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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Energy Meter mit ADE7769 - AVR


Autor: Eddie K. (etstudent)
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Hallo,

mein neues Projekt wird ein Energy Meter für Lasten am 230V-Netz mit 
besagtem ADE7769 
(http://www.analog.com/static/imported-files/data_s...).
Der IC bietet zwei differentielle Eingänge für die 
Strom/Spannungsmessung. Er hat einen Frequenzausgang, die Frequenz ist 
proportional zur Wirkleistung.
Mir geht es erstmal nur um den Aufbau der Grundschaltung (Messung, 
Spannungsversorgung, Beschaltung des IC). Habe es trotzdem mal in dieses 
Forum gepackt, da das Interface zum Atmel (vielleicht auch CPLD), der 
die Impulse in eine Wirkleistung / Energie umrechnet und auf einem 
Display ausgibt, später noch dazukommt.

Das ganze würde ich am liebsten in THT realisieren, da ich mich nicht 
gut im Leiterplattendesign auskenne. Der Chip kommt im SOIC16 Package 
daher, eine Adapterplatine habe ich schon im Visier.
Die Strommessung soll mit einem Shunt realisiert werden. Die 
Spannungsmessung erfolgt per Spannungsteiler. Die Spannungsversorgung 
für den Chip wird aus der Netzspannung mittels Spannungsteiler und 
LM78L05 gebastelt.

Zur Auswahl des Shunts:
AD schreibt im Datenblatt, dass am Strommesseingang weniger als +-30mV 
anliegen sollten. Das heisst ein 60mV/60A Shunt reicht auf jeden Fall 
aus, um bis 30A Spitze messen zu können. Die Verlustleistung wäre auch 
noch im Rahmen des Erträglichen: P=30^2*0.001=0.9W
Hab ich das richtig verstanden?

Freue mich auf Anregungen und Vorschläge.
Danke
MFG Eddie

Post Scriptum: Microchip hat mit dem MCP3905 einen ähnlichen IC, im 
zugehörigen Reference Design User 
Guide(http://www.microchip.com/Microchip.WWW.SecureSoftw...) 
wird haargenau die gleiche Schaltung verwendet, wie in der 
AN679(http://www.analog.com/static/imported-files/applic...) 
von AD fragt sich nur wer hier von wem abgekupfert hat?

Autor: Knut (Gast)
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Von welchem Distributor beziehst du das IC, sehr interessant jedenfalls.
Ich habe es bis jetzt nur bei Digikey gefunden.


Gruß Knut

Autor: Eddie K. (etstudent)
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Ist ein Sample.

Autor: Zwölf Mal Acht (hacky)
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Ich hab auch mal ein ADE7758 kommen lassen, von Digikey. Tolles Teil. 
Ich wuerd den Strom nie mit einem Shunt messen, sowas muss potentialfrei 
sein. Nimm da einem LEM.

Autor: Eddie K. (etstudent)
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Ok,
also ich habe mir jetzt ein Überblick über die verschiedenen 
Stromwandler von LEM verschafft.
Bin mir aber noch unschlüssig, welcher am besten zu dieser Anwendung 
passt.
Es wird auf jeden Fall einer mit Spannungsausgang sein, aber speziell 
stellt sich mir die Frage, wie das mit dem differentiellen 
Strommesseingang des ADE7769 zu verheiraten ist. Laut Datenblatt 
erwartet der ADE7769 maximal +-30mV (U_diff) am Eingang für die 
Strommessung. Das ganze kann auf einer Common-Mode Spannung (U_com) 
aufsetzen.
Der Ausgang des LEM HX 25-P/SP2 z.B. liefert aber 2,5V(Ucom_LEM) 
+-0,625V (Udiff_LEM).

Frage:
Welche Möglichkeit gibt es Udiff_LEM auf den Bereich von U_diff 
abzubilden?
Denn sonst dürften ja maximal 3,6A fließen.

Danke und schöne Grüße
Eddie

Autor: Zipp (Gast)
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Ein subtrahierer aus einem OpAmp plus 4 Widerstaende kann das.

Autor: Eddie K. (etstudent)
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Liege ich richtig in der Annahme, dass ich die Verstärkung auf 
30mV/0,625V setzen und den invertierenden Eingang des OpAmps auf Gnd 
ziehen muss?
Ich frage nur, weil ich habe mich noch nicht so ausführlich mit 
Verstärkern beschäftigt habe.

Autor: Eddie K. (etstudent)
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Habe das ganze mal simuliert.
Das Problem ist, dass ich es nicht schaffe, das ganze in einer Stufe 
unterzubringen.
Zuerst werden die 2.5V abgezogen, anschließend wird die Spannung mit 
einem invertierenden Verstärker auf +-30mV gelegt. Leider ist da auch 
noch die Negation drin.
Hat jemand einen Vorschlag, wie ich das in einer Stufe schaffe.
Danke

Autor: Zwölf Mal Acht (hacky)
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Eine Negation ... so, so, und ? Macht doch nichts.

Autor: Eddie K. (etstudent)
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Naja, ich will ja den Strom mit dem richtigen Vorzeichen messen.

Autor: Zwölf Mal Acht (hacky)
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Und das Vorzeichen nach der Messung zu drehen ist ... unuebersichtlich ? 
schwierig ? Die Stromrichtung ist eh Definition. Man kann den LEM ja 
auch andersherum montieren, resp. das Kabel von der anderen Seite 
durchschieben.

Autor: Eddie K. (etstudent)
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Ja klar, du hast recht.
Manchmal hilft ein bißchen Nachdenken auch weiter ;-)
Danke jedenfalls, werde mal versuchen, das ganze so aufzubauen.

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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Hi.

Ich muss zugeben, ich hab jetzt nicht jede Antwort im Detail gelesen.

Aber ich habe auch vor ein vergleichbares Projekt zu bauen. Allerdings 
für Drehstrom mit dem ADE77?? (hab ich da)

Ich habe schon einiges an Platinen geroutet und wäre bereit, aktiv 
einzusteigen und kann bisheriges abends gern mal posten.


Gruß

Autor: Eddie K. (etstudent)
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Klar, das wäre doch mal ne schöne Sache.
Mich würde vor allem deine Strommessung interessieren.
Und natürlich was du aus den Ausgangsdaten des ICs machst (Schrittmotor, 
Mikrocontroller,...).

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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Posts folgen abends. Geplant ist ein µC (vorr. AVR) und nen ordentliches 
LCD Display mit Darstellung, Loggen,... von Wirk, Blind, ...

Autor: Eddie K. (etstudent)
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Matthias Lipinsky schrieb:
> Posts folgen abends.

Hab ich irgendwie nicht gefunden, kannst du mal den Link dazu posten, 
oder hast du das ganze vergessen?


Habe mittlerweile viel gelesen, und bin mit Hilfe des PDFs "Opamps for 
Everyone" von Ron Mancini auf beigefügte Schaltung gekommen.
Damit wird nun der Offset von 2.5V und die Abschwächung des Signals auf 
max. +-30mV in einer Stufe realisiert. Die 2.5V für die Verschiebung 
werde ich wohl aus dem LEM-Wandler nehmen. Da gibts ein Modell mit 
REF-Pin (LTSR-xx).
Jetzt stellt sich mir nur noch die Frage, welcher Opamp am besten 
geeignet ist, für so eine Sache. Am liebsten wäre mir einer mit VS=5V 
Single Supply, da ich die eh schon für den ADE7769 habe.

Die Frage ist auch, ob ein Rail-to-Rail Verstärker benötigt wird, wenn 
man von den 5V 1,5V Reserve abzieht ist man ja bei einem normalen schon 
fast an der Grenze bei 3,125V Eingangspannung.

Kann mir jemand vielleicht einen OpAmp aus dem Stegreif nennen, der für 
die Anforderung ungefähr passen könnte (RailToRail, 5VDC SingleSupply, 
kleiner Offset). Das Ausgangssignal wird einem 16-bit SigmaDelta 
AD-Wandler mit 450kHz Sampling-Rate zugeführt.

Vielen Dank

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>Hab ich irgendwie nicht gefunden, kannst du mal den Link dazu posten,
>oder hast du das ganze vergessen?

Hey.. Das hatte ich auch ganz vergessen. Aber die automatische 
Emailbenachrichtigun hat funktioniert.

Also hier die Posts:
- Schaltplan des Teils der Messung,
- Oberseite,
- Unterseite.

Über das Layout bin ich noch nicht rausgekommen...

Autor: Hausmeister (Gast)
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Gibts eigentlich auch nen Chip, mit dem man das komplette Programm 
messen kann? Also Spannung, Strom, Wirkleistung, Scheinleistung, 
Leistungsfaktor?

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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Hausmeister schrieb:
> Gibts eigentlich auch nen Chip, mit dem man das komplette Programm
> messen kann? Also Spannung, Strom, Wirkleistung, Scheinleistung,
> Leistungsfaktor?

Ja, der ADE7758. Den würd ich auch einsetzen.

http://www.analog.com/en/analog-to-digital-convert...

Autor: 900ss D. (900ss)
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Matthias Lipinsky schrieb:
> Über das Layout bin ich noch nicht rausgekommen...

Finger heb!
Ich melde mich schon mal für Platinen an. Also ich meine, ich würde 
welche abnehmen, wenn du sie denn fertig hast. :-)
Denke auch schon 'ne Weile über solch ein Gerät nach. Die Dinger, die es 
zu kaufen gibt, sind einfach Plunder. Mir würde ja auch eine Phase 
reichen :-)

Ich könnte mich z.B. mit SW beteiligen. Welchen uC wolltest du einsetzen 
zum auswerten der Daten des ADE7758?

Hast du eine Ahnung, wann du die Platinen fertig haben könntest?

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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Hier mal die weiteren Ansätze:

energy_meter_logic:
  Das soll mal die Platine mit dem LCD und dem µC werden.

energy_meter_supply:
  Die Versorgung wird natürlich von der zu messenden Spannung genommen.


Der Aufbau soll Sandwichbauweise sein:

########################################### =#     (meas)
                                             #
                                             #
########################################### =#   (supply)
                                             #
                                             #
########################################### =#   (logic)

Die Verbindung soll eine Art Busplatine am Rand sein. Deshalb auch die 
Einsparung in den Platinen rechts. Sowie die Erni-SMC-Steckverbinder:
X1: Daten (U,I) und I2C

X2: 5V und GND

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>Ich könnte mich z.B. mit SW beteiligen. Welchen uC wolltest du einsetzen
>zum auswerten der Daten des ADE7758?

Das soll mir recht sein. Man kann sich zusammentun. Dann geht das 
wenigstens mal weiter hier ;-)
Prozessor ist mir letztlich egal. Ich hatte nen mega256 vor, da ich die 
AVRs kenne. Andere gern.


>Hast du eine Ahnung, wann du die Platinen fertig haben könntest?

Nein. Zuerst muss (ich) die Verschaltung der HCNR201 testen. Bin nicht 
sicher, ob die Dimensionierung korrekt ist. (Datenblatt ist komisch)


>Mir würde ja auch eine Phase reichen :-)

Das Teil ist so ausgelegt, dass auch eine Phase geht.

Autor: 900ss D. (900ss)
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Matthias Lipinsky schrieb:
>>Ich könnte mich z.B. mit SW beteiligen. Welchen uC wolltest du einsetzen
>>zum auswerten der Daten des ADE7758?
>
> Das soll mir recht sein. Man kann sich zusammentun. Dann geht das
> wenigstens mal weiter hier ;-)

Prima. Also ich werde mich gerne an der SW beteiligen. Hab alles hier 
für AVRs und auch ARM/Cortex-M3.

> Prozessor ist mir letztlich egal. Ich hatte nen mega256 vor, da ich die
> AVRs kenne. Andere gern.

Einen Mega256 finde ich ja waaaaaahnsinig fett, für die Aufgabe. Also
vom Speicher her.
Wenn schon fett, dann würde ich lieber eine kleinen Cortex-M3 nehmen. 
Z.B. eine NXP LPX175x oder STM32. Ist natürlich auch völlig oversized 
:-) Ich find die Dinger aber chic. Hab hier gerade einen STM32 in einer 
Scopeuhr verbaut.

Wenn ich es richtig sehe, möchtest du ein grafikfähiges LCD nehmen? Dann 
ist eine "fette" CPU sicher nicht schlecht.
Ein XMEGA würde sicher auch gehen, hab ich nur noch nie benutzt.

Für eine Phase könnte man auch den ADE7758 weglassen und einen STM32 mit 
2 AD-Wandlern nutzen. Die Kanäle kann man Timer getriggert betreiben, so 
dass sie zum gleichen Zeitpunkt abtasten. Ähh ja, man könnte ;-) Du 
willst ja 3 Phasen messen.

>>Hast du eine Ahnung, wann du die Platinen fertig haben könntest?
>
> Nein. Zuerst muss (ich) die Verschaltung der HCNR201 testen. Bin nicht
> sicher, ob die Dimensionierung korrekt ist. (Datenblatt ist komisch)

Ja dann ist vorher testen sicher besser :-)

>>Mir würde ja auch eine Phase reichen :-)
>
> Das Teil ist so ausgelegt, dass auch eine Phase geht.

Fein. Also wenn du Fortschritte machst, dann sag mal Bescheid.
Zum Testen wäre es gut, wenn du die JTAG-Schnittstelle mit auf einen 
Pfostenverbinder legst. Außerdem nutze ich gerne einen UART mit einem 
Terminal zum Testen der SW. Also einen MAX323 oder MAX2323 mit vorsehen 
wenn ich das mal so forsch sagen darf :-)

Was für ein LC-Display wolltest du jetzt nutzen?
Was hast du an Wünschen für die SW?

Freut mich, wenn die Zusammenarbeit klappt.
Also immer her mit 'nem Prototyp :-)

Edit: Ja, CAN-Bus ist auch drauf. Hmmm... Wofür?

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>Ist natürlich auch völlig oversized
Umso größer umso besser. Hier ist Geiz nicht geil. Lieber genug Platz im 
µC für Programm. Wer weiß, was a noch alles rein kommt.

>Was für ein LC-Display wolltest du jetzt nutzen?
EA DIP240J-7KLWTP
http://www.lcd-module.de/pdf/grafik/dip240-7.pdf
Mit Touch. Ist schon vorhanden. Aber wenn du nen ARM verbauen möchstest, 
könnte man auch über Farbdisplay nachdenken.

>Du willst ja 3 Phasen messen.
Das möchste ich auch so beibehalten.

>wenn du die JTAG-Schnittstelle mit
Soll kein Problem sein, irgendeine Porg-Schnittstelle muss ja auf die 
µC-Platine.

>Außerdem nutze ich gerne einen UART
Ich auch. Kommt definitiv drauf. Evtl allerdings per ftdi als USB 
(deshalb steht da irgendwo USB)

>Was hast du an Wünschen für die SW?
- Einfach Anzeige aller Werte aus dem ADE: Strom, Spannung,
  Wirk,Blind,Scheinleistung... natürlich für alle drei Phasen getrennt.
- Signalform der Ströme/Spannungen der einzelnen Phasen (kann aus dem
  ADE ausgelesen werden)
- Anzeige der verbrauchten Schein/Wirk/Blindleistung (aus dem ADE)
- Loggerfunktion für Strom,Spannung etc.
- Über/Unterspannungserkenung und Logging davon (im ADE drin)
- Abspeichern der Log auf CF oä
- ...

>Ja, CAN-Bus ist auch drauf. Hmmm... Wofür?
Kein Muss. War nur ne Idee und Platzhalter. Bei nem Arm könnte man über 
Ethernet nachdenken.

Ich habe das Ganze als Art Messgerät geplant. Kann ruhig etwas genauer 
sein.

Von der Herstellung der ersten Platine (meas) hindert mich nur, das ich 
(noch) nicht sicher bin, ob die Schaltung um den HCNR201 funktioniert.

>Freut mich, wenn die Zusammenarbeit klappt.
Ich vermute mal, es wird nicht passen: Ich bin PLZ 04 bzw. 02

Autor: 900ss D. (900ss)
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Matthias Lipinsky schrieb:
> Lieber genug Platz im µC für Programm. Wer weiß, was a noch alles rein
> kommt.
Ich halte es eigentlich auch so. :-)

> könnte man auch über Farbdisplay nachdenken.
Uff. Einfach weil es chic ist? Oder willst du das Ding vermarkten?

>>wenn du die JTAG-Schnittstelle mit
> Soll kein Problem sein, irgendeine Porg-Schnittstelle muss ja auf die
> µC-Platine.
JTAG muß rauf :-)

>>Außerdem nutze ich gerne einen UART
> Ich auch. Kommt definitiv drauf. Evtl allerdings per ftdi als USB
> (deshalb steht da irgendwo USB)
Hmmm... wenn USB sein muß :-)

>>Was hast du an Wünschen für die SW?
> - ...

Ähhh ja, schon ganz schön lang die Liste. Selbst wenn der ADE viele 
Daten fertig liefert. Vor allem die Kurvenform der Spannung ist 
interessant ;-) Nun ja, den schmutzigen Sinus der E-Werke könnte man 
dann sehen.

>>Ja, CAN-Bus ist auch drauf. Hmmm... Wofür?
> Kein Muss. War nur ne Idee und Platzhalter. Bei nem Arm könnte man über
> Ethernet nachdenken.

:-)  Das soll noch nur ein Energiemeter werden. Aber man könnte die 
Daten per Ethernet weitersenden. Mir fällt nur grad keine Anwendung ein 
;-)
Cortex-M3 gibt es ja auch mit Ethernet on Board.

> Ich habe das Ganze als Art Messgerät geplant. Kann ruhig etwas genauer
> sein.
Auf Genauigkeit lege ich auch wert.

>>Freut mich, wenn die Zusammenarbeit klappt.
> Ich vermute mal, es wird nicht passen: Ich bin PLZ 04 bzw. 02

Je nachdem, was du möchtest. Wenn ich dir den programmierten Chip an die 
Haustür bringen soll, dann ist das natürlich ein Problem. Ich bin im PLZ 
28 zu Hause.

Soll das ein kommerzielles Gerät werden? Bei den Features ist es für 
Hausgebrauch eigentlich oversized. Was hast du damit vor?

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>Soll das ein kommerzielles Gerät werden? Bei den Features ist es für
>Hausgebrauch eigentlich oversized. Was hast du damit vor?

Ich würd das dazwischen einordnen. Nur um den Strom einer ESL zu messen, 
ist das nicht gedacht. Als ich die Idee hatte, gab es schon einige 
"Ereignisse" im Beruf. Deshalb die Punkte Drehstrom und Loggen.


>Vor allem die Kurvenform der Spannung ist interessant ;-) Nun ja, den 
>schmutzigen Sinus der E-Werke könnte man dann sehen.

Ja, aber mich interessiert eher die Kurvenform von I am Eingang von 
Frequenzumrichtern. Besonders von welchen ohne PFC.


>Uff. Einfach weil es chic ist?

Naja, es ist doch heutzutage quasi Standard und ein ARM sollte das doch 
packen.

>Oder willst du das Ding vermarkten?

Ist nicht gedacht, aber nicht undenkbar.

Naja, ich werde mal den Finger ziehen und eine HCNR201-Testschaltung in 
den nächsten Wochen aufbauen.
Du kannst ja schonmal Gedanken über den Teil "logic" machen. Meinen 
Ansatz mit dem mega256 können wir ja verwerfen...

Autor: Heinz Richter (hric) (Gast)
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Hallo,
bin erst heute auf diese Beiträge gestoßen, da ich mich auch mit dem 
ADE7758 befasse, habe ich einige Fragen. Geht es nicht auch mit einem 
Stromwandler (z.B. RS-Online Nr. 5374491 oder ähnlichem) die 
stromproportionalen Spannungen IxP und IxN für den ADE7758 galvanisch 
getrennt zu erzeugen. Als Bürde für den Stromwandler könnte man zwei R's 
in Reihe schalten und die Mitte auf GND legen, somit hätte man die 
nötige Gegentaktausgangsspannung. Für die Spannungseingänge des ADE7758 
VxP ist das schwieriger, aber die Frage ist, muss die galv. Trennung 
sein? Ich könnte mir vorstellen hier einen Spannungsteiler 1 MOhm zu 1 
kOhm zu nutzen und VxP über dem 1 kOhm R abzugreifen. Zum Schutz der 
nachfolgenden Schaltung möge eine Feinsicherung in jeder Phase liegen 
und parallel zu den 1 kOhm R's eine serielle Schaltung zweier Z-Dioden 
(Uz = 5,1 V). Berührungsschutz für die Anschlüsse der drei Phasen muss 
sowieso garantiert sein. So müsste man halt den 1 MOhm R nebst 
Sicherungen und Z-Dioden noch mit einbeziehen.  Hätte das nicht den 
Vorteil, dass mögliche Phasenverschiebungen zwischen Strom und Spannung 
nahezu Null bleiben (bis auf die Phasenverschiebung durch den 
Stromwandler, die in der Literatur mit 0,1 bis 0,3 Grad angegeben 
werden). Im Datenblatt des ADE7758 ist zu erkennen, dass ein hoher 
Aufwand bezüglich einer sauberen Phasenlage zu garantieren ist, wenn 
insbesondere bei kleinen Leistungen korrekte Ergebnisse bei Wirk-, 
Blind- und Scheinleistung erzielt werden sollen.
Lasst mich bitte nicht dumm sterben
Gruß hric

Autor: Eddie K. (etstudent)
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Guten Morgen,
heut früh bin ich erstmal umgefallen, als ich mein MailProgramm geöffnet 
habe ;-).
Freut mich das hier einige an so einem Energy Meter basteln (wollen).

Matthias Lipinsky schrieb:
>>Was hast du an Wünschen für die SW?
> - ...
Ich kenn mich jetzt nicht so gut aus mit den uCs, aber könnte man sich 
nicht noch vorstellen, eine FFT zu machen. Von Strom und Spannung. Somit 
könnte man z.B. ganz einfach die Funktion eines Umrichters, der als 
aktiver Filter arbeitet, überprüfen. Wahrscheinlich bräuchte man da 
einen DSP, oder?

@Matthias Lipinsky
Mich würde interessieren, wieso du bei der Strommessung zuerst auf +-10V 
skalierst und in einem zweiten Schritt auf +-0,5V? Hat das Vorteile 
gegenüber einer einstufigen Lösung, bei der man gleich auf +-0,5V geht?


> Geht es nicht auch mit einem
> Stromwandler (z.B. RS-Online Nr. 5374491 oder ähnlichem) die
> stromproportionalen Spannungen IxP und IxN für den ADE7758 galvanisch
> getrennt zu erzeugen.

Meines Wissens nach läuft bei Matthias die Strommessung schon galvanisch 
getrennt. Er verwendet doch die CLSM-50S Stromwandler.


> Für die Spannungseingänge des ADE7758
> VxP ist das schwieriger, aber die Frage ist, muss die galv. Trennung
> sein?

Das würde mich auch interessieren...

Autor: Robert S. (razer) Benutzerseite
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Oder macht es anders, und setzt die galvanische Trennung zum 
SPI-Interface. Dadurch erleichtert sich das wesentlich.

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>Wahrscheinlich bräuchte man da einen DSP, oder?
Das sollte auch mit nem µC gehen, zur Not nicht in Echtzeit.


> Strommessung zuerst auf +-10V skalierst und in einem zweiten Schritt auf 
>+-0,5V?
Meine Idee war, diese 0..+/-10V als Standartsignal (für ein Oszi) 
unabhängig zur Verfügung zu stellen.


>Er verwendet doch die CLSM-50S Stromwandler.
Die sind galvanisch getrennt.

@ Heinz Richter (hric) (Gast)
Wäre denkbar. Aber die von mir angedeuteten 0..10V sollten galvanisch 
getrennt sein. Deshalb habe ich dort den ganzen Aufwand vorgesehen. Soll 
ja keine Billiglösung sein.

Autor: Spice (Gast)
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Ich verfolge mit interesse diesen Thread, aber verstehe nicht genau, was 
in dem Schaltplan PowerSupply mit dem SG3525 gemacht wird. Klar erstmal 
eine PWM, aber wofür genau? Und ist die Strommessung mittels Ina138 
dafür da, um den Eigenverbrauch der Elektronik zu ermitteln?
Würde mich freuen, wenn das jemand genauer beschreiben könnte...
Gruß Spice

Autor: Heinz Richter (hric) (Gast)
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@ Matthias Lipinsky
Die Lösung finde ich schon super, wollte nur mögliche Phasenfehler 
zwischen Strom und Spannung zu bedenken geben, da im Signalpfad doch 
einge OP's mit Integralanteil (C im Gegenkopplungszweig) vorhanden sind. 
Die Signalpfade für Ströme und Spannungen sind zwar für jede Phase 
identisch, aber wie sieht das zwischen Strom- und Spannungspfad aus?

@ Eddie K.
Fünf Stromwandler (nur 5er Pack erhältlich) gibt es für netto €7,77, der 
CLSM-50S kostet immerhin €22,41 je Stck.

@ Robert S.
Die galv. Trennung an die SPI Schnittstelle zu legen wäre ok, aber die 
Phasenfrage bleibt davon unberührt, denn die hängt ja nur von der 
Signalaufbereitung ab.

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>Und ist die Strommessung mittels Ina138 dafür da, um den Eigenverbrauch der 
>Elektronik zu ermitteln?
Ja. Evtl. lasse ich das aber wieder weg, nzw. bestücke ich das nciht.


>Schaltplan PowerSupply mit dem SG3525 gemacht wird
Wie ich hie beschrieben habe:
Beitrag "Re: Energy Meter mit ADE7769 - AVR"
besteht das "Gerät" aus drei Platinen. Die mittlere soll die 
Spannungsversorgung sein. Diese wird aus der Messspannung erzeugt. Das 
passirt mit einem Schaltnetzteil, deshalb die PWM.


>inge OP's mit Integralanteil (C im Gegenkopplungszweig) vorhanden sind
Die sind nur dazu da,um hocfrequenzte Störung herauzufiltern. Die 
Dimensionierung kann noch geändert werden, allerdings habe ich damit 
schonmal dieses Bauteil au dem Layout vorgesehen.

>CLSM-50S kostet immerhin €22,41 je Stck.
Ist korrekt. Allerdings habe ich mich gegen einen "Stromwandler" 
entschlossen, da diese nur ein delta-i/delta-t liefern. Klar kann man 
das Integrieren, aber muss man das? Weiterhin ist dieser Wandler für die 
von mir vorgesehenen Ströme geeignet, kann per Printontage auf die 
Platine gebracht werden und der Lasttrom fließt nicht über Pins auf 
der Platine, sondern durch rechtwinklige Kufperstäbe. Siehe dazu hier:
Beitrag "Re: Energy Meter mit ADE7769 - AVR"
die angedeuteten grob-diagonalen Bereiche bei den d3-Löchern.

>Die galv. Trennung an die SPI Schnittstelle
Die Idee hatte ich natürlich auch, allerdings habe ich dann hier ein 
Problem:
>> Strommessung zuerst auf +-10V skalierst und in einem zweiten Schritt auf
>>+-0,5V?
>Meine Idee war, diese 0..+/-10V als Standartsignal (für ein Oszi)
>unabhängig zur Verfügung zu stellen.

Autor: 900ss D. (900ss)
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Hallo Matthias, mein Angebot für die SW kann ich leider nicht aufrecht 
erhalten. Habe dir dazu eine PN geschrieben. Sorry, tut mir leid.

Autor: Heinz Richter (hric) (Gast)
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Muss mich noch mal melden. Hänge mal das Datenblatt des ADE7758 ran. Auf 
Seite 21 2. Absatz ist etwas zum Einsatz eines Stromwandlers 
geschrieben, das geht ohne zusätzlichen Integrator. Auf den Seiten 28ff 
unter:"ROOT MEAN MEASUREMENT" ist einiges zur Urms und Irms Messung auch 
nicht sinusförmiger Signale mit Bandbreiten von 260 Hz (für Spannung) 
bzw.
14 kHz (für Strom) zu finden. Den Lastsrom muss man auch nur mittels 
einer Windung durch den Stromwandler schicken, d.h. mit den Klemmen ist 
es ebenso leicht zu handhaben wie mit den Kupferstäben.
Ansonsten wünsche ich viel Erfolg.
hric

Autor: Spice (Gast)
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Können die ICs eigentlich nur RMS-Messungen oder ist auch True-RMS drin?

Autor: Heinz Richter (hric) (Gast)
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@ Spice

Spice schrieb:
> Können die ICs eigentlich nur RMS-Messungen oder ist auch True-RMS drin?

Einfach mal das Datenblatt des ADE7758, wie bereits genannt, ab Seite 
28ff lesen. Den ADE7769 habe ich mir nicht angesehen, da er nur für eine 
Phase ausgelegt ist.

Autor: Eddie K. (etstudent)
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Heute kam die Lieferung von RS, Reichelt müsste auch heute oder morgen 
eintreffen. Da ich übers WE wegfahre, kommt der Aufbau erst nächste 
Woche.
Schaltplanmäßig halte ich mich an die AN679 (siehe 1.Post). Zusätzlich 
kommt noch die Signalaufbereitung des LEMs hinzu.

Autor: Eddie K. (etstudent)
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Hallo,

habe den Schaltplan angehängt nachdem ich beim Aufbau vorgehen wollte.
Ich dachte mir, ich messe die Ausgänge erstmal mit einem Frequenzzähler 
(FZS-15 oder so).
Vielleicht kann da mal jemand draufschauen. Bin mir noch unsicher mit 
dem Optokoppler. Muss der Basisanschluss des Detektors offen bleiben? Im 
Datenblatt konnte ich irgendwie nichts dazu finden.
Das zweite wäre die Drossel L1 zwischen PE und AGND. Ist sie unbedingt 
notwendig, oder könnte ich sie auch weglassen?
Was ich in der Schaltung noch nicht ganz verstehe, ist wie ich die Masse 
(ist dann der Schutzkontakt, oder?) mit der Phase (L1) verbinden kann 
(links unten im Schematic)? Das führt doch zu einem Funken und Rauchen.

Sorry, einmal zu viel angehängt.

Autor: Olli (Gast)
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Hi,

ich habe mich die letzte Woche in das Thema Energy Meter ADE7769 
eingelesen. Mein Problem ist aber, dass meine zu messende Quelle gepulst 
ist, d.h. meine Quelle (230V) wird für eine gewisse Zeit ein und dann 
wieder ausgeschaltet. Dabei möchte ich über die Zeit gemittelt die 
Leistung bestimmen. Da die Quelle aber gepulst ist, kann ich die 
Schaltung nicht über die Quelle versorgen. Jetzt bin ich mir aber nicht 
sicher, wie ich die Schaltung versorgen soll, denn der N-Leiter als AGND 
geutzt wird habe ich die Befürchtung, dass mir die Schaltung um die 
Ohren fliegen wird, wenn ich einfach ein Schaltnetzteil als 
Spannungsversorgen anschließe. Habt Ihr ne Idee wie ich das realisieren 
könnte?

Gruß
Olli

Autor: Eddie K. (etstudent)
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Nabend,

Olli schrieb:
> für eine gewisse Zeit

Naja, ich denke mal, da wäre es interessant, wie lange die Quelle an und 
aus ist.
Wenn es sich im µs Bereich bewegt, kann ein großer Elko die 15V am 
Eingang des LM78L05 halten. Wenn die Quelle aber längere Zeit aus ist, 
wirst du nicht um eine modifizierte evtl. externe Versorgung 
herumkommen.

Hast du auch den ADE7769 im Einsatz?

Ich habe gerade eben meine Versorgung aufgebaut. Bis jetzt funktioniert 
alles. Habe jedenfalls die 5V am Ausgang des Reglers.

Im Bild ist der Aufbau der Versorgungsspannungserzeugung zu sehen. 
Zusätzlich habe ich schon den LEM mit Operationsverstärker getestet, um 
die +-30mV zu erzeugen. Das andere zeigt den ADE7769 auf der 
Adapterplatine.

Habe in den letzten Tagen auch an der Software für das CPLD gearbeitet.
Da die Anzahl der Impulse an den Ausgängen des ADE7769 proportional zur 
aufgenommenen Leistung des Verbrauchers ist (Übertragungsfunktion siehe 
Datenblatt), zählt das CPLD die Impulse in einer einstellbaren Zeit, und 
gibt dann mittels PWM eine proportionale Spannung an einem IO-Pin aus. 
Das soll im ersten Schritt genügen.

Für die Erzeugung der +-30mV habe ich mich entgegen des bisherigen Plans 
entschieden die OpAmps bipolar zu versorgen.

btw. @Matthias Lipinsky
Ich nehme an, du versorgst deine TLC272 auch mit +-15V.
Ich kann in deinen Schaltplänen aber nirgends sehen, wo du die -15V 
erzeugst, oder hab ich da was übersehen?
Wär dir dankbar für Aufklärung, könnte mir vielleicht auch weiter 
helfen.

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>Ich nehme an, du versorgst deine TLC272 auch mit +-15V.
>Ich kann in deinen Schaltplänen aber nirgends sehen, wo du die -15V
>erzeugst, oder hab ich da was übersehen?
>Wär dir dankbar für Aufklärung, könnte mir vielleicht auch weiter
>helfen.

Nicht ganz. Ich plane, diese mit +-12V zu versorgen. Aber nicht der 
TLC272, der verträgt diese 24V nicht. Es wird somit ein anderer Typ.

Die Versorgung findest du unten links:
Beitrag "Re: Energy Meter mit ADE7769 - AVR"

Autor: Olli (Gast)
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Eddie K. schrieb:
> Naja, ich denke mal, da wäre es interessant, wie lange die Quelle an und
>
> aus ist.
>
> Wenn es sich im µs Bereich bewegt, kann ein großer Elko die 15V am
>
> Eingang des LM78L05 halten. Wenn die Quelle aber längere Zeit aus ist,
>
> wirst du nicht um eine modifizierte evtl. externe Versorgung
>
> herumkommen.



Bei den Pulsen ist die maximale "Auszeit" 990ms, wobei die "Einzeit" 
10ms ist. Die Pulse können dann in 10ms-Schritten bis zu einer 
kontinuierlichen Versorgung verkürzt werden. Da wird wohl kein ELKO für 
ausreichen.


>Hast du auch den ADE7769 im Einsatz?

Bis jetzt bin ich noch auf der Suche nach den richtigen Komponenten aber 
ich glaube, dass ich den ADE7769 verwenden werde.

Autor: Oliver G. (future-limit)
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Hi,

als Lösung für mein Problem mit der externen Versorgungsspg habe ich mir 
überlegt, einen DC/DC Wandeler zunehmen. Da dieser aber ungeregelt ist 
habe ich zusätzlich noch nen 7805 integriert (s.Anhang). Was haltet ihr 
von der Lösung?

Was mir echt noch Kopfschmerzen bereitet, ist die Wahl von ADNG und 
DGND, da in dem Datrenblatt vom AN-7769 u.a. steht:

RCLKIN:
To enable the internal oscillator as a clock source to the chip, a 
precise low temperature drift resistor at a nominal value of 6.2 kΩ must 
be connected from this pin to DGND.

Allerdings wird in dem AN-679 Tutorial das ganze mit AGND verbunden.

Desweiteren werden S0, S1 und SCF als "logic Input" im AN-7769 
bezeichnet aber im AN-679 werden die (bei Bedarf) mit AGND verbunden.

Habe ich da nen Denkfehler oder was läuft da falsch?

Gruß
Olli

Autor: Eddie K. (etstudent)
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> Was haltet ihr von der Lösung?

Schaut gut aus. Die 12V nimmst du wohl von einem externen 
Steckernetzteil?


> RCLKIN:

Also ich bin der Meinung, dass man den Widerstand auf AGND setzen muss, 
da der DGND mehr Rauschen drauf hat, durch die steileren Flanken.

> Desweiteren werden S0, S1 und SCF als "logic Input" im AN-7769
> bezeichnet aber im AN-679 werden die (bei Bedarf) mit AGND verbunden.

Das sind ja auch Eingänge, damit kannst du die Frequenzausgänge 
manipulieren, sprich die maximale Frequenz ändern. Siehe dazu Tab.6 und 
7 im 7769 Datasheet.
Wenn du einen µC anschließen willst verwende S0,S1 = 5V  SCF = AGND. 
Diese Konfiguration entspricht dem HighFrequency Mode.
Im Schaltplan sind das J11-J13, die wahlweise auf Vdd oder AGND 
geschaltet werden können.


> Habe ich da nen Denkfehler oder was läuft da falsch?

Hab das am Anfang auch nicht ganz gecheckt. ;-)

btw:
Kannst du mir sagen welche Funktion die überbrückten L2, L3 übernehmen?

Autor: Oliver G. (future-limit)
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Eddie K. schrieb:
> Also ich bin der Meinung, dass man den Widerstand auf AGND setzen muss,
>
> da der DGND mehr Rauschen drauf hat, durch die steileren Flanken.

Aber wenn im Datenblatt steht: "An DGND anschließen", dann verstehe ich
nicht, wieso man das dann an AGND anschließt?!

>Das sind ja auch Eingänge, damit kannst du die Frequenzausgänge
>manipulieren, sprich die maximale Frequenz ändern. Siehe dazu Tab.6 und
>7 im 7769 Datasheet.

Die Pasage im Datenblatt habe ich auch gefunden aber dort steht wiederum
auch, dass es "logic Inputs" sind, was für mich bedeutet digital und
somit auch wieder DGND und nicht AGND.

>Kannst du mir sagen welche Funktion die überbrückten L2, L3 übernehmen?

Nein sorry, kann ich mir auch keinen Reim drauf machen. Aber
interessiern würde mich das auch.

Olli

Autor: Eddie K. (etstudent)
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> Aber wenn im Datenblatt steht: "An DGND anschließen", dann verstehe ich
> nicht, wieso man das dann an AGND anschließt?!

AGND und DGND werden eh miteinander verbunden (über eine 
Glättungschoke), also mach dich nicht verrückt.

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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Tach zusammen.

Ich hab jetzt mal paar Versuche mit dem HCNR201 gemacht.

Versuchsschaltung:


U------------[2]--.         .------[4]----.
                 \|/  =>   \|/            |
                 -|-       -|- PD1        A  DMM als mA-Meter
          .--[1]--'LED      '------[3]----'
          |
         220                .------[5]----.
          |           =>   \|/            |
U---------'                -|- PD2        A  DMM als mA-Meter
                            '------[6]----'

Folgende Ströme hab ich per Spannungsfall über 220R eingestellt:

LED       PD1      PD2
---------------------------
20mA     76µA      108µA
15mA     58µA       83µA
10mA     41µA       59µA
 6mA     24µA       35µA

Das Verhältnis PD1/LED ist etwa 0,004 und PD2/LED etwa 0,005.
Lt Datenblatt Tabelle Seite 1-423 [Transfer Gain] oben sollten diese 
Werte bei 0,5 bzw. 1,0 liegen.

Kann mir da jemand helfen??

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Matthias Lipinsky (lippy)

>Das Verhältnis PD1/LED ist etwa 0,004 und PD2/LED etwa 0,005.
>Lt Datenblatt Tabelle Seite 1-423 [Transfer Gain] oben sollten diese
>Werte bei 0,5 bzw. 1,0 liegen.

Nööö, das ist K3. Und das ist definiert als K1/K2. ;-)
Also die Relative Abweichung der Übertragungsfaktoren zueinander. Der 
Angelsache nennt das Matching. Ist im Datenblatt aber irrtümlich bis 
falsch beschrieben. Das vom IL300 von Vishay ist deutlich besser und 
genauer an dieser Stelle.

Dein gemessener Parameter ist K1, der Stromübertragungsfaktor LED -> 
PD1. Der liegt auch bei ~0,5. 0,5%!!!

MFG
Falk

Autor: Falk Brunner (falk)
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TEst

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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Das sollen wirklich Prozent sein?

Hm...

Autor: Falk Brunner (falk)
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Es sind Prozent. Was auch klar ist, es sind Photodioden, keine 
Phototransistoren. Dafür sind sie halt sehr linear über mehrere Dekaden 
und mit Transimpedanzverstärker sehr schnell.

MFG
Falk

Autor: Oliver G. (future-limit)
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Sagt mal,

woher bezieht ihr eigentlich euren ADE7769? Bis jetzt habe ich immer nur 
Samples geordert, benötige aber doch noch ein paar mehr.

Olli

Autor: Eddie K. (etstudent)
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Hallo,

ich habe letzte Woche erste Versuche mit einer Last am EM gemacht und es 
hat soweit alles geklappt. Es handelt sich um eine 2-stufige (1kW, 2kW) 
Elektroheizung. Ich musste die ganze Versorgung nochmal umkrempeln, da 
ich nicht um eine bipolare Spannungsversorgung für den OpAmp 
herumgekommen bin.
Die Versorgung aus dem AN-679 erwies sich als zu schwach, um damit den 
Lem-Wandler und den Op zu betreiben.
Deswegen habe ich mir einen Trafo angeschafft und das ganze neu 
aufgebaut, siehe Schaltplan.

Ich betreibe den ADE7769 im High-Frequency Mode, d.h. am CF-Pin sehe ich 
sozusagen die momentane Leistung dargestellt in Impulsen.
Laut Datenblatt ist die Impulsbreite im HF-Mode 35µs (siehe Oszi-Bild).

Der Lem ist mit 3 Windungen konfiguriert, sprich statt bei 25A gibt er 
jetzt bei 8,333A 2,5V+0,625V aus.

Ich habe mal beigefügt:
1) Schaltplan
2) Schaltplan
3) Versuchsaufbau mit Last
4) Oszibild: Einzelner Impuls am CF-Pin im HF-Mode
5) Oszibild: CF-Pin im HF-Mode, mit 1kw-Last + Pin V2P
6) Oszibild: CF-Pin im HF-Mode, mit 2kw-Last + Pin V2P

Ich hätte ja erwartet, dass die Impulsgruppen mit einer Frequenz von 
100Hz auftreten, wie man in 5 und 6 sieht, sind das aber 50 Hz.

Was meint ihr?

@Matthias
Wie geht es bei dir voran?

Autor: René G. (mcnetrg)
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Hallo,

ich habe für die Strommessung Hall-Sensoren von Allegro (ACS712-30A) 
benutzt. Die erlauben eine galvanisch getrennte Messung und haben eine 
schicke Bandbreitenbegrenzung. Hab ich hier kurz beschrieben:

http://www.avr-praxis.de/forum/showthread.php?t=1142

Vielleicht als Anregung dienlich ...

Ciao
mcnetrg

Autor: Momentmal (Gast)
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@René G.

Schön wäre es wenn du die Schaltpläne auch hier postest. Dort muß man 
sich extra anmelden um sie zu sehen.

Autor: René G. (mcnetrg)
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Hallo,

gute Idee, anbei der Schaltplan ...

/mcnetrg

Autor: Oliver G. (future-limit)
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Ich habe jetzt meine Schaltung (s.o.) aufgebaut und getestet. Ich 
bekomme auch anständige Pulse über den Optpkoppler, die ich über den 
Interrupteingang eines Atmega 32 zählen lasse. Zusätzlich habe ich einen 
Timer so konfiguriert, dass er mir alle 10 Sek die gemessenen Pulse 
ausspuckt. Jetzt habe ich mein Energy-Meter (ADE7769) mit einem 
professionelem Energy-Meter (PM 390 von ND) verbunden und habe dann 
verschiedene Lasten angeschlossen. Leider verhält sich mein Energy-Meter 
nicht linear. Habt Ihr vielleicht ne Idee voran das liegen könnte oder 
wie verhalten sich eure Energy-Meter? Wie habt Ihr sie kalibiert? Das 
Kallibierungsnetzwerk ist ja eigentlich nur zum Kalibieren der F1 und F2 
Ausgänge gedacht, wenn man dort ein Zählwerk anschließen will oder?

Gruß
Olli

Autor: dirki (Gast)
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Eddie K. schrieb:
> Habe das ganze mal simuliert.
> Das Problem ist, dass ich es nicht schaffe, das ganze in einer Stufe
> unterzubringen.
> Zuerst werden die 2.5V abgezogen, anschließend wird die Spannung mit
> einem invertierenden Verstärker auf +-30mV gelegt. Leider ist da auch
> noch die Negation drin.
> Hat jemand einen Vorschlag, wie ich das in einer Stufe schaffe.
> Danke


Hi! Ich habe mal dazu eine Frage.....nur zur Auswahl des Wandlers, nicht 
zu diesem ADE-Ding ;-)


Weshalb nimmt man hier nicht anstatt dieser OPV-Schaltung, wo die 2,5V 
durch den Subtrahierer abgezogen werden, einen LEM-Wandler mit bipolarer 
Versorgung und bipolarem Ausgang.

Zum Beispiel diesen hier:
HX 15-P (Serie: HX & HX/SP2)
http://www.lem.com/hq/de/component/option,com_cata...

Und den Ausgang kann man sich ja dann herunterteilen

Autor: Michael (Gast)
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Hallo! Das Thema interessiert mich sehr, weshalb ich diesen 2 Jahre 
alten Thread wieder aus der Versenkung hole.

Wie sind eure Projekte verblieben?

Ein kleines Feedback würde mich freuen, damit ich vielleicht aus euren 
Fehlern lernen kann.

Gibt es vielleicht IC-technische Neuerungen?
Irgendwie ist das ganze Thema nie wirklich zu Ende geführt wurden.
Sind alle µC-Baster '230V scheu' ?

lg Michael.

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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Hihi..

Ich hätte das Thema im Herbst selbst gepusht.

Nach einer langen Pause hab ich mal den Finger gezogen und 
weitergemacht,


Aktuell bin ich grad an der Netzteilplatine dran. Im Prototype läuft es 
schon. Allerdings ist es noch nicht fertig. Bin aber fast täglich am 
werkeln...

Autor: Michael (Gast)
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Ah cool :)

Nutzt du die Schaltpläne, welche oben veröffentlicht wurden?
Oder nutzt du ein ganz anderen IC?

lg Michael.

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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Zum Teil. Wie gesagt, zur Zeit ist die Netzteilplatine "dran". Wenn die 
zur volslten Zufriedenheit läuft, dann folgt die Nächste..
Aber ich habe schon vor, bei dem ADE von oben zu bleiben..

Autor: Michael (Gast)
Datum:

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Coole Sache.

Ich werfe gerade ein Blick auf folgendes Board:
http://www.analog.com/static/imported-files/eval_b...

170$ :(

Vielleicht spar ich paar Monate ;)

Autor: Alex (Gast)
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Hallo,

ich hätte einen Hinweis zu dem Schaltplan
Schematic2.png von Autor: Oliver G. (future-limit) Datum: 08.03.2010 
15:41:

der NME1208SC ist NICHT zur Trennung Schutzkleinspannung zu 230V 
geeignet!

siehe dazu Kapitel "ISOLATION VOLTAGE"
vom Datenblatt http://www.murata-ps.com/data/power/ncl/kdc_nme.pdf:
"and the part should never be used as an element of a safety isolation 
system"

Hinweis: wenn isolierte "Präzisions-AnalogOptokoppler" gesucht werden 
evtl. mal den:
HCPL788 bzw.
dessen Verwande:
http://www.avagotech.com/pages/www.avagotech.com/i...
ansehen

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