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Thema: Projekt vorgestellt: Strommessung im Haushalt bis 30A mit Arduino

Hybrid-Darstellung

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  1. #1
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie Avatar von White_Fox
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    Das kann man theoretisch machen.
    Praktisch würde ich aber eher schätzen, daß du dir damit größere Fehler in die Messung ziehst als wenn du einfach Strom und Spannung parallel mißt. Wie ich vorher schon schrieb-der Fehler, den du bei 50Hz machst, kannst du vernachlässigen.

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Zitat Zitat von White_Fox Beitrag anzeigen
    Das kann man theoretisch machen.
    Praktisch würde ich aber eher schätzen, daß du dir damit größere Fehler in die Messung ziehst als wenn du einfach Strom und Spannung parallel mißt. Wie ich vorher schon schrieb-der Fehler, den du bei 50Hz machst, kannst du vernachlässigen.
    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
    Strom fließt auch durch krumme Drähte !

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Fleißiges Mitglied Avatar von avr_racer
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    Zitat Zitat von Klebwax Beitrag anzeigen
    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 Beitrag anzeigen
    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.

    2_Leistungsmessung.zip
    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 Beitrag anzeigen
    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
    Geändert von avr_racer (10.12.2018 um 18:25 Uhr)

  4. #4
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    Zitat Zitat von avr_racer Beitrag anzeigen
    Hast du die A oder B-Variante falls Aufdruck vorhanden ?
    es ist ein "B" aufgedruckt

    Zitat Zitat von avr_racer Beitrag anzeigen
    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.

  5. #5
    Erfahrener Benutzer Fleißiges Mitglied Avatar von avr_racer
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    Zitat Zitat von stfan1409 Beitrag anzeigen
    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 Beitrag anzeigen
    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 ?
    Geändert von avr_racer (10.12.2018 um 19:59 Uhr)

  6. #6
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    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.

  7. #7
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    Zitat Zitat von stfan1409 Beitrag anzeigen
    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/
    Geändert von influencer (10.12.2018 um 21:25 Uhr)

  8. #8
    Erfahrener Benutzer Fleißiges Mitglied Avatar von avr_racer
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    Zitat Zitat von stfan1409 Beitrag anzeigen
    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 Beitrag anzeigen
    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 Beitrag anzeigen
    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.

  9. #9
    Benutzer Stammmitglied
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    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.

    2_Leistungsmessung.zip

  10. #10
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Sehr schöne Daten.

    Ich hab da mal rein geschaut. Die Spannung geht so bei Messung 78 durch Null, der Strom bei Messung 92. Die Physik verlangt aber bei einer ohmschen Last (Glühbirne), daß das gleichzeitig passiert. Ich würde das so korrigieren: der Spannungswert der Messung 78 wird mit dem Stromwert der Messung 92 multipliziert, der von 79 mit 93 usw. Damit wird der Phasenfehler, den die Messaufnehmer haben, ausgeglichen. In der Praxis braucht man einen Buffer von 14 Messwerten um die Verzögerung live mitzurechnen.

    MfG Klebwax

    P.S. Was mir noch einfällt, der Stromtrafo braucht einen Bürdewiderstand. Und dem Spannungstrafo würd ich auch einen Lastwiderstand spendieren, der ein paar Milliampere fließen läßt.
    Strom fließt auch durch krumme Drähte !

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