ich will am Mega32 die Netzspannung messen. Die direkte Verbindung gefällt mir nicht, weil der Mega32 am PC angeschlossen wird und da vielleicht Kurzschlüsse entstehen könnten. Es sollte eine galvanische Trennung vorhanden sein. Was kann man da am Besten machen? Ich hab schon mal an einen Trafo gedacht, aber der ist recht groß und die Spannung, die drauf steht, kommt auch nicht immer raus. Es müßten wohl ca. 3v Wechselspannung raus kommen, die ohne Kondensator gleichgerichtet werden. Gibt es da noch bessere Möglichkeiten? mfg Quehl
Die einfachste Lösung ist ein Miniaturtrafo (es gibt welche <1Watt). Die Spannung kann ja über einen Spannungsteiler angepasst werden.
Kapazitiv ? Isolierversterker ? Ich wuerde einen 1 Watt Trafo nehmen.
Bei Pollin gibt es momentan einen 0,2VA Trafo. Der ist winzig klein: Printtrafo BV020-0317.0
Wichtig bei kleinen Trafos ist die Spannungsueberhoehung bei Unterlast. Dh man sollte den Trafo mit einer Last (=Widerstand) abschliessen. Die muss nicht der Nennlast entsprechen, aber konstant sein. Ein Elko ist keine Last.
Ich kenn das auch mit den kleinen Trafos (1VA) von Wandlerbaugruppen zur Leistungsmessung. Da ist auch ein Spannungsteiler mit Poti als Last dran, um das teil zu kalibrieren. Sind primär 100V und sekundär 10Veff, geht aber auch mit 220V.
da kommen aber ganz schön viele Ungenauigkeiten rein. Sekundärspannung ist nicht definiert. Ich kauf da also irgendein Trafo, der mit einer Last auf die entsprechende Spannung runtergedrückt wird. Der Widerstand wird heiß und muß sich daher erst einpegeln. Bei anderen Umgebungstemperaturen habe ich dann eine andere Temp. des Widerstands und damit einen anderen Widerstand und damit eine andere Spannung. Jeder Fehler wird durch das Übersetzungsverhältnis 100 fach verstärkt. Ein- und Ausgangsspannung müssen zur Kalibrierung gemessen werden und dieses Meßgerät kann auch Ungenauigkeiten aufweisen, die auf der Sekundärseite auch 100 fach verstärkt werden. Wenn ich cos phi noch anders messen könnte als mit der Spannung, könnte ich die Spannung einfach mit 225V annehmen und daraus dann die Leistung berechnen. Aber wie cos phi? Der angenommene Spannungswert könnte genauer sein als die obige Versuchsanordnung. mfg Quehl
Die Wandler die ich kenne werden nicht warm. Die Sekundärspannung wird nicht wesentlich belastet, da ist nur ein Spannungsteiler mit Poti dran, um die Ausgangsspannung abgleichen zu können. Den Strom kannst du direkt mit Allegro-Stromsensoren (bipolare Typen) messen, die machen bis zu 36kHz, am Ausgang hast du präzise den Strom, die Frequenz und die Nulldurchgänge. Die Nulldurchgänge der Spannung hast du ja auch, also lässt sich der cos-phi leicht berechnen. Jetzt hast du alle Daten zur Wirk- und Blindleistungsmessung parat.
Ich stehe nun vor dem gleichen Problem, wie ich die 230VAC Netzspannung mit meinem ATmega messen kann. Das ganze soll später eine Art Datenlogger werden, der Schwankungen der Netzspannung registriert und aufzeichnet. Die Lösung mit dem Spannungsteiler direkt am ADC gefällt mir nicht so gut, da keine galvanische Trennung vorhanden ist. d.h. im Fehlerfall liegt also die Netzspannung direkt am ADC, was dem ATmega sicherlich nicht so gut gefällt. Die Lösung mit dem Miniaturtrafo scheint ja nicht sonderlich genau zu sein. Oder kann mir jemand sagen wie genau bzw. wie ungenau diese Methode ist? Am einfachsten wäre es, wenn ich mir mit einem "Wandler" eine propotionale Gleichspannung (0-5V) abhängig von der Netzspannung erzeugen könnte, die ich dann problemlos mit dem ADC messen könnte. Für Vorschläge jedlicher Art, wie ich die Netzspannung messen kann, bin ich sehr dankbar.
Der Spannungsteiler kommt hinter den Trafo und damit sollte dann schon die galvanische Trennung da sein.
Das mit dem Spannungsteiler hinter dem Trafo ist mir schon klar. Nur wie sieht es mit der Genauigkeit dieser Methode aus ? Verläuft die Ausgangsspannung schön linear, oder muss ich mir die Spannung nachher über eine Funktion berechnen.
Das Einzige, was im deutschen Stromnetz relativ konstant ist, ist die Frequenz und da höchstens geringe Schwankungen in der Frequenz zu erwarten sind, sollten da auch keine unschönen Effekte im Trafo zu erwarten sein. Der Spannungsteiler liefert Dir natürlich nach wie vor eine Wechselspannung, die Du entsprechend abstasten musst.
Und wenn ich die Spannung hinter dem Spannungsteiler mit einem Brückengleichrichter gleichrichten würde und dann messen würde ? Die Spannung müsste sich ja dann immer noch propotional mit der Eingangsspannung ändern, oder ?
Wenn dir die Version mit dem Trafo nicht gefällt, warum nimmst du dann nicht eine AVR der per Spannungsteiler die 230V direkt miesst und die Daten dann über einen Optokoppler an dein restliches System schickt? Viele Grüsse, Christian
Ich habe nicht behauptet, das mir die Version mit dem Trafo nicht gefällt. Es würde mich nur interessieren ob meine leicht abgeänderte Version: Netzspannung -> Trafo -> Spannungsteiler -> Gleichrichter -> ADC-Eingang funktionieren würde und wie es mit der Genauigkeit bzw. Linearität aussieht.
Hi Im Prinzip ja. Allerdings würde ich keinen Brückengleichrichter verwenden. Einen aktive Gleichrichtung ist da wesentlich genauer (Anhang S.16). MfG Spess
Bei entsprechender Beschaltung des ADC über einen UB/2-Spannungsteiler ist eine aktive Gleichrichtung gar nicht erforderlich. Die Wechselspannung wird als Abweichung vom Mittelwert gemessen und in Software "gleichgerichtet", somit sind auch Spitzenwert- und Effektivwertmessungen möglich. Im übrigen halte ich einen Meß-Trafo für übertrieben. Bei ordentlich ausgelegten, hochohmigen und hochspannungsfesten Spannungsteilern ist sowohl der Sicherheit, als auch der Genauigkeit Genüge getan. Mit den internen Schutzdioden im ATxxxx muß man dann auch keine Angst um die Portpins haben. Es muß aber auf ein sogfältiges Layout und eine angemessene Bauteilauswahl Wert gelegt werden! Arbeiten am Netz sind sowieso nur etwas für geschultes Fachpersonal (rein rechtlich und gesundheitlich)!
Der Spannungswandler bei Schuricht ist mit rund 40 Euro nicht gerade eine günstige Lösung. Ich werde mal die Lösung mit dem Miniaturtrafo aufbauen und testen.
Angehängte Dateien:
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Zwischenablage01.jpg
38 KB
Habe eben mal eine kleine Testschaltung mit einem Miniaturtrafo (230/12 V 0.35VA) -> Brückengleichrichter -> Spannungsteiler -> Digitales Voltmeter aufgebaut und eine kleine Messreihe durchgeführt. Nunja, wirklich schön linear ist es nicht, oder was meint ihr ?
Hi Dieser Verlauf wird durch die Dioden im Brückengleichrichter hervorgerufen. Deshalb hatte ich den aktiven Gleichrichter empfohlen. MfG Spess
Hallo, man sollte vielleicht fragen, was messen? Wenn Netzspannung, um z.B. Spannungsschwankungen o.ä. zu erfassen, könnte ein Bereich unter 180V kaum von Interesse sein. Damit würde das Thema nötige Linearität ganz anders aussehen... Gruß aus Berlin Michael
> ... Das ganze soll später eine Art Datenlogger werden, der Schwankungen der >
Netzspannung registriert und aufzeichnet.
Der effektive Messbereich sollte also 180..280 Volt betragen.
Die Genauigkeit sollte schon +/- 2 Volt betragen.
Hallo, sorry, wohl überlesen... Dann sollte Linearität auch mit Trafo und Brückengleichrichter kein wirkliches Problem sein. Trafoausgangsspannung so hoch wählen, daß bei der unternr Meßgrenze genug Abstand zur Flußspannung der Dioden ist. Dahinter eben einen Spannungsteiler. Besser vermutlich Einweggleichrichter und den Spannungsteiler mit Z-Diode und Widerstand aufbauen, Z-Diode in Reihe, über dem Widerstand wird gemessen. Macht dann gleich eine 0-Punkt Unterdrückung und spreizt den ADC-Bereich über den gewünschten Bereich. Eine 6,2V-Z-Diode hat einen Temperaturkoeffizienten nahe 0, ein 9V-Trafo hätte bei 230V Uspitze ca. 12,7V, -0,7V Diode - 6,2V Z-Diode wären knapp 5,8V spitze für 230V. Für 180V und 280V müßte man es mal durchrechnen. Gruß aus Berlin Michael
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