des Gleichspannungsanteils, damit der Sinus um 0 zu einem Sinus um 3.3/2 werden kann. Der Widerstand könnte, wenn er mehr als 0 Ohm hat, als Spannungsteiler gegen die R1:R3 gesetzt werden. Die Schaltung ist aber Schwachsinn. Erstens bilden R1:R3 einen Bürdewiderstand von 760 Ohm statt 1520 Ohm, also kommt sowieso nur die halbe Spannung raus. Dann ist unklar, ob 1520 Ohm überhaupt der richtige Bürdewiderstand für diesen Stromwandler ist, die üblichen sind eher für 100 Ohm ausgelegt und daneben einfach nur falsch, haben aber auch meist 1:1000. Dann ist es blöd, erst einen Sinus um 0 zu erzeugen, um ihn dann auf 3.3/2 hochzusetzen mit drm unsäglichen Koppelkondensator. Nimm einfach:
1 | +3.3V |
2 | | |
3 | 10k |
4 | | |
5 | +--760R---+ (oder doch nur 100R) |
6 | | | |
7 | +--Spule--+--- ADC Eingang |
8 | | |
9 | 10k |
10 | | |
11 | GND |
Ohne 35k. Sollte der ADC Eingang diese 35k haben, müssten 10k zu 700 Ohm werden damit der Fehler unter 1% bleibt.
Ach ja, die 0 Ω sollten da nicht stehen. Es waren ursprünglich glaube ich 50 Ω. Ich hatte da nur schon dran rumgespielt. Ja, hab ich selbst gezeichnet, nach Vorlagen aus verschiedenen Quellen. Gibt's für den Kondensator Empfehlungen zur Dimensionierung? Ich sehe ja keine Unterschiede in der Simulation, vermutlich weil dieser Fehlerfall(?) nie auftreten soll?
Yves G. schrieb: > Gibt's für den Kondensator Empfehlungen zur Dimensionierung? Gar nicht verwenden; siehe MaWins Posting.
MaWin schrieb: > Ich würde eher fragen, was R6 ist. Der Ersatzwiederstand für den ADC intern, wie beschrieben. Der kommt in der tatsächlichen Schaltung nicht vor. Hab den Wert aus dem Datenblatt des µC. Außerdem wollte ich den Strom sehen, der durch den ADC-Pin fließt. Die ganze linke Hälfte ist auch nur „Vorentwurf“, um zu sehen, was passiert, wenn ich mich um die negative Spannung nicht kümmere. Die will ich aber gar nicht haben. Nur die rechte Seite mit ADC2 wird dann tatsächlich verwendet. > Der C1 dient zum Abtrennen des Gleichspannungsanteils, damit der Sinus > um 0 zu einem Sinus um 3.3/2 werden kann. Müsste in der Simulation was passieren, wenn ich den Kondansator überbrücke? Bei mir passiert da nämlich nichts. > Die Schaltung ist aber Schwachsinn. > > Erstens bilden R1:R3 einen Bürdewiderstand von 760 Ohm statt 1520 Ohm, > also kommt sowieso nur die halbe Spannung raus. Die Spannung passt aber so. Will ja nicht -3,3 bis +3,3, sondern nur 0 bis +3,3. > Dann ist unklar, ob 1520 Ohm überhaupt der richtige Bürdewiderstand für > diesen Stromwandler ist, die üblichen sind eher für 100 Ohm ausgelegt > und daneben einfach nur falsch, haben aber auch meist 1:1000. Woran erkenne ich, welchen Widerstand ein Stromwandler haben will? > Dann ist es blöd, erst einen Sinus um 0 zu erzeugen, um ihn dann auf > 3.3/2 hochzusetzen mit drm unsäglichen Koppelkondensator. Nimm einfach: Ich nehm hier gar nichts, das ist das, was ich aus dem Stromwandler bekomme. (Zumindest glaube ich das. Hab noch nichts zum Messen da.) Ich mach mir mein Messobjekt ja nicht selber. Ich will da den Strom messen, der durch eine 230-V-Leitung fließt. Den kann ich mir nicht aussuchen. > Ohne 35k. Sollte der ADC Eingang diese 35k haben, müssten 10k zu 700 Ohm > werden damit der Fehler unter 1% bleibt. Was ist mit 10k und 700 Ω? Verstehe ich nicht.
Yves G. schrieb: > Gibt's für den Kondensator Empfehlungen zur Dimensionierung Eine Schaltung ohne nehmen. Ist er zu klein, wird der Messfehler gegen die 760R zu gross (Spannungsteiler mit Wechselstromwiderstand des Kondensators bei 50Hz) ist er gross, dauert es nach dem Einschalten ewig bis die Messwerte symmetrisch zu VCC/2 werden.
Der Widerstand dient eventuell als Sicherung.
Bänz schrieb: > Der Widerstand dient eventuell als Sicherung. Und ohne Bürde ist der Stromwandler sofort kaputt...
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Danke für die Antworten. So, jetzt hab ich das nochmal aufmerksamer gelesen und die vorgeschlagene Schaltung simuliert. Das sieht gut aus! Das habe ich jetzt glaube ich auch einigermaßen verstanden. Ich musste aber noch etwas an den Widerständen drehen, um den gesamten Bereich des ADC auszunutzen (Spannungsteiler nicht genau bei 1:1). Vermutlich hängt das auch gut davon ab, welchen Innenwiderstand der ADC nun wirklich hat. Hab jetzt für 3 A primärseitig gerechnet und nur gängigere Widerstandswerte eingesetzt. Wenn der Wandler aber unbedingt 100 Ω haben will, müsste das so aussehen: R1: 10k R2: 1k R3: 100 V_ADC: 0…0,55 V (lässt sich am ATtiny wohl als V_REF einstellen) Der Wert von R4 hat jetzt auch keinen so großen Einfluss mehr.
Yves G. schrieb: > Vermutlich hängt das > auch gut davon ab, welchen Innenwiderstand der ADC nun wirklich hat Vermulich ist das Schwachsinn. Da aber der Typ NATÜRLICH geheimgehalten wird, kann man nicht erklären warum.
Michael B. schrieb: > Da aber der Typ NATÜRLICH geheimgehalten wird, kann man nicht erklären > warum. Der TO hat ihn im Startposting genannt: ATtiny 1614 allerdings finde ich die Angabe zum Innenwiderstand nicht: http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/ATtiny1614-DataSheet-DS40001995B.pdf Seite 562ff Vermutlich ist der sowieso nicht gegen Masse sondern vor dem S/H-Kondensator.
Ihr macht hier allesamt einen Fehler. Ein Stromwandler will immer sek. einen passenden Shunt sehen. Wenn bei einen 500 / 1 - Wandler prim. bsp. 10 Amp. fließen, dann sollte annähernd sek. ein Strom von 0,02 Amp., also 20 mA fließen. Entsprechend muss der Widerstand sein. Daran fällt nun eine Spannung ab, die dem prim. Strom proportional ist. Diese Spannung geht dann über eine OPamp-Schaltung, oder in einen Rasphi, oder Konsorten. Dort kann man dann noch per Programm den Messwert korrigiere, oder eben kallibrieren.
Ich hatte auf Seite 539 ganz unten den Pull-up resistor mit typ. 35 kΩ gefunden. Weiß aber nicht, ob das die richtige Angabe dafür ist. Ich müsste die genauen Werte für diese Schaltung wohl sowieso experimentell ermitteln. Meine Frage ist dann wohl beantwortet. Dieser Widerstand und Kondensator sind unnötig, wenn ich die andere hier vorgeschlagene Schaltung verwende (die ich auch besser nachvollziehen kann). Jetzt muss ich nur noch schauen, wo ich dieses Spulendings herbekomme. Aber jetzt hab ich ja auch was, um auszurechnen, welcher Wandler geeignet ist. Geht schon so ab 3 € los.
Thomas S. schrieb: > Ein Stromwandler will immer sek. einen passenden Shunt sehen. Ich richte mich einfach nach der Angabe des Sekundärwiderstands, der für den Wandler angegeben ist, und schaue, ob ich damit bei meinem konkret zu messenden Strom was anfangen kann, sprich ob mir der resultierende Spannungsbereich taugt. Den kann ich ja durch R1 und R2 passend vertikal zentrieren. Zunächst habe ich keine hochgenaue Erfassung vor, so dass ich mit gewissen Fehlern und Unzulänglichkeiten leben kann. Am wichtigsten ist mir, zu wissen, ob gar kein oder der erwartete Strom fließt und dann noch, ob weniger oder mehr Strom fließt. Je genauer die Messung wird, desto schöner ist das natürlich, weil ich dann mehr damit machen kann.
Hm, war das jetzt falsch? Hier mal ein Datenblatt: https://www.mouser.de/datasheet/2/410/media-346107.pdf Mouser nennt als „Sekundärwiderstand“ 23 Ω. Im Datenblatt wird das „Sense DCR“ genannt, was immer das bedeutet. Und da steht: „Suggested burden resistor: 60Ω“ und „Maximum output voltage: 4.0Vrms. Burden resistor value must be selected to not exceed this voltage.“ Darf ich den Bürdewiderstand nun also selbst so wählen, dass die maximale Spannung nicht überschritten wird? Mein µC will die ebenfalls nicht überschreiten, also sind sich die beiden da einig. Dann komme ich bei 30 Ω raus, das wäre optimal. 60 Ω wären schon etwas zu viel.
Ich wuerde mich immer um einen Schutz kuemmern. Was geschieht wenn im Primaerkreis ein Kurzschluss auftritt ? Dann ist der ADC hinueber. Toll.. Ich wuerd antiparallele Dioden ueber den Shunt schalten, welche die Spannung limitieren.
Dieser 'komische' Stromwandler, kann nur bis zu 3 Amp., und da fällt seine Kennlinie bereits auf 30% Fehler. Ich dachte eher an Durchsteck-Wandler. Oder eben Sensoren, die nahe am Kabel montiert sind. Wenn der Stromwandler sek. 'offen' betrieben wird, dann zerstört sich dieser selbst. Dies ist ein 'Geheimniss' des Wandlers, aber es passiert. Nix mit Dioden. die erzeugen nur einen Fehler. Wenn die Schaltung hinter dem Wandler richtig dimensioniert ist, dann passiert auch beim 'Kurzschluss' nix.
Naja. Was bei Kurzschluss geschieht wissen wir nicht. Vielleicht soll ein Motor gemessen werden. Der hat einen Anlaufstrom vom 10fachen Nennstrom und wenn er blockiert wird, ist er sogar noch ein Stueck hoeher. Schutzelemente sollten die Messung natuerlich nicht, resp minimal, beeintraechtigen. Auch wenns etwas Messbereich kostet. Wenn der ADC also 3V Speisung hat, ist der Messbereich vielleicht +-1V, mit dem -Eingang auf Mitte. Dann kann man gut mit einer antiparallelen Doppeldiode bei 1.4V abschneiden. und es geht noch nichts kaputt.
Letztlich wird der Primärstromkreis an irgendeiner Haussicherung hängen, meist mit 16 A. Reicht das aus? Allerdings will ich ja nicht unbedingt 16 A messen. Also begrenze ich die Werte so, dass ich das messe, was ich will, z.B. bis 3 A und das eben so genau wie es geht (maximale ADC-Auflösung und nicht nur ein Bruchteil davon). Eine Sicherung in der Primärleitung meines Messgeräts vielleicht? Oder sind Sicherungen zu langsam? In den meisten Fällen möchte ich die Leitung, die ich da messe, auch mit einem Relais schalten. Das Relais hat ja auch eine maximal zulässige Last. Durchsteck-Wandler hatte ich auch erst gesehen. Aber wenn ich die 230 V schon auf der Platine habe (wegen dem Relais) und mit sowas wie Schraubklemmen nach außen führe, ist so eine Durchsteckleitung irgendwie unhandlich, oder? Da fällt mir ein, welche Leistung kann man wohl auf einer Platinenleiterbahn handhaben? Und wie breit (und dick) muss die sein? Muss mal rechnen. Unten zusätzliche Drähte anlöten ist bestimmt nicht so elegant. Offen will ich den Stromwandler ja gar nicht haben. Da kommt natürlich der Widerstand zum Messen rein.
тролхантэр schrieb: > Dann kann man gut mit einer antiparallelen Doppeldiode bei > 1.4V abschneiden. und es geht noch nichts kaputt. Magst du mir die Schaltung mal kurz beschreiben?
Nehmen wir an: Prim.-Strom : 16 Amp Wandler : 500 / 1 Sec. - Strom : 16/500 = 32 mA Shunt (geschätzt) : 30 R Spg. am Shunt : 30 x 0,032 = 0,96 V Was soll da sec. passieren? Genau: Nix Die kommen auf einen Op, der dann eben nochmal als Sicherheit vor dem Rasphi oder ähnlich sitzt. Und selbst wenn da 3 Volt oder so hier anliegen. Man kann hier den Spg.Teiler so dimensieonieren, dass max U-halbe an den Rasphi gelangen.
Yves G. schrieb: > Letztlich wird der Primärstromkreis an irgendeiner Haussicherung hängen, > meist mit 16 A. Reicht das aus? Allerdings will ich ja nicht unbedingt > 16 A messen. Also begrenze ich die Werte so, dass ich das messe, was ich > will, z.B. bis 3 A Nun, der Kern des Wandlers geht bei Überstrom in Sättigung, dann steigt auch die Ausgangsspannung nicht weiter an. Datenblatt konsultieren, denn vorher gibt es natürlich schon steigenden Messfehler.
Nun. Wenn ich eine Ohmsche Last anhaenge, zB 1kW, so sind das 4A fertig. Wenn ich eine Lampe anhaenge, zB einen 500W Quarzstrahler, sind das 2A Dauerstrom, aber 20A beim Einschalten Wenn ich einen 1kW Asynchron Motor anhaenge sind das 4A Scheindauerstrom, aber 40A Einschaltstrom. Eine 10A Sicherung macht 100A im Einschaltmoment, Wichtige Regel - Mit Sicherungen schuetzt man keine Halbleiter. Ich empfehle die I2t Diagramme von Sicherungen ansuschauen. Das ist erhellend. Ein Relais, welches mit 10A angeschrieben ist kann auch 100A induktiv einschalten, kapazitiv vielleicht nur 20A, bevor's klebenbleibt. Dasselbe Relais vertraegt auch 40A Dauerstrom solange ich den nicht schalte. Wenn ich die 40A induktiv trenne, ist's verbrannt. Immer dran denken ein Relais ist auf eine Lebensdauer spezifiziert. Wenn also steht 10'000'000 Schaltspiele bei Nennstrom, werden beim 10fachen Strom etwas weniger. Auch hier, das Datenblatt anschauen.
> Nun, der Kern des Wandlers geht bei Überstrom in Sättigung, dann steigt
auch die Ausgangsspannung nicht weiter an. Datenblatt konsultieren, denn
vorher gibt es natürlich schon steigenden Messfehler.
Wie ich mich zu erinnern glaube sind Stromwandler so gebaut, dass das
Feld nur wenig ausgesteuert wird, um im linearen Bereich zu bleiben,
bedeutet die Saettigung ist sehr weit weg. Aber wie gesagt - Datenblatt.
Haben wir grad eins ?
Zombie schrieb: > Thomas S. schrieb: >> Rasphi > > Was ist denn das? Diese Frage hat zwar Chancen bzgl. Hilfe, aber geht nicht sicher. (Stell Dir vor, der Mann antwortet einfach: "Ein Kleincomputer." anstatt - um Dir/hier einen Link zu setzen - nach dem Begriff zu suchen, und festzustellen, daß er nicht korrekt ist... dann?) Um falsche Neuronenverknüpfungen durch eine breitere Bahn in richtiger Richtung zukünftig dauerhaft umgehen zu können (was nach einiger Zeit & mehreren erfolgreichen Umgehungen selbiger dann von ganz alleine immer besser und besser funktioniert) hilft speziell sofortige mehrfache Vergewärtigung des Ganzen: https://www.google.com/search?q=phi&oq=phi&aqs=chrome..69i57j6j69i59j0l3.3350j0j7&sourceid=chrome&ie=UTF-8 https://www.google.com/search?q=pi&oq=pi&aqs=chrome..69i57j69i61l2j0l2j69i61.21072j0j7&sourceid=chrome&ie=UTF-8 https://www.google.com/search?q=raspi&oq=raspi&aqs=chrome..69i57j0l5.3241j0j7&sourceid=chrome&ie=UTF-8 Das hat zwar keine humorigen Anteile, ist aber effektiv.
Den Raspberry Pi kenn ich natürlich, aber der hat keine analogen Eingänge. Darum denke ich, er meint etwas anderes. (Vielleicht ein Modul für den Raspi für Spannung-/Strom-/Phasenwinkelmessung (wegen Phi)?) Thomas S. schrieb: > Die kommen auf einen Op, der dann eben nochmal als Sicherheit vor dem > Rasphi oder ähnlich sitzt. > > Und selbst wenn da 3 Volt oder so hier anliegen. Man kann hier den > Spg.Teiler so dimensieonieren, dass max U-halbe an den Rasphi gelangen.
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