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Wechselspannung proportional gleichrichten
Suche nach: wechselspannung (3943) |
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BID = 612001
suppakeks
Gerade angekommen
Beiträge: 4
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Hallo Elektronikforum,
kleines Problem, das es zu lösen gilt:
Möchte den Stromfluss am 230V-Netz messen, wo z.B. eine Glühbirne angeschlossen ist.
Das ganze mit einer Spule, die eine Wechselspannung ausgibt, die proportional zum Stromfluss ist.
Die Spannung soll mit einem mega8 erfasst werden.
Dazu muss nun die Wechselspannung gleichgerichtet werden!
Wie mach ich das am besten?
Also z.B. gibt die Spule 100mV AC aus. Daraus will ich 100mV DC machen.
Und eben bei 500mV AC dann 500mV DC.
Dazu sei gesagt, dass die Spule nicht sehr belastbar ist.
Wenn es geht soll alles mit passiven Bauelementen realisierbar sein, nur wenn es garnicht geht, dann halt aktiv. |
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BID = 612007
Ltof
Inventar
Beiträge: 9334
Wohnort: Hommingberg
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Was Du dafür brauchst, ist ein Messgleichrichter. Mit rein passiven Bauteilen geht das aber nicht, bzw. nur recht ungenau.
Diese Mimik würde aber nicht zwischen Wirk-, Schein- und Blindstrom unterscheiden. Eine brauchbare Energieverbrauchsmessung ist damit also nur bei rein ohmschen Verbrauchern und sinusförmigem Strom- wie Spannungsverlauf möglich. Alles andere kannst Du auch durch Würfeln erfassen.
Du kannst den µC das machen lassen, indem Du beispielsweise 100 mal pro Periode Strom und Spannung erfasst, das miteinander multiplizierst und die Einzelwerte aufaddierst.
Einfacher ist das natürlich, wenn Du wirklich nur den Strom messen willst...
Gruß,
Ltof
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„Schreibe nichts der Böswilligkeit zu, was durch Dummheit hinreichend erklärbar ist.“
(Hanlon’s Razor) |
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BID = 612008
Onra
Schreibmaschine
Beiträge: 2488
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Hallo und willkommen im Forum.
Du beschreibst zwar die Funktion eines Stromwandlers, sprichst aber dann von Ausgangsspannung.
Beim Stromwandler fliesst in der Sekundärwicklung der mit dem Übersetzungsverhältnis multiplizerte Primärstrom. Deswegen muß ein Stromwandler niederohmig abgeschlossen werden und darf nicht ohne diesen Abschluß betrieben werden.
Hast du ein Foto oder technische Daten der Spule?
Wie hast du die geringe Belastbarkeit festgestellt?
Wenn du Versuche ohne niederohmige Bürde gemacht hast, kann sie schon defekt sein.
Die Umsetzung nur mit passiven Bauteilen ist eigentlich nicht mehr Stand der Technik. Was hast du gegen Dioden oder aktive Gleichrichter mit OPV?
Onra
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BID = 612014
perl
Ehrenmitglied
Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach
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Zitat :
| | Dazu muss nun die Wechselspannung gleichgerichtet werden! |
Wie Ltof schon schrieb, muss sie das nicht.
Wenn du die Gleichspannung auch noch glättest, ist es nämlich vorbei mit den vielen Auswertemöglichkeiten nach Effektiwert, Spitzenwert, Mittelwert und Phasenverschiebung, die es bei Wechselstrom gibt und die auch sinnvoll sind.
Nach einem induktiven Stromwandler kannst du auch Gleichstromanteile nicht mehr korrekt messen, wie sie etwa durch Einweggleichrichter oder unsymmetrischen Phasenanschnitt entstehen.
Angesichts der Gefahren aber, die durch den direkten Anschluss ans Netz über z.B. einen Strommesswiderstand entstehen, möchte ich dir vom Selbstbau überhaupt abraten.
Wenn du nur den Verbrauch deines Kühlschranks wissen willst, hol dir ein fertiges Energiemessgerät.
Afaik kannst du dir solche z.B. bei deinen Stadtwerken, Verbraucherberatungen oder Energieversorgern sogar kostenlos ausleihen.
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BID = 612019
suppakeks
Gerade angekommen
Beiträge: 4
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Also sicher ist das schon.
Habe einen Trenntrafo davor und außerdem trennt die Spule ebenfalls galvanisch.
Diese Spule verwende ich:
http://www2.produktinfo.conrad.com/.....r.pdf
Also was ich genau realisieren möchte:
Strom- und Spannungsmessung an 230V AC Verbrauchern.
Dadurch Leistung errechnen und über LAN an PC schicken, ins Netzwerk stellen.
Spannungsmessung klappt soweit. Ist linear, auswertbar mit dem mega8.
Strommessung ist schwieriger, war mir auch vorher schon klar.
Sagen wir ich machs mir einfach und habe nur rein ohmsche Verbraucher oder will nur die Scheinleistung haben.
Strom fließt in der Primärwicklung, Spannung in der Sekundärwicklung wird induziert.
Zum Auswerten mit dem mega8 muss sie aber aber Gleichspannung sein und proportional zum Strom im Hauptstromkreis.
Stelle es mir so vor:
- Es fließen 5A -> Es liegen 5V am ADC des mega8 an
- Es fließen 4A -> Es leigen 4V am ADC des mega8 an
- usw
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BID = 612033
Ltof
Inventar
Beiträge: 9334
Wohnort: Hommingberg
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Zitat :
suppakeks hat am 4 Jun 2009 12:29 geschrieben :
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Sagen wir ich machs mir einfach...
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Dann machst Du es Dir noch einfacher:
0A => 2,5V
5A => 5V
-5A => 0V
Hundert Messungen pro Periode und damit berechnest Du den Effektivwert oder im ersten Schritt nur den Mittelwert, indem Du das Vorzeichen ignorierst.
Eine vernünftige Messung ist später eine reine Softwaresache.
Wie misst Du eigentlich die Spannung? Da hast Du doch prinzipiell das gleiche Problem. 
Gruß,
Ltof
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BID = 612042
suppakeks
Gerade angekommen
Beiträge: 4
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Okay, also das zu messende Signal muss in jedem Fall vor der eigentlichen Messung aufbereitet werden, da die Messwertausgabe über HTML erfolgt.
Direkten Zugriff auf den mega8 und dessen Programmierung habe ich nicht.
Wie gesagt: Ich möchte ein konstantes Signal von z.B. 5V bei 5A, nichts anderes.
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BID = 612045
hajos118
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Beiträge: 2453
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Zitat :
suppakeks hat am 4 Jun 2009 14:25 geschrieben :
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Wie gesagt: Ich möchte ein konstantes Signal von z.B. 5V bei 5A, nichts anderes.
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Mittelwert, Effektivwert, aktueller Wert?
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Interpunktion und Orthographie dieses Beitrags sind frei erfunden.
Eine Übereinstimmung mit aktuellen oder ehemaligen Regeln wäre rein zufällig und ist nicht beabsichtigt.
Wer einen Fehler findet, darf ihn behalten!
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BID = 612048
perl
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Offtopic :
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Zitat :
| | Mittelwert, Effektivwert, aktueller Wert? |
Ach irgendwas halt.
Ein netzwerkfähiger Elektronischer Würfel tuts auch. |
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BID = 612049
suppakeks
Gerade angekommen
Beiträge: 4
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Effektivwert.
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BID = 612053
hajos118
Schreibmaschine
Beiträge: 2453
Wohnort: Untermaiselstein
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Dann würde ich folgenden (einfachen) Aufbau vorschlagen:
Übertrager, dahinter Gleichrichter, Gleichspannung auf Kondensator ausreichender Größe + niederohmiger Verbraucher, wobei die Zeitkonstante R*C mindestens über 1 Periode, besser 5 - 10 Perioden berechnet werden muss (100 - 200 msec).
Belastbarkeit des Widerstandes beachten!
Spannung über dem Widerstand ist dann proportional zum Strom.
Höhe der Spannung ist über das Übersetzungsverhältniss des Übertragers einzustellen, ggf. muss der Widerstand aus 1 Widerstand + 1 Trimmer aufgebaut werden, damit die Ausgangsspannung in gewissen Grenzen eingestellt werden kann.
Alles nur theoretisch überlegt - keine Erfahrung oder fertige Dimensionierung vorhanden.
!!! Phasenlage des Strom hat keinen Bezug zur Spannung - also nur Scheinleistungsmessung möglich!!!
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BID = 612056
der mit den kurzen Armen
Urgestein
Beiträge: 17434
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Also zuerstmal must du die Spannung Messen
zum 2ten ist deine Spule ein Wandler(Funktioniert wie ein Trafo)
der in der Primärwiklung fliesende Strom induziert in der Sekundärwicklung einen Sekundärstrom.
Ohne Belastung des Wandlers geht der durch das heist die induzierte Spannung ereicht unendlich.
Aus diesem Grund werden diese Wandler auch mit einem ohmschen Widerstand abgeschlossen .
Die Spannung über diesem Widerstand ist proportional zum fliesendem Strom.
Du must jetzt nur die Netzspannung messen und gleichzeitig die Spannung auf der Wandlerseite.
Das Ergebnis ist die Momentanscheinleistung.
Um die Wirkleistung messen zu können brauchst du noch den Phasenwinkel phi
P=U*I*cos phi
für dich bedeutet das du must 2 AD Wandler vor den µC schalten den Rest erledigt die Software
Gruß Bernd
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BID = 612057
perl
Ehrenmitglied
Beiträge: 11110,1
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@hajos118:
In dem Moment, wo du einen Kondensator zur Glättung einsetzt, ist es vorbei mit der Effektivwertmessung!
Gleichrichten aber darfst du.
@der mit den kurzen Armen:
Nach einer Wirkleistungsmessung war garnicht gefragt.
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BID = 612059
der mit den kurzen Armen
Urgestein
Beiträge: 17434
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Wenn er nur U und I mist hat er die Scheinleistung und diese kann durchaus eine reine Blindleistung sein. Nur Für rein Ohmsche Verbraucher ergibt sich aus cos phi =1 Scheinleistung = Wirkleistung
Gruß Bernd
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BID = 612060
hajos118
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Zitat :
suppakeks hat am 4 Jun 2009 14:25 geschrieben :
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Direkten Zugriff auf den mega8 und dessen Programmierung habe ich nicht.
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Er braucht also eine Spannung für den Strom - Effektivwert (KEINEN Momentanwert, also irgendwas gemitteltes), gleiches für die Spannung.
Wobei er früher schrieb, dass Spannungsmessung schon funktioniert (wie auch immer).
Dummerweise kann die Software nicht angepasst werden ... also muss irgendwie von "Effektivwert Strom" eine (Gleich-)Spannung abgeleitet werden, die auch noch zu einem beliebigen (unbekannten) Zeitpunkt dem Effektivwert entsprechen soll.
Dazu fällt mir halt nur "Intergierter Mittelwert" über mehrere Perioden ein.
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