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Thema: Leistungsmessung

  1. #1
    Benutzer Stammmitglied
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    Leistungsmessung

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    Hallo Leute,
    ich möchte bei meinem PC den Stromverbrauch messen, also vor dem Netzteil eine Stom- und Spannungsmessung durchführen, die beiden Werte multiplizieren, und über eine kleine anzeige vorne am gehäuse ausgeben.
    hab nur leider keine ahnung wie ich das anstellen könnte (zb mit nem pic controller)

    hat jemand eine idee dazu ?

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Wenn es mit einem µC gemacht werden soll, brauchst du mind. noch einen OP um die Strommessung für den ADC zu verstärken.

    Das Grundprinzip der Leistungsmessung scheint dir ja bekannt zu sein. Was genau ist dein Problem?
    Hast du schonmal einen PIC programmiert?
    Muss es eine Selbstbaulösung werden?
    Sind dir die Gefahren des elektrischen Stroms bekannt? Mal ebend an 230V messen bedarf auch etwas Kentnisse (Abstand auf der Platine, ggf. besondere Schutzeinrichtungen).

    Wenn es einfach und funktionssicher und relativ genau werden soll kannst du dir ja auch ein fertiges Gerät kaufen.

    Ansonsten:

    Spannung messen, gleichrichten und auf µC-verträgliches Niveau verkleinern. Strom über einen Shunt messen und gleiches wie bei der Spannung.
    Im µC addieren und auf LCD ausgeben.

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Spannung messen, gleichrichten und auf µC-verträgliches Niveau verkleinern. Strom über einen Shunt messen und gleiches wie bei der Spannung.
    Im µC addieren und auf LCD ausgeben.
    Mit dieser Methode wird mißt man die Scheinleistung. Meistens ist die Wirkleistung interessanter.

  4. #4
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Mit dieser Methode wird mißt man die Scheinleistung. Meistens ist die Wirkleistung interessanter.
    Dan schlag doch mal vor, wie der µC den Phasenverschiebungswinkel ermitteln soll.

    Und Leistung (Wirkleistung!)(P) = U * I
    Scheinleistung (S) = U * I * COS PHI

    Ich habe es gelernt, das wenn von Leistung gesprochen wird, die Wirkleistung (P) gemeint ist. Und das ist U * I

  5. #5
    Erfahrener Benutzer Lebende Robotik Legende Avatar von PICture
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    Hallo RolandS!
    Eine Idee für Dich. Genaue RMS Leistungsmessung für Schaltnetzteile ist viel komplizierter als ich bisher hier gelesen habe. Du kannst es mit einfachen Mitteln sowieso nicht erreichen. Deswegen genaue Spannungsmessung finde ich Überflussig, also 220V nehmen. Für Strommessung würde ich die Methode, die bei Zangenstromwandler benutzt wird, anwenden. Ein einfaches Strom/Spannung Wandler kannst Du selber bauen. Du brauchst dazu nur einen kleinen Netztransformator der nicht vakuumvergossen ist. Nach dem Entfernen der oberster Wicklung führst Du ein isolierter Leiter durch den Kern dort wo die entfernte Wicklung war durch. Wenn jetzt durch den Leiter ein Strom fliest, kannst Du eine Spannung auf der übriggebliebener Wicklung messen, die proportional zu dem Strom ist. Um die Spannung für den PIC A/D Wandler vorzubereiten, muß sie noch in Gleichspannung gewandelt (gleichgerichtet und gefiltert) und nach Bedarf mit einem Potenziometer oder Widerstandsteiler angepasst werden. Weiter weißt Du schon. Das ganze kannst Du mit Glübirnen kalibrieren. Vor dem Anschliesen an PIC zuerst mit Voltmeter kontrollieren. Wenn Du unbedingt die Spannung auch messen willst würde ich ein zweiter Netztrafo nehmen. So ist die ganze Messeinrichtung vom Netz getrennt.
    Wünsche Dir Viel Spaß und Erfolg.

  6. #6
    Erfahrener Benutzer Roboter Experte
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    Die bisherigen Kommentare haben ja gezeigt, das eine Leistungsmessung an Netz-Verbrauchern recht aufwendig ist. nebenbei ist die Sensorik (Shunt) auch mit Netzspannung verbunden und daher ein gefährliches Spiel. Solche Geräte sollte man nur bauen, wenn keine andere Lösung vorhanden ist.
    Hier ist es jedoch ganz einfach: Die Elektronikläden bieten recht günstig solche Meßgeräte für wenig Geld an; z.B. Reichelt den PEAKTECH für ca. 16 €:
    Sie sind für den Hausgebrauch ausreichend genau und sicher. Für dieses Geld kann man sowas nicht selbst bauen.

    Gruß Stupsi
    Miniaturansichten angehängter Grafiken Miniaturansichten angehängter Grafiken peaktech_9024.jpg  

  7. #7
    Erfahrener Benutzer Begeisterter Techniker Avatar von H.A.R.R.Y.
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    Spannung messen, gleichrichten und auf µC-verträgliches Niveau verkleinern. Strom über einen Shunt messen und gleiches wie bei der Spannung.
    Im µC addieren und auf LCD ausgeben.
    MULTIPLIZIEREN, nicht addieren!

    Ich würde auch lieber die 16Ecken dranhängen und mir dieses Gerät (oder ein ähnliches) kaufen. Ist deutlich sicherer als ein Eigenbau - insbesondere dann, wenn man mit Netzspannung nicht vertraut ist.

    Im Prinzip wird die Messung bei den Profis so erledigt:
    µC mißt während einer Periode (20ms) so oft es geht den Strom und die Spannung. Beide Augenblickswerte werden dann - vorzeichenrichtig - multipliziert und geben die Augenblicksleistung an. Die wird für eine komplette Periode gemittelt - alles addieren und durch die Anzahl der Samples teilen - und ergibt dann recht genau die Wirkleistung des angeschlossenen Verbrauchers. Falls Du das mal ausprobieren willst, dann lieber mit einem Fahrradlämpchen und entsprechend geringer Spannung aus 'nem Klingeltrafo.
    a) Es gibt keine dummen Fragen, nur dumme Antworten
    b) Fehler macht man um aus ihnen zu lernen
    c) Jeder IO-Port kennt drei mögliche Zustände: Input, Output, Kaputt

  8. #8
    Erfahrener Benutzer Roboter Experte Avatar von Rage_Empire
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    hm, bei niedrigen frequenzen ist das auch sicher einfacher als bei hohen frequenzen (40kHz und höher, wie sie in SNTs üblich sind), zwecks der umsetzzeit des adc´s.
    Das Gerät von Pollin, wo oben genannt wurde ist wirklich gut für netzanwendungen.

  9. #9
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Die Leistung wird doch auf der Seite der niedrigen Frequenz gemessen.

  10. #10
    Erfahrener Benutzer Roboter Experte
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    ja, eine Leistungsmessung bei 40 khz benötigt man nicht so oft.
    Das Meß-Problem liegt bei Schaltnetzteilen eher im "Crestfaktor".
    http://homepages.fh-regensburg.de/~c...ae/effwert.pdf
    Schaltnetzteile haben sehr große Eingangselkos. Da steigen die Spitzenströme gern in Bereiche, die das Messgerät nicht mehr verarbeitet. das führt schell zu Messfehlern. (moderne Schaltnetzteile von PCs sind aber inzwischen mit PFC ausgerüstet. Er erzeugt sinusförmige Eingangsströme.)

    aber für RolandS ist solch ein Leistungsmesser doch genau das Richtige.?


    Gruß Stupsi

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