Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik kleiner Energiezähler


von Kolja L. (kolja82)


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Hallo

Ich würde mir gerne einen kleinen Energiezähler bauen.
Messbereich soll bis 10V und bis 2A sein.

Arbeiten soll ein Arduino, welcher über die analogen Eingänge
direkt die Spannung misst (bei mehr als 5V über einen Widerstand)
und den Spannungsabfall über einem Shunt.

Ein Display soll auch angeschlossen werden
(4 stellig 7-Segment)
Mit Tastern kann dann die Anzeige zwischen Spannung, Strom, Leistung und 
Energie umgeschaltete werden.
Ach ja, die Messung soll gestartet und gestoppt werden können.

Jetzt die erste Frage: Gibt es sowas zu kaufen?
Wenn nein, welche Widerstände nehme ich für den Shunt und als 
Vorwiderstand für die Spannungsmessung?
Ich habe hier nur günstige Metallwiderstände mit 5% Toleranz.
Gibt es genauere, die ihr mir dafür empfehlen könnt?

Danke und Gruß

Kolja

von Karl M. (Gast)


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Kolja L.

naja von messen kann man nicht sprechen, das ist eher ein Schätzen !

Wenn man messen möchte benötigt man eine Referenz und auch das wissen 
den ADC auf einem Atmega richtig zu nutzen. Den muss man noch 
linearisieren !

Nun für die Strommessung per Shunt muss man einen kompensierten OPV 
nachschalten und den Spannungsabfall auf den Messbereich skalieren.
Man mache sich auch klar wir hoch die Auflösung in den Messbereichen 
ist.
Die Spannungsmessung muss niederohmig sein - der verwendete 
Spannungsteiler wird hochohmig sein, hier muss man also auch noch eine 
Impedanzanpassung neben einer DC/ AC Kompensation durchführen.

Wir arbeiten mit einem 4-Leitershunt 1mOhm, 0,1% bei Imax=50A und 
Umax=30V.

von Karl M. (Gast)


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Ach ja:
Wir verwenden nur Metallfilm Widerstände mit 0,1% Genauigkeit, TK20 oder 
besser sollte für Dich reichen.

Wenn dann dein LED Treiber über die ausgekoppelte HF den ADC 
beeinflusst, dann hast Du damit auch kein Spaß. Dann werden die 
ADC-Werte wackeln, es wird so nicht gut funktionieren.

von Kolja L. (kolja82)


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Schätz mal wie gut meine Schätzung aka. Messung sein wird.
Bei 10% mach ich es, darüber nicht mehr...

von Sascha (Gast)


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Du musst die Ungenauigkeiten aller beteiligten Teile addieren, dann hast 
du den worst-case Fehler deines Systems.

Spannungsteiler und Shunt zusammen sind schonmal 3*x%
Dann noch der ADC und die Referenz für diesen (wobei die interne Bandgab 
ganz gut ist), mindestens 0.5LSB

Das x ist die Toleranz der Widerstände. Also ist 1% oder kleiner 
empfehlenswert.

Aber hier meine Einschätzung: Das gibt nichts weil du überhaupt keinen 
Plan hast und mal wieder keine kleinen Schritte machen willst sondern 
direkt ein Energiezähler, vermutlich direkt an 230V.

Um sowas zu bauen ist man entweder ausgebildeter Elektroniker, hat IT, 
ET oder sowas studiert oder hat schon echt viele elektronische 
Schaltungen erfolgreich gebaut und beginnt dann so nach 5 Jahren so 
langsam, sich an 230V heranzutrauen.

Ich mach den Kram schon 6 Jahre und hab immer noch keine Lust auf 230V 
Schaltungen oder Messtechnik. Beides zusammen schonmal gar nicht.

Kauf dir nen Energiezähler und gut ist. Und mit dem Arduino machst du 
erstmal alles was der so kann: ADC, PWM, Bussysteme, DSV.

von Kolja L. (kolja82)


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Bitte meinen ersten Beitrag lesen:
Spannung bis 10V!

Und dann bitte nochmal in einem freundlichen Tonfall.
Danke

: Bearbeitet durch User
von H.Joachim S. (crazyhorse)


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Naja, man kann einige Fehler auch nachträglich rausrechnen 
(Referenzfehler, Widerstandsfehler etc) indem man die Sache kalibriert 
(Korrekturfaktoren im EEPROM ablegen) - hast ja schliesslich einen 
Rechenknecht und der hat fast nichts zu tun.
Blöd sind Nichtlinearitäten (z.B. Temperaturgang der Widerstände - da 
solltest du nicht am TK sparen - und der der Referenzspannung, auch da 
gibts gegen mehr Geld gute Teile).

Für Ohmsche Lasten halte ich besser 3% Genauigkeit locker machbar.
Interessant wirds bei Pulsbelastungen - dann lass lieber gleich die 
Finger von.

: Bearbeitet durch User
von Thomas S. (thommi)


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Bei ELV gibt es sowas ähnliches, aber die Beschreibung ist etwas 
dürftig, und du musst dann noch einen entsprechenden Shunt besorgen, den 
es dann jedoch beim grossen C gibt.

http://www.elv.de/output/controller.aspx?cid=74&detail=10&detail2=32586
https://www.conrad.at/de/stromshunt-001-fl-sr20a-1-st-1300928.html?sc.queryFromSuggest=true

Ist blöd, dass man da bei zwei verschiedenen Lieferanten bestellen muss.

Zur näheren Info Auf dem ELV-Link mal das Forum anklicken, aber der dort 
vorgeschlagene "Shunt" ist zu schwach, da er bei 10V/2A 20 W Leistung 
aufnimmt.

Schaue es dir einfach mal an, vielleicht ist es ja in etwa das, was du 
suchst, oder zumindest ein Kompromiss.

von Karl M. (Gast)


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Naja diese Drätchen sind ein Zustand aber doch kein Messshunt!

Wir verwenden selektierte PBV.

Hier gibt's aber scheinbar nur PVB der 0,5% Klasse:

https://www.conrad.at/de/messwiderstand-001-10-w-l-x-b-x-h-22-x-4-x-17-mm-isabellenhuette-pbv-001-1-st-447323.html?sc.queryFromSuggest=true

von MaWin (Gast)


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Kolja L. schrieb:
> Jetzt die erste Frage: Gibt es sowas zu kaufen?

eBay 401008581550 ist schicker.

von Timmy (Gast)


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HAHAHAHA 15 Euro inkl. Display.

Die Chinesen machen jeden Deutschen überflüssig.

Da ist das nackte Display beim Elektronikversender ja schon teurer!

YMMD

von Walter S. (avatar)


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Sascha schrieb:
> Du musst die Ungenauigkeiten aller beteiligten Teile addieren, dann hast
> du den worst-case Fehler deines Systems.

Fehlerbetrachtungen gehen nicht einfach so per addieren

von npn (Gast)


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Kolja L. schrieb:
> Jetzt die erste Frage: Gibt es sowas zu kaufen?

http://www.amazon.de/gp/product/B00M93JJCG

von Der Andere (Gast)


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Walter S. schrieb:
> Fehlerbetrachtungen gehen nicht einfach so per addieren

Die Fehlergrenzen addieren sich aber, wenn die beiden Größen 
multipliziert werden. Und da P = U*I ist, addieren sich die 
Fehlergrenzen, besser gesagt die Beträge der Fehlergrenzen.
Siehe:
https://de.wikipedia.org/wiki/Fehlergrenze

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