Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Wechselstrom-Messung bei Phasenanschnitt


von Tim Klein (Gast)


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Hallo Leute,

ich habe eine Phasenanschnitts-Steuerung, um einen Universalmotor zu 
betreiben. Ich möchte den Motostrom (bis zu 6 A) mithilfe von einem 
Shunt-Widerstand (20mOhm) messen. Dazu will ich die Messspannung 
verstärken und mit einem ADC messen.
Wie mache ich das am besten? Ich habe nicht wirklich viel Ahnung von 
OPs.

von Harald W. (wilhelms)


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Tim Klein schrieb:

> Dazu will ich die Messspannung verstärken und mit einem ADC messen.
> Wie mache ich das am besten? Ich habe nicht wirklich viel Ahnung von
> OPs.

Das Problem ist nicht der OPV, sondern die Auswertung. Du musst
den Quadratischen Mittelwert der einzelnen ADC-Werte bilden.

von Kurt (Gast)


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Phasenanschnitt und Universalmotor "klingt" nach 230 V~, ist also
ohne Schutzmaßnahmen LEBENSGEFÄHRLICH.

Die erste Idee wäre, einen R2R-OP und einen kleinen µC über ein 
Kondensatornetzteil zu versorgen. Das vom OP vorverstärkte Shunt-Signal
geht an den AD-Wandler des µC. Der µC summiert die Quadrate der AD-Werte
und übergibt das Ergebnis als serielles Signal an einen Optokoppler.
Das geschieht alles hinter guter Isolation.

Auf der anderen Seite des Optokopplers geht es gefahrlos weiter.

Aber wenn dir schon OPs ein Rätsel sind, wie willst du den Rest wuppen?

von Opti (Gast)


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Das wird nicht ganz so einfach sein, das auszuwerten.

Siehe

https://www.youtube.com/watch?v=ffzFu4X9lb0

Willst du das nur einfach mal messen, um den Wert zu wissen, dann wäre 
ein gutes Messgerät die beste Wahl oder soll das irgendwo eingebaut 
werden und ständig den Wert überwachen?

von Noch ein Kommentar (Gast)


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Willst du mit der Messung eine Regelung bauen? Es gibt immer noch 
TDA1085 beim Ebay Höker.

von Tim Klein (Gast)


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Kurt schrieb:
> Phasenanschnitt und Universalmotor "klingt" nach 230 V~, ist also
> ohne Schutzmaßnahmen LEBENSGEFÄHRLICH.
>
> Die erste Idee wäre, einen R2R-OP und einen kleinen µC über ein
> Kondensatornetzteil zu versorgen. Das vom OP vorverstärkte Shunt-Signal
> geht an den AD-Wandler des µC. Der µC summiert die Quadrate der AD-Werte
> und übergibt das Ergebnis als serielles Signal an einen Optokoppler.
> Das geschieht alles hinter guter Isolation.
>
> Auf der anderen Seite des Optokopplers geht es gefahrlos weiter.
>
> Aber wenn dir schon OPs ein Rätsel sind, wie willst du den Rest wuppen?

So habe ich mir das auch vorgestellt. Ich habe bisher noch nicht mit OPs 
gearbeitet.
Worauf muss ich bei der Auswahl des R2R OPs achten?

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Dampfen wir die Aufgabe mal auf die Quintessenz ein, dann kommt sowas 
raus:
> ... Phasenanschnitts-Steuerung ... Universalmotor
> ... möchte den Motostrom (bis zu 6 A) ... messen.
> Wie mache ich das am besten?
Nimm am besten einen galvanisch getrennten Sensor.

Die Arduino-Fraktion hat da was:
https://www.google.com/search?q=stromsensor+arduino

Nur blutige Anfänger und richtige Experten arbeiten mit Shunts an 
Netzspannung. Die einen weil sie nicht wissen was sie tun, die anderen 
weil sie wissen was sie tun.

> ... möchte den Motostrom (bis zu 6 A) ... messen.
Was soll mit dem gemessenen Augenblickswerten der Ströme hinterher 
passieren?

: Bearbeitet durch Moderator
von max123 (Gast)


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Hallo,
man unterscheide den Fall
a) Wechselstrom + Gleichstrom
b) Nur Wechselstrom
bei der Auswahl des I/U Wandlers.

z.B. Für Fall ) Reichelt
GRV ELEC SENS

In den Arduino Uno ADU einlesen und 20 Abtastpunkte im Abstand von 1ms
in ein Array speichern. Dieses Array ist mit einem Sinus zu 
multiplizieren
und danach zu Integrieren (Summe ). Dasselbe ist mit einem Cosinus 
durchzuführen. Von den beiden Werten ist der arctan() zu bilden und
fertig ist die Auswertung.
Empfehlenswert ist für das Timing die Lib TimerONE , die für UNO, Mega, 
Due und micro geht.

von Ideenplauderer (Gast)


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(ev. habe ich max123 knapp richtig verstanden oder auch gar nicht...)

was folgt geht von folgender VEREINFACHUNGS-ANNAHME aus: der Sinus ist 
"schön".
Ich pinkle einfach mal mein Brainstorming raus: ohne Gewähr ob dies 
direkt oder überhaupt von Nutzen ist...


Demnach interessieren nur die "Nulldurchgänge",
resp.:
- das von-0V-wegggehen (pos. oder neg.)
und
- das auf-0V-zurückkommen

Erstere geschehen im zu erwartenden Halbwellentakt (falls 50Hz: im 
Zeitraster von 10ms)

Letztere geschehen je nach Phasenschnitt "irgendwo" zwischen den 
Ersteren.

Erstere und Letztere alternieren sich immer* (* ausser bei 
Vollausteuerung)

Also1 (Prinzip, zu kompliziert beschrieben): Zeitpunkte von Ersteren und 
Letzteren fortlaufend erfassen, gerne auch über separate Eingänge am uC. 
Dann im uC die Zeitverhältnisse bewerten: wieviel von jeder 
Sinushalbwelle war "ein"? --> reicht die einfache Zeitproportion? --> 
gemäss "Sinusgewichtung" weiter verfeinern.

Also2 (praktische vereinfachung von Also1): Gleichrichten und als PWM 
betrachten --> einfaches Zeitintegrieren (analog: RC oder halt numerisch 
im uC), reicht das? --> gemäss "Sinusgewichtung" weiter verfeinern.

von Martin D. (martin_d69) Benutzerseite


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Moin Tim,

ich würde mir Zero Cross Detect (ZCD) von Microchip anschauen.
Der Rest lässt sich auch einfach berechnen, so dass die Zeit des 
Phasenanschnitts prop. zum Strom ist.

Gruß Martin

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