Projekt vorgestellt: Strommessung im Haushalt bis 30A mit Arduino

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10.12.2018, 18:11
avr_racer

Zitat:

Zitat von Klebwax

Das sehe ich auch so. Wenn aber entweder der Trafo zur Spannungsmessung oder der Stromtrafo die Phase schiebt, muß man das korrigieren. Oben ist beschrieben, daß bei einer ohmschen Last (Glühbirne) auf dem Scope eine Phasenverschiebung von ca. 22° zu sehen ist. Dies ist sicher nicht real, das kann nur aus der Messschaltung kommen. Das korrigiert man, indem man Strom und Spannung ca. 1,2ms nacheinander misst.

MfG Klebwax

Habe mir nochmal die Auszüge der Stromlaufpläne angeschaut + Datenblatt ZMCT118F schwierig da verlässliche Infos zu finden...

http://www.zeming-e.com/English/prodviewtype5-290.html echt mau das Datenblatt zu mal hier bei 5A pri. ein Winkel von <=15° bei 50Ohm der Alpha-Variante und <=60° der Beta-Variante möglich sind und keine Aussage über das Verhalten sekundärseitig bei 30A pri. Somit würde ich mal mit den Widerständen experimentieren ohne weitere Beschaltung also nur Messpule und Widerstand + Oszi unter Glühlampenlast wie sich der Phasenwinkel ändert.

Hast du die A oder B-Variante falls Aufdruck vorhanden ?

Zitat:

Zitat von stfan1409

Ich habe 3 Verbraucher zum testen:
1. eine alte Glühlampe mit der Aufschrift 60W
2. eine alte Leuchtstofflampe 36W mit konventionellem Vorschaltgerät und Starter
3. meine Waschmaschine(mit "Frequenzumrichter")

Die Glühlampe habe ich zum Vergleich mit dem Oszi gemessen; natürlich gleiche Messwandler wie in der Arduinomessung, d.h. Spannungsmessung mit Trafo und Strommessung mit Stromwandler.
Dann habe ich die Werte für je 20mS in Excel exportiert.

Anhang 33843

Vielen Dank für das einstellen der Daten. Bei der Leuchtstoffröhre würde es bei einen Datensatz passen danach verschiebt sich es weiter nach hinten...

Mal ein weitere Frage zu der Eingangsbeschaltung des ADC und der Strommessspule hast du dir das so ausgedacht oder gabs da eine verlässliche Quelle ?

Zitat:

Zitat von Klebwax

Das wundert mich nicht wirklich. Die meissten Verbraucher im Haushalt sind heutzutage nicht mehr rein ohmisch. Schaltnetzteile, elektronische Vorschaltgeräte, eigentlich alle Netzteile mit Gleichspannungszwischenkreis ziehen Strom nur im Spannungsmaximum. Das flacht die Spannung in der Spitze ab. Alle Phasenanschnittsteuerungen ziehen keinen Strom am Anfang einer Halbwelle, da ist dann die Spannung höher. Ob das die wirkliche Erlärung ist, weiß ich aber nicht.

Bei den 36W der Leuchtstoffröhre hätte ich eher ein Problem. Das wird, genauso wie deren Helligkeit, von der Temperatur im inneren der Röhre abhängen. Und bei einem Frequenzumrichter hätte noch größere Probleme.

Kannst du mal die Kurven von den beiden zeigen?

MfG Klebwax

Das mit den Gleichspannungszwischkreis... es hängt immer davon ab wie stark der Zwischkreis entladen wird wo dann die neue Welle die Spannung des ZWK übersteigt. Das gute daran ist das Umrichter dieser Bauart zum Netz fast mit cos PHI 0,97-0,99 betrachtet werden können. Gibt ne neue EU-Norm/Verordnung ab wann Steurerungen Pflicht sind https://www.js-technik.de/die-wirkun...en-ie1/ie2/ie3
Schaltnetzteile haben getaktete Primärspulen zu 90% und eine aktive PFC.

Phasenanschnitt ist ja dann aber immer noch in Phase mit Strom und Spannungen, dass was reinballert ist genau das Knallharte Einschaltmoment was zu Problemen führt..

Wietere Kruven sind auch in der gleichen Tabelle enthalten ;)
10.12.2018, 18:58
stfan1409

Zitat:

Zitat von avr_racer

Hast du die A oder B-Variante falls Aufdruck vorhanden ?

es ist ein "B" aufgedruckt

Zitat:

Zitat von avr_racer

Mal ein weitere Frage zu der Eingangsbeschaltung des ADC und der Strommessspule hast du dir das so ausgedacht oder gabs da eine verlässliche Quelle ?

Der größte Teil davon ist aus dem Datenblatt von dem MCP3301. Im Datenblatt vom Stromwandler ist ein 50 Ohm Widerstand angegeben, ich habe daraus den 56 Ohm Widerstand gemacht.
10.12.2018, 19:53
avr_racer

Zitat:

Zitat von stfan1409

es ist ein "B" aufgedruckt

bääämmmm also sind bis zu 60° Phasenschiebung nur durch die Spule möglich siehe Link somit sind 22° nicht unrealistisch
http://www.zeming-e.com/English/prodviewtype5-290.html

Zitat:

Zitat von stfan1409

Der größte Teil davon ist aus dem Datenblatt von dem MCP3301. Im Datenblatt vom Stromwandler ist ein 50 Ohm Widerstand angegeben, ich habe daraus den 56 Ohm Widerstand gemacht.

Mir gehts darum warum die Stromquelle ohne Mittelspeisung dierekt so angeschloßen werden kann. Im DB wirds trotzdem mit einer Mittelspeisung gemacht.
Dein Glück ist bei -70bits sind das immer noch mehr als -0,3V ca -0,021V was in der Toleranz von -0,3 <- GND <-> VCC -> +0,3V ist
Kannst du mir mal eine Seitenzahl geben ?

Zum Widerstand ja gut 50 Ohm fällt ein wenig aus der Reihe... mit 2x 100Ohm parallel hast du dann auch 50 Ohm

Autor: Frank K. (fchk)
Datum: 03.11.2014 08:29

https://www.mikrocontroller.net/topic/348723

Das was du suchst ?
10.12.2018, 20:40
stfan1409

ja, sowas suche ich, ABER das sind ja alles nur Lösungsansätze, da mache ich lieber an meiner Messung weiter und weiß dann wie es funktioniert ;-)

Das die Spule im Wandler bis zu 60° Phasenverschiebung hat ist natürlich unglücklich... Am einfachsten wäre es einen neuen (besseren) Wandler zu kaufen, der aber ohne größere Ändereungen an meinen AD Wandler passt...

Im Datenblatt vom MCP ist der Anschluss auf Seite 18 / Figure 5-4
http://ww1.microchip.com/downloads/e...doc/21700d.pdf
So, habe ich es aufgebaut.
10.12.2018, 21:05
influencer

Zitat:

Zitat von stfan1409

ja, sowas suche ich, ABER das sind ja alles nur Lösungsansätze

https://www.mouser.de/datasheet/2/76...F3-1142195.pdf
fuer 3.26EU liegt doch in der preisklasse der hier im thread empfohlenen ADC, oder ?
die einzige kroete die ich da aktuell sehe ist das UART-interface, das so direkt nich wirklich busfaehig ist, aber vielleicht kann man ja dafuer einen arduino nutzen (mehre UARTs zu simulieren um daten von mehreren CS5490 zu akkumulieren..)

aber da gibts auch was fuer:
https://www.instructables.com/id/SPI...dge-MULTIUART/
11.12.2018, 08:03
avr_racer

Zitat:

Zitat von stfan1409

ja, sowas suche ich, ABER das sind ja alles nur Lösungsansätze, da mache ich lieber an meiner Messung weiter und weiß dann wie es funktioniert ;-)

Versteh was du meinst aber so wie es jetzt ist mit der Integration sollte eine Division durch die Integrationszeit doch keine große Rolle als Erweiterung sein. ;)

Zitat:

Zitat von stfan1409

Das die Spule im Wandler bis zu 60° Phasenverschiebung hat ist natürlich unglücklich... Am einfachsten wäre es einen neuen (besseren) Wandler zu kaufen, der aber ohne größere Ändereungen an meinen AD Wandler passt...

An eine Verschiebung dachte ich auch schon aber ohne DB bzw nach langen suchen wurde man fündig.

Neuer Wandler
https://de.rs-online.com/web/p/stromwandler/7754956/
https://docs-emea.rs-online.com/webd...6b811b0374.pdf

Mit guten DB ausser das hier der Phasenfaktor fehlt evtl weil nur ein minimaler vorhanden ist <1°

Zitat:

Zitat von stfan1409

Im Datenblatt vom MCP ist der Anschluss auf Seite 18 / Figure 5-4
http://ww1.microchip.com/downloads/e...doc/21700d.pdf
So, habe ich es aufgebaut.

Ahhh okay danke, nun dein Stromlaufplan ist dann unterschiedlich zu dem wie es Seite 18 beschrieben ist.

Bei dir:
IN(-/+) sind nicht beschaltet

DB.
IN(-) und VREF sind mit den 2,5V des Reglers beschaltet welcher dann automatisch diese 2,5V (Virtuelle Masse) an den IN(+) weitereicht der dann mit den 10µF beschaltet ist.
Der C hat die Aufgabe Wechselspannungen auf die Gleichspanung(2,5V) einzukoppeln so das der ADC -+2,5V verarbeiten kann in +-4096bits

Zur Spule selbst, würde diese versuchen immer mit einem C einzukopplen da Gleichspannung die Spule taub macht, also vormagnetisiert. Inwieweit das bei deiner Ausgangsschaltung der Fall ist, schwer zu sagen.

Nice to Know S.18
Although the ADC is not production tested with a 2.5V reference as shown, linearity will not change more than 0.1 LSB.
11.12.2018, 15:14
stfan1409

Zitat:

Zitat von avr_racer

Ahhh okay danke, nun dein Stromlaufplan ist dann unterschiedlich zu dem wie es Seite 18 beschrieben ist.

Bei dir:
IN(-/+) sind nicht beschaltet

DB.
IN(-) und VREF sind mit den 2,5V des Reglers beschaltet welcher dann automatisch diese 2,5V (Virtuelle Masse) an den IN(+) weitereicht der dann mit den 10µF beschaltet ist.
Der C hat die Aufgabe Wechselspannungen auf die Gleichspanung(2,5V) einzukoppeln so das der ADC -+2,5V verarbeiten kann in +-4096bits

hmmm denke schon, dass ich es so wie im DB angeschlossen habe, bis auf den Kondensator zum einkoppeln - oder nicht? (ok, nicht schön gezeichnet, da am Layout vom ursprünglichem Lochraster orientiert...)

Zitat:

Zitat von stfan1409

Anhang 33755

Zitat:

Zitat von avr_racer

Zur Spule selbst, würde diese versuchen immer mit einem C einzukopplen da Gleichspannung die Spule taub macht, also vormagnetisiert. Inwieweit das bei deiner Ausgangsschaltung der Fall ist, schwer zu sagen.

aber verfälscht der Kondensator nicht meine Messung? Spule = Widerstand bei Wechselspannung?

Ich werde gleich mal einen neuen Stromwandler suchen. Eventuell finde ich ja noch einen mit der Angabe von der Phasenverschiebung. Vielleicht ist die Messung ja dann "richtig".
12.12.2018, 09:36
avr_racer

Zitat:

Zitat von stfan1409

hmmm denke schon, dass ich es so wie im DB angeschlossen habe, bis auf den Kondensator zum einkoppeln - oder nicht? (ok, nicht schön gezeichnet, da am Layout vom ursprünglichem Lochraster orientiert...)

Ahh stimmt hast recht. die Verbidnung vom Regler an den 2 C's vorbei habe ich nicht für voll genommen....

Zitat:

Zitat von stfan1409

aber verfälscht der Kondensator nicht meine Messung? Spule = Widerstand bei Wechselspannung?

Bei richtiger Dimensionierung nicht. Was im DB steht kann man schon als sehr sehr guten Anhalt nehmen ausser das bei der Abschrift mal was schief geht. 10µF sind bei 2,5V und der einzukoppelnden Spannung schon in Ordnung.

Grober Anhalt: kleine Spannung + kleiner C, größer werdende Spannung eben im Verhältniss größer werdender C.

Da der C nicht vorhanden ist wirkt die URef von 2,5V auf die Spule ein und magnetisiert sie vor.
Die Spule hat an Pin2 ein * , dieser * signalisiert das dort die gleiche Polarität anliegt wie sie auch primär auftritt. Also primär + wird sekundär auch zu +
1. Spule und R von IN(+) und IN(-) trennen
2. Spule und R einseitige auf Masse packen
3. Spule und R mit dem offenen Ende an den KoppelC anschließen und den KoppelC an IN(+) anschließen.

Zitat:

Zitat von stfan1409

Ich werde gleich mal einen neuen Stromwandler suchen. Eventuell finde ich ja noch einen mit der Angabe von der Phasenverschiebung. Vielleicht ist die Messung ja dann "richtig".

Ok, probier aber voher die Einkopplung bitte mal aus mit der alten Spule
12.12.2018, 18:13
stfan1409

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Zitat:

Zitat von avr_racer

Ok, probier aber voher die Einkopplung bitte mal aus mit der alten Spule

Ich habe - wie im Datenblatt - einen Elko mit 10µF eingebaut. Mit einer 60W Glühlampe kann ich keinen Unterschied feststellen.
Die Spannungskurve ist aber nicht so schön.

In einem anderen Versuch habe ich mal den Stromwandler und die Phasenverschiebung getestet:
12V Trafo und eine 12V Halogenlampe angeschlossen. Die 12V(aus dem Trafo) direkt mit dem AD-Wandler gemessen(die vorhandenen Widerstände natürlich angepasst) und mit dem Stromwandler den Strom gemessen. Phasenmäßig fast keine Verschiebung.
Dann habe ich den ersten Trafo, mit der unschönen Sinuskurve gegen den neuen(viel zu großen) ersetzt und nun ist es ein schöner Sinus...

Dann habe ich eine 36W Leuchtstofflampe angeschlossen. Ergebnisse hier:
Anhang 33845
Außerdem ist mir aufgefallen, dass die Kurve IMMER am Ende 2 falsche Werte hat...ich weiß aber noch nicht, ob es ein Fehler in dem eigentlichem Programm ist, oder ein Fehler in der Ausgabe für den Test mit Excel... Morgen gehts weiter
12.12.2018, 19:53
avr_racer

Zitat:

Zitat von stfan1409

Ich habe - wie im Datenblatt - einen Elko mit 10µF eingebaut. Mit einer 60W Glühlampe kann ich keinen Unterschied feststellen.
Die Spannungskurve ist aber nicht so schön.

...nicht so schön... ist bei dir wie definiert ?

Zitat:

Zitat von stfan1409

In einem anderen Versuch habe ich mal den Stromwandler und die Phasenverschiebung getestet:
12V Trafo und eine 12V Halogenlampe angeschlossen. Die 12V(aus dem Trafo) direkt mit dem AD-Wandler gemessen(die vorhandenen Widerstände natürlich angepasst) und mit dem Stromwandler den Strom gemessen. Phasenmäßig fast keine Verschiebung.

Warum jetzt ein 12V-Trafo ? Quasi um das 6V-Trafo ersetzt, vermute ich jetzt mal... mmhh

Zitat:

Zitat von stfan1409

Dann habe ich den ersten Trafo, mit der unschönen Sinuskurve gegen den neuen(viel zu großen) ersetzt und nun ist es ein schöner Sinus...

Jetzt ist die Strommessspule gemeint ? Warum ist der jetzt viel größer ?

Mir stellt sich die Frage wie bist du jetzt drauf gekommen ?
Ähm frage nur da ich jetzt davon ausgegangen bin das erstmal nur die Strommessspule modifiziert wird bzw schwierig ohne aktuellen Stromlaufplan den man vergleichen kann.

Zitat:

Zitat von stfan1409

Dann habe ich eine 36W Leuchtstofflampe angeschlossen. Ergebnisse hier:
Anhang 33845
Außerdem ist mir aufgefallen, dass die Kurve IMMER am Ende 2 falsche Werte hat...ich weiß aber noch nicht, ob es ein Fehler in dem eigentlichem Programm ist, oder ein Fehler in der Ausgabe für den Test mit Excel... Morgen gehts weiter

Also bei den beiden Glühlampendiagrammen sind trotzdem noch die ca 22° Verschiebung drin.

Zu den beiden falschen Endwerten: 207 Datenätze sind vorhanden im Diagramm werden der 208te und 209te Datensatz mit dragestellt die in der Tabelle "MIT" zu finden sind betrifft alle Tabellen

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