Hallo, leider kenn ich mich sehr wenig mit Elektronik aus, deswegen hoffe das ich hier richtig gelandet bin und Ihr mir helfen könnt. Das Problem ist einfach beschrieben: Ich habe eine Solarzelle als Strom/Spannunsquelle nun möchte ich diese Zwecks vermessung im Leerlauf, im Kurzschluss und bei Anschluss von 3 Lastwiderständen vermessen. Per Hand kein Problem, aber diese Messung soll mit einer Computermesskarte erfolgen. Nach meinem Verständniss muss die Computerkarte sowohl eine Eingang zur Spannungsmessung haben als auch einen Ausgang zum "Durchschalten" der Widerstände haben. Mein Kollege hat mir Angeraten eine Computermesskarte die mit Labview gesteuert wird zu kaufen, aber vorher muss ich erst noch die Schaltung fertig machen. Die Probleme für die Messungen sind a) das relativ kleine Ströme und Spannungen gemseen werden sollen (0-500mA und 0-500mV) und b) das Durchschalten (Messen) soll so schnell wie möglich erfolgen (ab 10Hz). Ich hab jetzt leider gar keine Ideen wie regelbare Widerstände funktionieren könnten oder ein mechanisches Umschalten per Relais funktionieren könnte... Bei Relais hab ich nur erfahren das beim Umschalten relativ starke Selbstinduktionsströme fleißen können. Ich denke nicht das mir hier die perfekt Lösung sofort präsentiert wird, aber ich versteh noch nicht mal wie ich Anfangen kann... Und vielleicht muss ich auch noch mehr erklären das würd ich bei Fragen natürlich sofort machen. Vielen Dank für jede Hilfe grüße Paul
> Mein Kollege hat mir Angeraten eine Computermesskarte die mit Labview > gesteuert wird zu kaufen, aber vorher muss ich erst noch die Schaltung > fertig machen. Wo machst du die Arbeit: privat oder in einer Firma? Was willst du dabei lernen? Welches Budget hast du? Welchen Zeitrahmen hast du? Kennst du dich mit LabView aus? > Die Probleme für die Messungen sind a) das relativ kleine Ströme und > Spannungen gemseen werden sollen (0-500mA und 0-500mV) und b) das > Durchschalten (Messen) soll so schnell wie möglich erfolgen (ab 10Hz). Wenn du dir einfach so eine PC-Karte für Labview kaufen kannst, warum nicht auch eine elektronische Last? Die könntest du dann auch über Labview ansteuern.
Relais, die die "4 Meßwiderstände" (3 x R und 1 x Kurzschluß) an die Solarzelle legen und einmal Leerlauf, dann 5 Messungen (einmal ist Leerlaufspannung) - das würde ganz einfach funktionieren - ja, wenn die Forderung mit den 10Hz nicht wären. Dann wäre es vielleicht mit PowerFETs mit geringen Innenwiderstand statt Relais mit dieser Geschwindigkeit möglich. Einen extra Steuerausgang braucht man dazu nicht unbedingt: einfach mit einer einfachen Elektonik die Relais nacheinander kurz einschalten und mit mindestens der doppelten Umschaltgeschwindigkeit den Spannungsmeßkanal abtasten: die beiden höchsten hintereinanderliegenen Spannungswerte sind Leerlauf, die beiden kleinsten hintereinanderliegenden sind Kurzschluß, so kann man die Meßreihe zu je 5 Meßwerten auseinander halten. Oder: Es gibt Meßkarten, die haben auch einen Analog-Ausgang. Der kann durch unterschiedliche Ausgangsspannungen anzeigen, welches Relais/FET jetzt durchgesteuert werden soll. Das setzt aber eine Spannungserkennung für jeden Fet/Relais voraus. Blackbird
Vielleicht kann man ja die 3 Widerstandswerte als Summe von mehren
Widerständen realisieren und dann einfach zwischen den Widerständen
messen?
Beispiel: Es soll über 10k, 20k und 30k gemessen werden:
o---------- Bezugspunkt
|
|-|
| | 10k Ohm
|-|
|
|----- Messpunkt 1 über 10k
|
|
|-|
| | 10k Ohm
|-|
|
|----- Messpunkt 2 über 20k
|
|
|-|
| | 10k Ohm
|-|
|
|----- Messpunkt 3 über 30k
|
o-----
Es soll unterschiedlich belastet und immer am gleichen Punkt gemessen werden. Blackbird
Danke schonmal für die schnellen Antworten freut mich sehr! @lothar: Das ganze ist eine Studienarbeit die ich in einer Firma mache, der elektronische Part ist allerdings nur ein winziger Teil der Anlage den ich bis jetzt nicht fertigestellt habe. Als Student darf ich für die Arbeit eine Studentenversion von Labview benutzten - diese werde ich mir demnächst zulegen um es zu lernen (bis jetzt hab ich nur Labview Pläne gesehen aber nichts selber programmiert) Was ich lernen will, hmm - ich bin keine Elektrotechniker - ich hatte ein paar Basiscs im Studium, leider tut ich mich recht schwer mit dem Thema, trotzdem werd ich alle nötige Zeit investieren um das zu verstehen was ich für mich brauche... Zeitrahmen 3 Monate dann soll es fertig sein... Diese elektronische Last ist machbar - daran hab ich auch schon gedacht, ein keliner Knackpunkt ist das diese Messchaltung 3 mal benötigt wird - das wären dann 3 elektronische Lasten die auch noch syncron laufen müssten ich glaube das wird teuer... Preisrahmen würde ich jetzt sagen 500 Eur ohne die Labview Software wären knapp bemessen, trotzdem wäre es gut wennd as Buget ausreicht. @blackbird: Ja die Frequenz ist wirklich der Knackpunkt bei der Geschichte, wenn ich bei regelbaren Widerständen suche und immer wieder auf Potis komme wäre eigentlich die sache schon glöst wenn es nicht automatisch und so schnell sein soll. Wie das mit PowerFET (=LeistungsFETs?) genau ablaufen soll hab ich noch nicht gnaz verstanden, werde aber fleißig alles über MosFETs lesen was ich finde... scheinen sehr wichtig in der Elektronik zu sein. Ich komme darauf also nochmal zurück wenn ich besser verstehe was Du meinst. Eigentlich ist es kein Problem die Messpunkte anhand der Werte zu bestimmen... bzw diese einzusortieren. @Hmm... Nein leider glaub ich das es so nicht geht, da 1 der Kurzschlusstrom und die Leerlaufspannung gemessen werden sollen. Auch wäre die Last immer die gleiche oder sehe ich das falsch? Ich hatte schon bei dem zuschalten mit Hilfe von Relais daran gedacht möglichst Widerstände einzuspraren indem ich welche Parallel schalte... Vielleicht reichen auch 2 Widerstände - trotzdem bleibt das Problem durchs umschalten... ich melde mich weiter, muss ja jetzt auch viel Nachlesen und leider weg... grüße Paul
Mit Mosfets sehe ich eine Chance. Wobei die Kurzschlußmessung auf Rdson beschränkt bleibt, aber vertretbar sein dürfte.
Es gibt für LabView auch USB-Messadapter (ich glaube USB-6008 oder so). Die fangen meines Wissens nach bei etwa 160€ an... Einfach mal auf der National-Instruments-Webseite nachgucken. Vielleicht auch gebraucht bei ebay zu erstehen. Richtige LabView-Messkarten liegen bei etwa 800€ was vermutlich zu teuer ist. Schöne Grüße, Alex
Bei Reichelt z.B.: ME REDLAB 1008 149,00 € hat 8 Analogeingänge, Du brauchst 3 für 3 Aufbauten hat 24 + 4 digitale Ausgänge, Du brauchst 12 für je 4 Schalter in 3 Aufbauten 10 Hz sollte die Karte können, schau mal ins Datenblatt Meilhaus sollte auch LabView-Treiber dafür anbieten Bei 10 Hz und da es anscheinend Dauermessungen werden sollen, würde ich keine Relais mehr verwenden. Da wirst Du wohl um ein paar N-FETs nicht drumrum kommen. Nimm Logic-Level-Typen, die kannst Du direkt aus der Karte ansteuern.
"Kurzschluß"-strom messen geht so nicht. Den kann man hier nur über einen 4. sehr niederohmigen Lastwiderstand messen. Und zwar indirekt über eine Spannungsmessung über eben diesen bekannten sehr niederohmigen Lastwiderstand (Imess = Umess / Rlast). Der Aufwand für diese Messung ist minimal, mein Schätzung: etwa 100,-EURO und eine Woche Arbeit (inclusive Funktionstest und Software). Es müssen 4 verschiedene Lastwiderstände (alle einseitig an Bezugspotential (= Analogmasse)) angeschlossen werden. Jeder Meßwiderstand wird von einem FET (N-Kanal, P-Kanal oder sonstwas niederohmiges) zum "heißen" Ende (hier vielleicht der Pluspol) des Solarmoduls verbunden. Dort sind also alle Drains der FETs zusammengeschaltet (Source an den jeweiligen Lastwiderstand). Minuspol des Solarmoduls an Bezugspotential. Der Analogeingang der Meßkarte (hochohmige Spannungsmessung) mit Analog-Masse an Bezugspotential und den Analogeingang an das "heiße" Ende des Solarmoduls, da wo die Drais der FETs liegen. Jetzt brauchts nur noch eine Ansteuerung für die 4 FETs, die nacheinader jeden einzeln (ohne Überlappung) einschaltet und nach vielleicht ca. 15ms wieder ausschaltet. Wenn nach dem 4. Widerstand noch eine 15ms Pause gemacht wird, wo kein FET eingeschaltet ist, so kann man in der Zeit die Leerlaufspannung messen. 10 Hz sind 10 Meßreihen pro Sekunde, also alle 100ms sollen 5 Messungen gemacht werden. Das sind dann 20ms pro Messung, 15ms liegen auf der sicheren Seite. Ordentlicher Aufbau, saubere groß dimensionierte Kontakte und vielleicht eine 4-Draht-Messung für den "Kurzschluß"-Fall sollten hinreichend genaue Meßergebnisse liefern (Fehlerbetrachtung habe ich hier mal weggelassen). Blackbird
Noch was, mit LabView in 3 Monaten ein funktionierendes Programm zu schreiben samt Hardware aufbauen und testen UND noch Meßreihen durchführen sind für einen LabView-Einsteiger nicht zu schaffen (ohne fremde Hilfe). Es gibt sicher andere kleinere Systeme, die einfacher zu "programmieren" sind oder man programmiert es gleich selber. Z.B. VBA in Excel, dafür geben manche Meßkarten/adapter-Hersteller schon Libs oder Programmbeispiele mit. Blackbird
Ich nutz grad einen 4066 bzw. genauer SN74HC4066PW (Nix anderes als ein Schalter, den du nicht per Hand umlegen musst) und schalte damit verschiedenen Dinge auf einen Messeingang. Strom an/aus Spannung an/aus Zwei Widerstände gegen Masse zu/weg Die Dinger kann man prima per uP ansteuern und sind rel fix. Vertragen einiges und je nach Last ist der Innenwiderstand auch vernachlässigbar. Bei deiner "Kurzschluss"-Messung kannst du den Innenwiderstand des 4066 nehmen und den Spannungsabfall messen (damit kannst du dann ja Strom ausrechnen)
Sry für Doppelpost..aber: Vergiss mein Kram und hör auf Blackbird ;) Hab mich bei deinem Strom verlesen und meine Schalter vertragen nur 20mA -.-
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