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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik 50Hz Detektor - Kapazitiv


Autor: Kermit (Gast)
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Hallo,
Ich habe einen fertigen empfindlichen kapazitiven Empfänger 
(Empfangseinheit von Leitungssucher LS 100 
http://www.elv.de/output/controller.aspx?cid=74&de...).

Ich würde gerne auf dessen Basis einen 50Hz Detektor bauen. Komme ich 
mit dem Gerät in die Nähe von 50Hz-Feldern, so hört man in dem 
Empfängern deutlich das 50Hz brummen. Jetzt möchte ich diese Brummen 
auswerten und bei überschreiten eines bestimmten Grenzwertes 
(Ton-Amplitude) z.B. ein Warnsignal aussenden. Dabei soll dass nur bei 
50Hz Feldern geschehen und nicht bei anders frequentierten Störfeldern 
oder Rauschen. Später möchte ich das ganze auch mit 16,7Hz machen und 
vielleicht beide in ein Gerät einbauen, so dass ich akustisch gewarnt 
werde, wenn ich mich starken elektrischen Feldern nähere und am Warnton 
erkenne, ob es ein 16,7Hz oder 50Hz Feld ist.

Wie kann man sowas einfach realisieren. Analogtechnik ist nicht so mein 
Fachgebiet. Glücklicherweise kann ich das quasi auf ein 
Audiosignalproblem reduzieren. Ideen:

1. Brauche ich einen schmalen 50Hz Bandpass am Eingang des Detektors um 
andere Störfelder von der Auswertung auszuschließen? Oder eher ein 
Schwingkreis, der bei 50Hz Resonanz hat? Wie würde man sowas am besten 
und/oder günstigsten aufbauen?

2. Wenn ich nun ein sauberes 50Hz Signal rausgefiltert habe: Wie kann 
ich man dann die Amplitude auf überschreiten eines Grenzwertes 
auswerten? Ich bräuchte eine Art Trigger.

Bringt mir der Einsatz eine Mikrocontrollers bei dem Problem vielleicht 
was? Ich könnte Frequenzen zählen und auch analoge Pegel ADC-wandeln.


Habt ihr eine Idee, wo so ein ähnliches Gerät vielleicht schon mal 
gebaut wurde und ich etwas abkupfern könnte? Eventuell für andere 
Frequenzen? Z.B. werden im Amateurfunk 1750Hz Signale zum Öffnen von 
Relaisstationen verwendet: Da braucht es auch eine ähnliche Schaltung? 
Nur ist die Frage, ob da auch die Amplitude ausgewertet wird oder ob 
schon die leisesten Signale reichten...


Danke im voraus,
Kermit

Autor: Klaus Ra. (klara)
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Hallo Kermit,
das wichtigste wäre ein guter Bandpass mit hoher Güte. Sonst empfängst 
Du die Oberwellen deutlicher als das Nutzsignal. Wenn Du einen sauberen 
Sinus hast, dann kannst Du ja auch mit einem AD-Wandler darangehen. 
Anscheinend kennst Du Dich da besser aus. Für eine rein analoge Lösung 
sollte man schon einen Oszi haben.
Gruss Klaus.

Autor: Kermit (Gast)
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Oszi und Funktionsgenerator hab ich alles hier. Also brauche ich einen 
Bandpass etwa wie dieser: 
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/f6... 
und muss den auf 50Hz abstimmen. Also erst mal grob die Werte berechnen 
und dann abstimmen. Hoffe, dass es nicht an den Dimensionierugen 
scheitern wird.

Trotzdem ist mir noch nicht klar, wenn ich so einen Bandpass realisieren 
könnte, wie ich dann am besten die Amplitude messen kann? 50Hz ist 
zugegeben eine sehr geringe Frequenz. Muss mal schauen, wieviel 
ADC-Wandlungen ein normaler uC pro Sekunde schafft.

Autor: Ulrich (Gast)
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Bei so niedrigen Frquenzen baut man den Bandpaß nicht mehr mit Spulen 
auf. Die Induktivitäten werden einfach unpraktisch groß. Das geht besser 
als aktiver Filter mit einem OP.

Wenn man die Amplitude per µC bestimmen will, kann der auch noch einen 
Teil der Filterung über nehmen. Der analoge Filter muß nicht mehr so 
scharf sein. Mit dem Digitalen Filter lassen sich auch 50 Hz von 51 Hz 
trennen, wenn es ein muß. Die normalen kleinen µCs (PIC18, AVR, 8051,.. 
) reichen da aus - die ADCs reichen fast immer über 1 kHz Abtastrate.

Autor: Gästchen (Gast)
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Kermit schrieb:
> Ich würde gerne auf dessen Basis einen 50Hz Detektor bauen. Komme ich
> mit dem Gerät in die Nähe von 50Hz-Feldern, so hört man in dem
> Empfängern deutlich das 50Hz brummen. Jetzt möchte ich diese Brummen
> auswerten und bei überschreiten eines bestimmten Grenzwertes
> (Ton-Amplitude) z.B. ein Warnsignal aussenden.

Jetzt mal ganz allgemein gesagt: um 50Hz kapazitiv  zu detektieren 
reichen sogar zwei hintereinander geschaltete Emitterschaltungen aus. 
Als Antenne eine kleine leitende Fläche von ca. 2cm². Das wäre die 
einfachste Schaltung überhaupt ohne OPV und sie funktioniert 
zuverlässig: um die Nähe zu 50Hz-230V-Leitungen zu detektieren braucht 
man nicht so einen hochohmigen Eingang wie bei OPV. Es ist lange her 
dass ich es ausprobiert habe, aber die Schaltung reagierte schon ab 
30cm-Entfernung zu den Leitungen mit 230V-Spannung (war einstellbar).

Der unrsprüngliche Beitrag ist schon zu alt; mein Beitrag soll nur als 
Info zum Konzept dienen.

Autor: Georg (Gast)
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Kermit schrieb:
> wie ich dann am besten die Amplitude messen kann?

Auf die übliche Art: gleichrichten und mit einem Schwellwert 
vergleichen.

Georg

Autor: Harald Wilhelms (wilhelms)
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Georg schrieb:
> Kermit schrieb:
>> wie ich dann am besten die Amplitude messen kann?
>
> Auf die übliche Art: gleichrichten und mit einem Schwellwert
> vergleichen.

Bleibt noch die Frage, wozu das ganze gut sein soll. Die natürlich
vorhandene Feldstärke in Volt pro Meter ist speziell vor Gewittern
um ein vielfaches grösser. Das bisschen 50Hz-Gezappele fällt gegen
über diesen Werten völlig unter den Tisch. Natürliche Feldstärken
kann man übrigens mit sog. Feldmühlen (Suchwort bei Google) messen.

Autor: high_speed (Gast)
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Hier mal das Innenleben eines italienischen digitalen Energiezählers:
http://forum.electronicwerkstatt.de/phpBB/Messgera...

Andere Länder andere Sitten.
In Deutschland schreiben manche VNB (Verteilnetzbetreiber) SLS-Schalte 
mit einem Nennstrom von 63A vor, was technisch gesehen keinen Sinn 
macht.
https://de.wikipedia.org/wiki/Selektiver_Leitungss...

Mit einem SLS-Schalter von 35A hätte man den "Standard-RCD" 40A 30mA 
auch gleich gegen Überlast geschützt.

Kann beim Zähler keine Hutschienensteckdose montiert werden, in die man 
ein Steckernetzteile steckt? Mit den Netzteil hätte man auch den 
Vorteil, einen Akku für den Wiedereinschalter aufladen zu können.

Mach mal ein Bild von der Zählersäule, da wir im Land der 
"Hochleistungsanschlüsse" (3 x 63A -> ~43kVA) auch mal über den 
Tellerrad schauen können.

MfG
Holger

Autor: high_speed (Gast)
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der vorige Post ist im falschen Thema gelandet.
Dort sollte er eigentlich hin:
Beitrag "50Hz-präsenz messen"

MfG
Holger

Autor: H. K. (spearfish)
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Sollte nicht folgender Aufbau reichen: Ein Stück Draht, dahinter ein 
OpAmp als Tiefpass (Grenzfrequenz 80-100Hz), dann Verstärken (damit kann 
man einen Dual-OpAmp-IC verwenden + 4 Widerstände und ein C) und dann 
damit an den µC. Auf dem µC dann FFT und den Schwellwert experimentell 
ermitteln.

Benötigte Bauteile: 1 IC, 4 Widerstände und ein Kondensator.

Oder stelle ich mir das zu einfach vor?

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