Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik OP-Amp Schaltung: AC Strommessung


von Marc (marcd)


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Hallo,
wie kann ich die Schaltung so modifizieren, dass ich mit dem ESP8266 und 
seinem 1V max. ADC den kompletten Sinus bei 5A erfassen kann?

Ausgangskondensator C6 mit 1,2µF habe ich schon mal entfernt/gebrückt.
Jetzt habe ich reinen DC-Anteil, der bei VCC/2 seine "Nulllienie" hat.

Kann mir jemand helfen?

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von Michael B. (laberkopp)


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Marc schrieb:
> Kann mir jemand helfen?

Oje, mit 0nF Koppelkondensator wird das wohl nichts. Nehmen wir mal 
100nF an.

Und die LED zeigt auch an, dass nichts geht, sie bleibt aus.

C6 würde jeden Gleichspannungsbezug des Ausgangs aufheben, da ein ESP 
Analogeingang aber keinen Gleichspannungsbezug neu herstellt sollte man 
einen Spannungsteiler an 0.55V mit ca. 10k Innenwiderstand dran setzen, 
z.B. 12k nach Masse und 60k nach 3.3V setzen.

R12 erlaubt dann ja die Einstellung des Messbereichs.

Die Schaltung ist aber Scheisse. LM358 sind gnadenlos ungenau. 
Verstärkung ist eigentlich gar nicht nötig. Lieber hätte man wohl 
Gleichrichtung, und die setzt man klugerweise VOR den Bürdewiderstand. 
Ohne OpAmp gibt es auch keine OpAmp Fehler und mit Gleichrichtung misst 
msn ab 0V.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Michael B. schrieb:
> Die Schaltung ist aber Scheisse.

Und das Layout ja wohl auch. Jeder normale Designer führt das zu 
messende Kabel nicht über die Platine. Quer wäre der Sensor sinnvoller 
plaziert.
Übrigens ist dieser preiswerte Qualitätssensor sehr leicht auszuwerten 
und kann leicht auf 5A,10A und 15A konfiguriert werden:
https://www.pollin.de/p/aktiver-stromsensor-vacuumschmelze-t60404-n4646-x66282-15-a-5-v-180070
Geht direkt auf den ADC bei mir.

: Bearbeitet durch User
von Marc (marcd)


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Danke Michael, danke  Matthias.

Verstanden, Schaltung und Layout sind Scheiße! Übersee Müll halt.
LM358 ist ungenau.
OP für AC-Strommessung nicht benötigt.
Die Kapazitätsangaben im Schaltplan sind alle auf 0nF, weil der 
Schaltplanersteller die Kondensatoren nicht gemessen hat ;-)
C6 habe ich mit 1,2µF gemessen.

Messtransformer mit berechnetem Burdenwiderstand direkt in ADC Wandler.

Ich habe noch einige ESP8266 die ich für diesen Zweck einsetzen 
möchte. Es steht aber nur ein ADC Eingang zur Verfügung.
Die Messung bekomme ich mit read_adc_fast gelöst, und erhalte für 1/50 
ca 2600 Werte. Das sind 130kHz bzw 130000 SPS.

Frage, welcher I2C oder SPI ADC lässt sich mit akzeptabler 
Samplingrate für 50Hz empfehlen?
1000 Werte pro Halbwelle wären mind. notwendig, wenn ich noch ein 
bisschen Filtern möchte...

Was ich schon gemacht habe:
Kondensatpumpe meiner Ölheizung überwacht. Meldekontakt des 
Alarmschalters sowie Einschaltdauer und Leistungsaufnahme geloggt und 
per MQTT an FHEM geschickt. Auswertung des Öl-Verbrauchs in Relation zur 
Kondensatmenge kommt im Winter.
Abschaltung der Heizung mit Meldung am Handy, wenn Alarmkontakt der 
Pumpe aktiviert.

Was ich machen möchte?
Mein eigenes Rad erfinden, und Verbraucher messen, sowie den 
Leistungstyp (Stromkurve) bestimmen und das mit MQTT loggen.

: Bearbeitet durch User
von Falk B. (falk)


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Marc schrieb:
> Danke Michael, danke  Matthias.
>
> Verstanden, Schaltung und Layout sind Scheiße! Übersee Müll halt.
> LM358 ist ungenau.

Das ist gar nicht das Problem. Die Schaltung an sich in Unfug. Weder 
braucht es 2 OPVs noch so einen Käse mit Ausgangskondensator!

> Frage, welcher I2C oder SPI ADC lässt sich mit akzeptabler
> Samplingrate für 50Hz empfehlen?
> 1000 Werte pro Halbwelle wären mind. notwendig, wenn ich noch ein
> bisschen Filtern möchte...

Nimm dein internen, der reicht.

> Mein eigenes Rad erfinden, und Verbraucher messen, sowie den
> Leistungstyp (Stromkurve) bestimmen und das mit MQTT loggen.

Na dann mach mal. Siehe Stromwandler. Dort gibt es Links auf 
einfache Auswerteschaltungen.

von Jens G. (jensig)


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Falk B. schrieb:
> Marc schrieb:
>> Danke Michael, danke  Matthias.
>>
>> Verstanden, Schaltung und Layout sind Scheiße! Übersee Müll halt.
>> LM358 ist ungenau.
>
> Das ist gar nicht das Problem. Die Schaltung an sich in Unfug. Weder
> braucht es 2 OPVs noch so einen Käse mit Ausgangskondensator!

Unfug ist, diese Schaltung auf Krampf mit einem µC auswerten zu wollen. 
Dafür ist die eben nicht gedacht, sondern ist als reiner AC- bzw. 
Meß-Verstärker konzipiert, noch dazu sicherlich für nur 50Hz. Und dafür 
ist der LM358 bzw. diese Schaltung gut genug ...

von Michael B. (laberkopp)


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Marc schrieb:
> Frage, welcher I2C oder SPI ADC lässt sich mit akzeptabler Samplingrate
> für 50Hz empfehlen

Nimm gleich einen Energiekosten-Mess-IC wie HLW8032
https://datasheet.lcsc.com/lcsc/1811151523_Hiliwei-Tech-HLW8032_C128023.pdf

und verwende dessen Standardschaltung mit ZMPT107-1 Stromtrafo auch als 
galvanische Trennung zur Spannungsmessung.

von Marc (marcd)


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Falk B. schrieb:
> Nimm dein internen, der reicht.

Wenn ich aber auch die AC-Spannung, zwei Stromwandler für z.B. einen 
Standby-Strom <10W und einen bis 16A, zwei Verbraucher oder Dreiphasig 
messen möchte, welcher ADC könnte man mir da empfehlen?

Michael B. schrieb:
> Nimm gleich einen Energiekosten-Mess-IC wie HLW8032

Ich hatte schon ein paar PZEM Module zur Verbrauchsmessung besorgt. 
Allerdings sind mir die Kosten pro Messstelle zu hoch, und daher würde 
ich gerne das günstig und ausreichend machen mollen.
Das hat sich bei der Kondensatpumpe bewährt, die läuft 4 Sekunden und 
ich messe die Laufzeit relativ genau.

von Michael B. (laberkopp)


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Marc schrieb:
> PZEM Module zur Verbrauchsmessung besorgt. Allerdings sind mir die
> Kosten pro Messstelle zu hoch,

Wenn dir 3.95 schon zu viel ist, vergiss es einfach.

Deutschland ist arm, aber dass man hier ärmer als in Afrika ist, 
erschreckt doch.

von Marc (marcd)


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Michael, ich verstehe nicht so ganz.
Wo bekommst du ein PZEM für 3,95€ her?

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