Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik DIY Master/Slave Steckdosenleiste? Stromwandler, Hallsensor,.womit Strom messen?


von Thomas (kosmos)


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Ich mochte mir mal einen Master Slave Steckdose selber bauen. Und habe 
mal ein paar Fragen zur Strommessung. Welchen Sensor kann man hier 
nehmen, der ein galvanisch getrenntens Signal für einen µC zur Verfügung 
stellt.  0-5V oder 0-10V wären ideal.

Hatte schon einige solcher Steckdosenleisten hier die aber meist das 
Problem hatten das Sie zu empfindlich waren, immer wenn ein Gerät mit 
stark wechseltem Strom dran war, gab es Probleme.

Ich brauche nur ein Signal für den µC dann kann ich die Stromkurven 
selbst glätten wie ich Sie brauche z.B. Stromanstieg schnell erkennen 
aber die fallende Stromkurve sehr lange mitteln....damit die Slaves 
nicht wild ausgeschaltet werden und im nächsten Moment wieder 
eingeschaltet zu werden.

von Steve van de Grens (roehrmond)


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Thomas schrieb:
> Hatte schon einige solcher Steckdosenleisten hier die aber meist das
> Problem hatten das Sie zu empfindlich waren, immer wenn ein Gerät mit
> stark wechseltem Strom dran war, gab es Probleme.

So etwas zu modifizieren ist für dich bestimmt einfacher und sicherer, 
als eine eigene Schaltung zu entwickeln. Zeige und Details deiner 
Master/Slave Steckdosenleiste, dann helfen wir dir dabei.

: Bearbeitet durch User
von Thomas (kosmos)


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Ein Relais mit 2 Schließern anzusteuern, sehe ich nicht groß als 
Sicherheitsgefährdung. Steckdosenleiste ist aus Kunstoff, 
Berührungsschutz ist also gegeben und intern werde ich für ausreichende 
Isolationsabstände sorgen.

Es geht mir nur um den Sensor/Möglichkeit um den Strom grob erfassen zu 
können. Da ich mir ein paar Sensoren anschaffen möchte.

von Michael (Firma: HW Entwicklung) (mkn)


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@TO.
Wenn Du nur ein sehr langsames und störsicheres Signal brauchst und ohne 
fancy Technik auskommen möchtest, klebe einen Temperaturfühler an einen 
Leistungswiderstand.
Die Temperatur entspricht dem fliessenden Strom.
Langsam, robust, billig und schön einfach.
Komparator mit Hysterese reicht zur Auswertung.

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


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Ich nehme gerne den Sensor hier. weil er gut ist und billig auch noch:
https://www.pollin.de/p/aktiver-stromsensor-vacuumschmelze-t60404-n4646-x66282-15-a-5-v-180070
In der Beschreibung steht nicht, das er drei Messbereiche unterstützt: 
5A, 10A und 15A

: Bearbeitet durch User
von Thomas (kosmos)


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das mit der Temperatur wäre die Notlösung, wenn ich nichts passendes 
auftreiben kann.

von Steve van de Grens (roehrmond)


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Thomas schrieb:
> Ein Relais mit 2 Schließern anzusteuern, sehe ich nicht groß als
> Sicherheitsgefährdung

Sicher? Was weißt du denn Über die vom VDE vorgeschriebenen 
Isolationsklassen?

Was in solchen Produkten eingebaut ist, erfüllt diese in der Regel nur 
unter sehr eingeschränkten Bedingungen, die du gerade aufheben willst.

: Bearbeitet durch User
von Thomas (kosmos)


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ich hätte z.B. ein Relais genommen was in BSH Wäschetrocknern seinen 
Dienst verrichtet (davon habe ich noch einige da) und mich drauf 
verlassen das Siemens die VDE einhält. Aber danke das du dir sorgen um 
mich machst.

von Helmut -. (dc3yc)


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Vielleicht wäre ein PZEM-004T das, was du suchst. Prozessorschnittstelle 
ist opto-entkoppelt und liefert Messwerte von Strom, Spannung, Leistung, 
cos-Phi usw. Und passende Libraries gibts auch dafür.

von Bernd K. (bkohl)


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Hallo Thomas,
ich habe einen 1mOhm-Widerstand genommen, um bis 100A messen zu können.
Ein Attiny85 misst im 10A und 100A-Bereich je nach Situation. 
Stromversorgung und Datenausgabe (RMS-Werte, kWh, phi) ist natürlich 
potentialgetrennt. Bei Interesse, schreib mir einfach.
Gruss, Bernd

von Uwe B. (uwe_beis)


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Weil in einer M/S-Steckdose ja nicht bis zu 16 A gemessen werden 
müssen, habe ich einen kleinen 1:10 Audio-Übertrager (mit hoher 
Prüfspannung) verwendet, und ihn primär mit zwei dicken, anti-parallel 
geschalteten Dioden und 1 Ohm überbrückt. Dahinter eine aktive 
Schaltung, mit der ich auch die Ansprechleistung (genauer: den Strom) 
einstellen kann. Das Ganze ist keine M/S-Steckdose, sondern schaltet die 
großen Lautsprecherboxen vom TV zum HiFi-Verstärker, wenn der 
eingeschaltet wird. Weil dessen Leerlaufstrom (nicht die Leistung!) sich 
nicht erheblich vom Betriebsstrom unterscheidet, muss die Schwelle also 
fein einstellbar sein. Ca. 35 bis 500 mA bei mir, darüber hinaus beginnt 
auch die Begrenzung durch die Dioden.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Bernd K. schrieb:

> ich habe einen 1mOhm-Widerstand genommen, um bis 100A messen zu können.

Aha. Auf der Master-Seite einer Master-Slave Steckdose? Da willst du 
100A messen können?

Thomas schrieb:
> Welchen Sensor kann man hier
> nehmen, der ein galvanisch getrenntens Signal für einen µC zur
> Verfügung stellt.  0-5V oder 0-10V wären ideal.

Mach es wie der Rest der Welt auch. Ringkerndrossel, Draht durchfädeln 
(ergibt die Primär **Wicklung**) und LM324 dahinter. Du brauchst den 
Strom ja nicht zu messen, nur zu detektieren. Und mach dir mal 
Gedanken, welchen Leistungbereich für den Master das Dingen abdecken 
soll. Also für die Schaltschwelle. Der Master soll ruhig bis 16A (was 
eine Steckdose halt so schafft) ziehen können.

Das stört mich bei vielen kommerziellen MS-Steckdosen(leisten) daß der 
Master max. 2A ziehen darf. Hab erst letztens die Sicherung in einer 
solchen Leiste gekillt, weil die 500W Handkreissäge einen höheren 
Anlaufstrom hatte.

von Armin X. (werweiswas)


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Axel S. schrieb:
> Das stört mich bei vielen kommerziellen MS-Steckdosen(leisten) daß der
> Master max. 2A ziehen darf. Hab erst letztens die Sicherung in einer
> solchen Leiste gekillt, weil die 500W Handkreissäge einen höheren
> Anlaufstrom hatte.

In diesen Leisten ist meist ein Widerstand mit mehreren Ohm als 
"Messwiderstand eingebaut. Eine mögliche Überspannung wird durch zwei 
antiparallel parallelgeschaltete Diode verhindert. Diese sind der 
stromlimitierende Faktor in den Steckdosenleisten. Du müsstest anstelle 
der zwei Dioden wesentlich leistungsfähigere mit Kühlkörpern und die 
Sicherung ersetzen sowie ggf Leiterbahnen verstärken.
Dann wirds halt eng mit dem Einbauraum und der Schutzisolierung weil der 
Kühlkörper "an der frischen Luft" sein muss um die Wärme wegzubringen.
Ein halber Brückengleichrichter(so ein würfelförmiger) tut es auch und 
ist zumindest schon mal am Gehäuse isoliert.

von Rainer W. (rawi)


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Thomas schrieb:
> Welchen Sensor kann man hier nehmen, der ein galvanisch getrenntens
> Signal für einen µC zur Verfügung stellt.  0-5V oder 0-10V wären ideal.

Die wenigsten µCs kommen mit solchen Spannungen zurecht. Selbst bei 5V 
Controllern ist die Referenzspannung für den ADC deutlich kleiner.
Was wäre also daran ideal?

Bernd K. schrieb:
> ich habe einen 1mOhm-Widerstand genommen, um bis 100A messen zu können.

Das macht die Sache mit der galvanischen Trennung nicht einfacher.
Wenn man nicht messen will, sondern nur ab einem Mindeststrom einfach 
schalten will, ist einen Ringkernspule, die bei hohem Strom in die 
Sättigung geht, deutlich einfacher.

Thomas schrieb:
> der ein galvanisch getrenntens Signal für einen µC zur Verfügung
> stellt

von Manfred P. (pruckelfred)


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Axel S. schrieb:
> Mach es wie der Rest der Welt auch. Ringkerndrossel, Draht durchfädeln
> (ergibt die Primär **Wicklung**) und LM324 dahinter. Du brauchst den
> Strom ja nicht zu messen, nur zu detektieren. Und mach dir mal
> Gedanken, welchen Leistungbereich für den Master das Dingen abdecken
> soll

Strombereich des Masters ist der Knackepunkt. Ich sage bewusst STROM, 
der bei Elektronikzeug deutlich höher sein kann, als man aus der 
Wirkleistung errechnet.

Thomas schrieb:
> Ich brauche nur ein Signal für den µC dann kann ich die Stromkurven
> selbst glätten wie ich Sie brauche z.B. Stromanstieg schnell erkennen
> aber die fallende Stromkurve sehr lange mitteln....damit die Slaves
> nicht wild ausgeschaltet werden und im nächsten Moment wieder
> eingeschaltet zu werden.

Das bekommt man auch ohne µC hin. Vor vielen Jahren hat der SAT-Receiver 
über 30 Watt verbraucht und lief weiter, wenn der Fernseher per 
SleepTimer abgeschaltet hat. Der Strom war überschaubar, da kam ein 
Zementwiderstand mit parallel zweimal vier antiparallelen 1N4004 in die 
Leitung des Fernsehers. Ein OP schaut auf die Spannung und steuert über 
einen FET ein Relais an. Der OP schickt 'high' über eine Diode, am Gate 
sitzt ein Elko mit Entladewiderstand, der Triggerpunkt ergibt sich aus 
dem Relais. Wenn nun der Strom unterschritten wird, hält der Elko den 
FET noch ungefähr drei Minuten offen, wobei es egal ist, ob nun zwei 
oder vier. Das hält einer theoretischen Nachrechnung kaum stand, aber 
ist hier seit über 20 Jahren noch immer in Betrieb.

In meinem Fall wird manuell eingeschaltet und nur automatisch getrennt. 
Ich kann mir aber gut vorstellen, den OP per Kondensatornetzteil 
gespeist auch als Master-Slave zu betreiben. Trennung ist mir unwichtig, 
da kein Signal nach außerhalb oder von draußen kommt.

Würde ich sowas neu bauen, kämen mir ein OP und ACS712 als Stromfühler 
in den Sinn.

von Michael B. (laberkopp)


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Thomas schrieb:
> Welchen Sensor kann man hier nehmen, der ein galvanisch getrenntens
> Signal für einen µC zur Verfügung stellt.  0-5V oder 0-10V wären ideal.

Stromwandler(trafo) ist ok.

Es gibt auch Hallsensorsensoren (Allegro), aber Stromwandler sind 
robuster, z.B. im Kurzschlussfall wo gern mal 80A fliessen bevor die 
Sicherung auslöst.

Du bekommst aus dem Stromwandler natürlich eine Wechselspannung. Ich 
wurde die den uC auswerten lassen +/-2.5V mit 2.5V Offset.

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


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Michael B. schrieb:
> Ich
> wurde die den uC auswerten lassen +/-2.5V mit 2.5V Offset.

Der o.a. Sensor von Vacuumschmelze liefert die Offsetspannung gleich 
mit.

von Michael O. (michael_o)


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Stromwandler, Brückengleichrichter und dann den Bürdenwiderstand geht 
auch gut und spart die Klimmzüge am Brotkasten für die negative 
Versorgung.

MfG
Michael

von Thomas (kosmos)


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es geht hier nicht um große Ströme, ein kleiner Desktop PC ist der 
Master und soll einen kleinen 2.1 Verstärker mit ausschalten, da dieser 
keinen ein/aus Knopf hat, wenn ich da aber jedesmal den Holstecker zieh 
und irgendwann wieder anstecke gibt es aufgrund der leeren Kondensatoren 
eine sehr starke Funkenbildung.

Mal sehen vielleicht greife ich der Einfachheit halber doch auf eine 
thermische Erkennung zurück und setzt diesen Sensor an einen NTC der 
gleich noch etwas den Einschaltstrom begrenzt. Denn es macht ja nichts 
aus wenn der Verstärker etwas verzögert abgeschalten wird, Hauptsache er 
bleibt nicht unnötig an.

von Ulrich K. (elektromechanikus)


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Wenn der Master ein Rechner ist, dann einfach Relais über USB (5V) 
ansteuern.

von Bene (okt7)


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Habe für Ähnliches meist fertige Stromrelais aus anderen Geräten 
verbaut.

Gibt aber große Unterschiede in  Genauigkeit / ansprechverhalten , 
gesteuert thermisch oder mit spule oder per Schaltung und Messung des 
spannungsfalls .

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Ulrich K. schrieb:
> Wenn der Master ein Rechner ist, dann einfach Relais über USB (5V)
> ansteuern.

Oder eine Variante davon bauen:

https://www.obdev.at/products/vusb/powerswitch.html

dann kann man den Verstärker auch ausschalten, obwohl der Rechner läuft. 
Oder man schaltet ihn nur ein, wenn der Musikplayer läuft.

von Peter D. (peda)


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Bernd K. schrieb:
> ich habe einen 1mOhm-Widerstand genommen, um bis 100A messen zu können.

Und hast Du die 100A schonmal probiert?
Wie breit sind denn die Leiterbahnen (35µm) zu dem 1mOhm, damit sie bei 
100A nicht verglühen?

Man kann den 1mOhm auch gleich weglassen und einen Leiterzug nehmen. So 
genau muß die Messung ja nicht sein, daß der TK von Kupfer (0,4%) eine 
Rolle spielt.

von Bernd K. (bkohl)


Angehängte Dateien:

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@peda:
Noch nicht getestet, aber der Plan ist den Shunt (WSLP59311L000FEB)im 
Kontaktfeld der 76A-Hochstromklemme (WAGO 2716-202) zu positionieren 
plus einem Querdraht zur Stromverteilung. 100A sind auch eher nur der 
Triggerpunkt zur Kurzschluss-Erkennung. Aber gerade dafür sind Shunts 
wohl schnell genug. Nennstrom meiner Anwendung ist vorerst 50A.

von Carypt C. (carypt)


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reedrelais ?

von Steve van de Grens (roehrmond)


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Thomas schrieb:
> ich hätte z.B. ein Relais genommen was in BSH Wäschetrocknern seinen
> Dienst verrichtet (davon habe ich noch einige da) und mich drauf
> verlassen das Siemens die VDE einhält. Aber danke das du dir sorgen um
> mich machst.

Das könnte schon falsch sein, denn Wäschetrockner haben um alles herum 
eine Schutzisolierung. Sobald du aber einen Anschluss der Kleinspannung 
von außen erreichbar machst (z.B. über dein Mikrocontroller Board und 
dessen USB Anschluss), brauchst du andere Relais.

Siehe die Links unter dem Absatz 
http://stefanfrings.de/transistoren/index.html#relais

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


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Ich speise meine Aktivboxen gleich aus dem PC Netzteil und spare mir das 
Gebamsel mit extra Netzteil und Master Steckdose.

von Michi S. (mista_s)


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Thomas schrieb:
> ein kleiner Desktop PC ist der Master

Dann brauchst Du weder Stromsensor noch MS-Leiste, dann im Desktop hast 
Du ja geschaltete 5V (wahlweise auch noch 12V und 3,3V) zur Verfügung; 
die 5V hast Du auch über die USB-Buchsen direkt von außen verfügbar, 
allerdings versorgen manche Motherboards (ggf. im BIOS konfigurierbar) 
einige USB-Buchsen auch im Standby, um den Rechner z.B. per Tastatur 
aufzuwecken.


> und soll einen kleinen 2.1 Verstärker mit ausschalten

Welche Spannung bzw. Stromaufnahme hat denn der kleine Verstärker? 
Eventuell kann der ja vom Desktop mitversorgt werden - wäre gleich noch 
eine Wandwarze weniger. ;)

von Bernd K. (bkohl)


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Hab mir gestern diese USB-C PD - Adapter gekauft.
https://www.ebay.de/itm/404183326335
Da kann man offenbar die passende Spannung für die Aktivboxen per DIP 
einstellen. (Vorausgesetzt der PC hat USB-C)
VG, Bernd

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