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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Strommessung mit acs754 an 230V Netzspannung


Autor: Marc Kraß (destrudo)
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Hallo zusammen,

ich bin neu hier und habe ein paar Fragen zu einem Projekt, dass mir im
Rahmen eines Förderprogramms machen müssen.

Es geht, wie schon im Titel erkennbar darum, dass wir den Netzstrom
messen wollen. Das ganze soll dann so umgewandelt werden, dass wir die
gemessenen Daten mit einem Microcontroller auslesen können.

Verwenden möchten wir den im Titel erwähnten Hall-Sensor Acs754
http://www.allegromicro.com/en/Products/Part_Numbe...

Dieser gibt bei 0A eine Spannung von 2,5V aus und schwingt dann, je nach
Belastung zwischen 0,5V und 4,5V hin und her.
Deshalb ist er eigentlich ideal, um die Daten mit einem Microcontroller
auszulesen. Das Problem ist nur, dass man für eine richtige Messung ja
die Spitzen brauch. Da unsere Netzspannung ja Schwankungen in der
Frequenz hat, kann man eine automatische abfrage schonmal vergessen.

Deshalb dachte ich an folgende Vorgehensweise:
-aus der Mischspannung eine reine Wechselspannung machen (ich weiß
leider nicht genau wie)
-diese verstärken und dann gleichrichten, um ein einigermaßen
gleichmäßiges Signal zu erhalten.
-zum Analog-Digital-Wandler des Controllers
-zur Kalibrierung Messungen mit dem Oszilloskop durchführen

Die Messungen müssen nicht extrem genau sein, da das Projekt für eine
Überwachung über einen längeren Zeitraum ausgelegt ist.

Meine Frage ist nun, funktioniert das so, wie ich mir das vorstelle und
welche Bauteile verwende ich dafür am besten?

Ich hoffe, mir kann jemand weiterhelfen.

Autor: Gast (Gast)
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> Da unsere Netzspannung ja Schwankungen in der Frequenz hat..

Ja, so starke, dass damit sogar Uhren betrieben werden.....^^

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> Dieser gibt bei 0A eine Spannung von 2,5V aus und schwingt dann,
> je nach Belastung zwischen 0,5V und 4,5V hin und her.
Aus dem DB:
#  Monolithic Hall IC for high reliability
# Single +5 V supply 
Wie machst du die 5V-Versorgung auf der 230V-Seite?
Wie bekommst du die 0,5V-4,5V auf das Potential vom uC?


> Hall-Sensor Acs754
Ein kleiner Tipp:
Das Dingens ist obsolete  :-/
Not recommended for new designs.

The device should not be purchased for new design applications because 
of obsolescence in the near future. Samples are no longer available.

For the devices on LAST TIME BUY status, the deadline for receipt of 
orders is November 4, 2009. For existing customer transition, and for 
new customers or new applications, refer to the ACS756  and ACS758.

Zum eigentlichen Problem:
Du musst ganz einfach so schnell hintereinander messen, dass du den 
Maximalwert des Stromes mitbekommst.

BTW:
Du bist nicht der erste mit dieser Aufgabe, such mal hier im Forum nach 
230V-Strommessung   :-/

Autor: Marc Kraß (destrudo)
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Lothar Miller schrieb:
>> Dieser gibt bei 0A eine Spannung von 2,5V aus und schwingt dann,
>> je nach Belastung zwischen 0,5V und 4,5V hin und her.
> Aus dem DB:
>
> #  Monolithic Hall IC for high reliability
> # Single +5 V supply
> 
> Wie machst du die 5V-Versorgung auf der 230V-Seite?
> Wie bekommst du die 0,5V-4,5V auf das Potential vom uC?

Die 5V-Versorgung auf der 230V-Seite? Dort kommt doch nur die Leitung an 
beiden Anschlüssen dran. Der Chip hängt an der selben 
Spannungsversorgung wie der µC, falls du das meinst.

>> Hall-Sensor Acs754
> Ein kleiner Tipp:
> Das Dingens ist obsolete  :-/
>
> Not recommended for new designs.
> 
> The device should not be purchased for new design applications because
> of obsolescence in the near future. Samples are no longer available.
> 
> For the devices on LAST TIME BUY status, the deadline for receipt of
> orders is November 4, 2009. For existing customer transition, and for
> new customers or new applications, refer to the ACS756  and ACS758.
> 

Ja, das hab ich auch gelsen, allerdings habe ich bei der Firma 
angerufen, die die Teile für Deutschlad vertreibt bzw sen Support macht 
und die haben mir gesagt, der wäre der Richtige. Den Nachfolger gibts ja 
noch nicht.

> Zum eigentlichen Problem:
> Du musst ganz einfach so schnell hintereinander messen, dass du den
> Maximalwert des Stromes mitbekommst.

Das wäre eine Alternative, allerdings soll die Schaltung vielleicht 
irgendwann so erweitert werden, dass mehrere Sensoren eingesetzt werden 
sollen, um z.b. ein Haus zu überwachen. Ist es da nicht einfacher, das 
quasi hardwareseitig so zu machen, dass es egal ist, wann ich abgreife?

> BTW:
> Du bist nicht der erste mit dieser Aufgabe, such mal hier im Forum nach
> 230V-Strommessung   :-/

Ich hab mich schon umgeschaut, da die meisten Messungen allerdings mit 
dem Ziel gemacht werden etwas zu steuern, ist das nicht immer das, was 
ich brauche.


Zu meiner Idee:
Würde eine Schaltung so funktionieren, wenn ich die richtigen Bauteile 
hätte?

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> Die 5V-Versorgung auf der 230V-Seite? Dort kommt doch nur die Leitung an
> beiden Anschlüssen dran. Der Chip hängt an der selben
> Spannungsversorgung wie der µC, falls du das meinst.
Richtig, eine Zeile weiter steht es  :-o
▪ 3 kVRMS isolation voltage between terminals 4/5 and
pins 1/2/3 for up to 1 minute

> dass mehrere Sensoren eingesetzt werden sollen, um z.b. ein Haus zu
> überwachen. Ist es da nicht einfacher, das quasi hardwareseitig so zu
> machen, dass es egal ist, wann ich abgreife?
Ich würde das trotzdem in Software machen, denn dann könnte ich z.B. 
eine Spitzenwertberechnung oder auch eine Mittelwertberechnung oder eine 
RMS-Messung implementieren...

> Zu meiner Idee:
> Würde eine Schaltung so funktionieren, wenn ich die richtigen Bauteile
> hätte?
Sie würde, allerdings würdest du einige unnötige Zwischenschritte (z.B. 
Umwandlung in Gleichspannung) machen. Bleib besser im positiven 
Spannungsbereich, dann kommst du mit 1 Versorgungsspannung aus.

Autor: Marc Kraß (destrudo)
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Gut, dann versuche ich das mal.

Ich habe beim Durchschauen des Datenblattes des ACS712 (die Version 
kleiner) die angehänge Schaltung entdeckt. Kann mir jemand sagen, ob die 
mit dem ACS754 auch funktioniert und was sie genau macht?

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>was sie genau macht?

Übersetz doch mal das ins Deutsche:

>peak_detecting.jpg

Autor: Marc Kraß (destrudo)
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Matthias Lipinsky schrieb:
>>was sie genau macht?
>
> Übersetz doch mal das ins Deutsche:
>
>>peak_detecting.jpg

Ja soweit bin ich auch schon. Ich habe das Bild ja nicht umsonst so 
genannt.
Ich meine gibt die mir bei einer Spitze ein Signal aus, das von der 
Spannung so groß ist, wie die Spitze der Mischspannung oder sagt die mir 
quasi nur: "Da ist jetzt eine Spitze"

Autor: Marc Kraß (destrudo)
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So ich hab mich hier im Forum mal etwas umgeschaut, ob jemand schonmal 
eine solche Schaltung realisiert hat, und habe folgende Threads 
gefunden:
Beitrag "Peak auslesen mit uC (z.B. Sinus 50Hz)"
Beitrag "Wie Peak-Hold realisieren? (Atmega8, Assembler)"

Wenn ich das richtig verstehe, dann ist nach einem Peak die Höhe des 
Peak an Vpeak vorhanden. und zwar solange, bis entweder eine Höhere 
Spannung als Peak reinkommt, oder ich den Kondensator C2 über Vreset 
entlade.

Stimmt das so? Und kann ich das Signal für Vreset über den µC geben?

Autor: Marc Kraß (destrudo)
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Kann mir niemand mehr weiterhelfen?

Ich habe noch eine Frage:
Würde es Störungen geben, wenn ich die Leitung, an der die Spannung vom 
Sensor anliegt, neben den Hausleitungen verlegen würde?

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