Guten Abend Leuz, ich habe eine kleine Messschaltung entwickelt, die es mir ermöglicht, aus 230V AC 3,3V DC zu Transformieren. Ich möchte diese Messschaltung zur Übergabe des Wertes der Netzspannung (0-230V) an einen RaspberryPi (0-3,3V) verwenden. Die Schaltung funktioniert soweit, recht sauber und ausgewogen mit ca. 0,002V AC Anteil im DC Ausgang. Ich suche nun nach einer Möglichkeit, diese Schaltung auf ihre Linearität zu überprüfen. Gibt sie wirklich 1,66666V Sekundärseitig bei 115V Primärseitig aus?! Das möchte ich überprüfen. Mir fällt nur leider kein Weg ein, wie ich das anstellen kann. Ich müsste ja die Netzspannung real auf die Vergleichswerte (115V) senken um richtig messen zu können. Ich habe mir eine Exceltabelle erstellt, die diese Spannungsverhältnisse linear darstellt. Könnt ihr mir bei diesem Problem helfen? gruß und dank im voraus da Hool
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Nimm einen Regeltrafo - sobald die Flussspannung der LED erreicht ist, wird die AUsgangsspannung nahezu konstant sein.....
Muss man gar nicht pruefen, denn ein Brueckengleichrichter ist sowieso nicht linear. Allenfalls koennte man linearisieren. Andersherum. Wie genau soll's denn sein ?
Hallo, die über die Genauigkeit habe ich mir noch nicht direkt Gedanken gemacht. Bis auf ein, zwei Volt sollte die Messung genau sein
Marcus Cosack schrieb: > Ich suche nun nach einer Möglichkeit, diese Schaltung auf ihre > Linearität zu überprüfen. > Gibt sie wirklich 1,66666V Sekundärseitig bei 115V Primärseitig aus?! > > Das möchte ich überprüfen. Mir fällt nur leider kein Weg ein, wie ich > das anstellen kann. > Ich müsste ja die Netzspannung real auf die Vergleichswerte (115V) > senken um richtig messen zu können. Dafür gibts Stelltransformatoren. Da gehen 230V rein, und an einem großen Drehknopf stellt Du die Spannung ein, die rauskommt, von 0 bis Eingangsspannung. Achtung, das sind in der Regel Spartrafos, d.h. es besteht keine galvanische Trennung am Ausgang. Du kannst also am Ausgang trotzdem einen gefeuert bekommen, auch wenn der Stelltrafo auf 0V steht. Also Vorsicht bei solchen Versuchen, und besser noch einen Trenntrafo davor hängen, der für die galvanische Trennung vom Netzpotential sorgt. Man stirbt nur einmal. Besorge Dir so ein Teil - die sollte es auf ébay günstig geben. Dann misst Du mit einem Multimeter die Ausgangsspannung des Stelltrafos, mit einem zweiten die Ausgangsspannung Deiner Schaltung und wertest die Messergebnisse aus. fchk
>Gibt sie wirklich 1,66666V Sekundärseitig bei 115V Primärseitig aus?!
Nein.
Die Netzspannung wird nie auf 115V fallen.
Bei einem Stromausfall vieleicht;)
1,66666V? Hast du einen 24 Bit ADC?
Da ist so viel nichtlinearer Kram drin das du dir deine
fünf Nachkommastellen an die Backe schmieren kannst.
Sei froh wenn da 1.8 raus kommt.
Lass Sein schrieb: > Muss man gar nicht pruefen, denn ein Brueckengleichrichter ist sowieso > nicht linear. Allenfalls koennte man linearisieren. > Andersherum. Wie genau soll's denn sein ? Hallo, kannst du das mal konkretisieren, ein BG ist also nicht linear. Das würde ja heißen, das die komplette Schaltung erstmal nicht linear ist und für meine zwecke unbrauchbar wäre. Könntest du eine linearisierung mal verdeutlichen? Danke
holger schrieb: >>Gibt sie wirklich 1,66666V Sekundärseitig bei 115V Primärseitig aus?! > > Nein. > Die Netzspannung wird nie auf 115V fallen. > Bei einem Stromausfall vieleicht;) EDIT: Ich arbeite viel mir Stromerzeugern und langen Kabellängen, darum möchte ich eine Schaltung haben, die mir ca. auf den Volt genaues Messergebnis liefert. > > 1,66666V? Hast du einen 24 Bit ADC? > > Da ist so viel nichtlinearer Kram drin das du dir deine > fünf Nachkommastellen an die Backe schmieren kannst. > Sei froh wenn da 1.8 raus kommt. Hallo holger, nein ,ich habe nur einen 10 Bit, bzw einen 12 Bit AD Wandler dahinter geschaltet. Die 5 Nachkommastellen waren jetzt auch eher Beispielhaft gemeint. 2 wären ausreichend. Wie machen das denn die großen Messgerätehersteller, wie Messen die?
>Wie machen das denn die großen Messgerätehersteller, wie Messen die? Die hängen mit Sicherheit keine beschissene grüne LED an ihren Messeingang. Und das dann noch hinter einem 10k Trimmer. Was soll der Schwachsinn?
Marcus Cosack schrieb: > Wie machen das denn die großen Messgerätehersteller, wie Messen die? Schau Dir mal die Dokumentation, Appnotes und Demoboards zu diesem Chip hier an: http://www.microchip.com/wwwproducts/Devices.aspx?dDocName=en556794 fchk
Marcus Cosack schrieb: > Wie machen das denn die großen Messgerätehersteller, wie Messen die? Wie man das immer macht: mit einem besseren Messgerät. Wenn du tatsächlich mehr als 5stellig (1,66666V) messen willst, brauchst du zum Kalibrieren eben ein Gerät, dass im Bereich 300V Wechselspannung auf 6 Stellen oder mehr genau misst - sofern du sowas findest. Ich habe ein 6-1/2-stelliges Präzisions-DMM von Prema, das einige Tausender gekostet hat, da ist aber im Bereich 1000 VAC eine Messfehler von 0.5% angegeben (2-1/2 Stellen!). Wenn du deine eigenen Anforderungen ernst nimmst, solltest du dran denken dein Haus zu verkaufen, dann kannst du dir vielleicht die nötige Ausrüstung leisten. Um in die Realität zurückzufinden habe ich gerade mal bei Conrad nachgesehen, aber da sind für die Genauigkeit der Multimeter im VAC-Bereich überhaupt keine Angaben zu finden. Die dürfte im Bereich einige Prozent liegen. Gruss Reinhard
Marcus Cosack schrieb: > Könnt ihr mir bei diesem Problem helfen? Warum nimmst du nicht zwei Widerstände und eine normale Messgleichrichterschaltung mit 2 Ops? Kalibriert werden muss die wegen Bauteiltoleranzen auch, aber wenigstens ist die um Größenordnungen linearer als eine mit LED "stabilisierte" Brückengleichrichterschaltung.
Hallo Leuz, nachdem mir schon häufiger vorgeworfen wurde, ohne Grundidee einen Beitrag zu schreiben habe ich versucht, es diesesmal mit mehr Präzision, Sachverstand und leidenschaft zu machen. Ich weiß nicht, was solch ein Beitrag hier dann soll: holger schrieb: > Die hängen mit Sicherheit keine beschissene grüne LED an ihren > Messeingang. Und das dann noch hinter einem 10k Trimmer. > Was soll der Schwachsinn? @ Reinhard: Reinhard Kern schrieb: > Wie man das immer macht: mit einem besseren Messgerät. Wenn du > tatsächlich mehr als 5stellig (1,66666V) messen willst, brauchst du zum > Kalibrieren eben ein Gerät, dass im Bereich 300V Wechselspannung auf 6 > Stellen oder mehr genau misst - sofern du sowas findest. Ich habe ein > 6-1/2-stelliges Präzisions-DMM von Prema, das einige Tausender gekostet > hat, da ist aber im Bereich 1000 VAC eine Messfehler von 0.5% angegeben > (2-1/2 Stellen!). Wenn du deine eigenen Anforderungen ernst nimmst, > solltest du dran denken dein Haus zu verkaufen, dann kannst du dir > vielleicht die nötige Ausrüstung leisten. > > Um in die Realität zurückzufinden habe ich gerade mal bei Conrad > nachgesehen, aber da sind für die Genauigkeit der Multimeter im > VAC-Bereich überhaupt keine Angaben zu finden. Die dürfte im Bereich > einige Prozent liegen Wie Eingangs schon erwähnt: Marcus Cosack schrieb: > Die 5 Nachkommastellen waren jetzt auch eher Beispielhaft gemeint. 2 > wären ausreichend. waren die 7 Nachkommastellen eher Beispielhaft gemeint. Ich bitte meine ungenauigkeit zu entschuldigen. Zwei Nachkommastellen wären vollkommen ausreichend. @ Michael: Michael schrieb: > Marcus Cosack schrieb: >> Könnt ihr mir bei diesem Problem helfen? > > Warum nimmst du nicht zwei Widerstände und eine normale > Messgleichrichterschaltung mit 2 Ops? > Kalibriert werden muss die wegen Bauteiltoleranzen auch, aber wenigstens > ist die um Größenordnungen linearer als eine mit LED "stabilisierte" > Brückengleichrichterschaltung. Endlich mal konstruktive, saubere Kritik. Ich habe mir die o.g. Schaltung zusammenbedacht, da ich zum ersten eine galvanische Trennung bevorzuge und zum zweiten mir diese Schaltung empfohlen wurde. Das diese, wie sich jetzt herausstellt, nicht linear ist, war und ist mein Fehler, da ich diese Bedingung nicht von vorn hinein angegeben habe. Ich habe mir auf der Internetseite des Elektronik Kompendiums mal diese Schaltungsvarianten angesehen. Es schein ja auch eine recht einfach aufzubauende Schaltung zu sein. Wie könnte ich denn da noch eine Galvanische Trennung reinbekommen? Müsste ich nicht sowieso einen Printtrafo vorschalten um ein niedrigeres Spannungspotential zu erreichen? Ich werde nicht wirklich Leistung benötigen, es geht im ersten nur darum, einen Spannungsfall zu messen bzw. den genauen Spannungsausgang/Pegel an Stromerzeugern zu messen. gruß und dank im voraus. Marcus
Marcus Cosack schrieb: > den genauen > Spannungsausgang/Pegel an Stromerzeugern zu messen. Hallo, ich muss dir leider sagen, dass du auf einem noch viel falscheren Dampfer bist als bisher in der Diskussion klar wurde: selbst wenn deine Schaltung auch nur entfernt linear wäre, würdest du die Spitzenspannung messen, also im Netz normalerweise 325V (um genau zu sein, abzüglich 2 x Diodenspannung, da fängts schon an mit der Nichtlinearität). Das ist aber wohl nicht das, was du messen willst, und umrechnen in den Effektivwert könntest du das nur bei einem präzisen Sinus. Den hat das Netz nicht und deine Stromerzeuger schon mal garnicht, wenn du Pech hast erzeugen die ein ungefähres Rechteck. Du musst also erst mal klären, was genau du unter welchen Bedingungen messen willst. Da du von 230V sprichst, müsstest du den Effektivwert meinen, dafür brauchst du aber ein True-RMS-Voltmeter. Das gilt auch für ein gekauftes. Mit einem einfachen Gleichrichter ist das nicht machbar, nichtmal dann wenn er linear wäre. Nicht umsonst sind präzise AC-Voltmeter so teuer oder, andersrum, teure Voltmeter im AC-Bereich weit weniger genau. Gruss Reinhard PS bei einem Rechteck hast du gleich mal 40% Fehler!
Marcus Cosack schrieb: > Ich habe mir auf der Internetseite des Elektronik Kompendiums mal diese > Schaltungsvarianten angesehen. Es schein ja auch eine recht einfach > aufzubauende Schaltung zu sein. Wie könnte ich denn da noch eine > Galvanische Trennung reinbekommen? > > Müsste ich nicht sowieso einen Printtrafo vorschalten um ein niedrigeres > Spannungspotential zu erreichen? Hättest Du die Dokumentation zu dem von mir erwähnten MCP3911 gelesen (insbesondere die Design Tips), würdest Du sehen, dass diese Leistungsmessbausteine (Alternativen wären z.B. Analog Devices ADE7753 oder Cirrus CS5460) alle mit Spannungsteilern arbeiten, weil die die Signalform am wenigsten verfälschen. Natürlich muss man auf die Spannungsfestigkeit der verwendeten Widerstände achten und den Unterschied zwischen Effektivwert und Spitzenwert kennen und wissen, welcher bei der Spannungsfestigkeit ausschlaggebend ist, aber diese Grundlagen solltest Du kennen. Es ist immer einfacher, digitale Signale über eine Isolationsbarriere zu übertragen als analoge. Aus diesem Grund lege ich Dir die Verwendung externer ADCs (nichts anderes ist der MCP3911 im Grunde genommen, die anderen Alternativen haben noch Rechenfunktionen eingebaut und können noch mehr, sind aber auch teurer) nahe. Die ADCs laufen auf Netzpotential, dahinter kommen Optokoppler oder ein digitaler Isolator aus der ADuM-Serie von Analog Devices, und dahinter dann Dein Microcontroller, der dann keinerlei galvanische Verbindung mehr zum Stromnetz hat. Die ADCs werden meist per Kondensatornetzteil versorgt, der Microcontroller dann mit einem herkömmlichen Trafo oder Schaltnetzteil wegen der Potentialtrennung. Die ganzen Bausteine sind dafür ausgelegt, synchron die Momentanwerte von Spannung und Strom (per Shunt oder Stromsensor) zu messen, um daraus Wirk-, Blind- und Scheinleistung und Spitzen- und Effektivwerte von Strom und Spannung zu errechnen, und das auch bei nicht sinusförmiger Belastung des Stromnetzes (Willkommen im Zeitalter von Schaltnetzteilen und Dimmern und anderen Netzversauern). Bei den einfachen Bausteinen von Microchip musst Du selber multiplizieren und aufintegrieren, bei den intelligenteren von Analog Devices und Crystal macht das der Chip selber, und Du musst die Werte nur noch bei Bedarf aus den passenden SPI-Registern auslesen. Ich empfehle Dir, die Dokumentation zu den Chips, die Appnotes und die Demoboards zu studieren, selbst wenn Du die Chips nicht einsetzen willst. Du lernst da nämlich, wie andere Leute die Probleme lösen und wie man das Leiterplattenlayout so macht, dass es nicht nur funktioniert, sondern auch sicher ist (Mindestabstände, Kriech- und Luftstrecken!) und später auch abnahmefähig ist. Die Leute, die die Demoboards entwickelt haben, machen sowas nämlich öfters. Eventuell besorgst Du Dir so ein Demoboard. Du musst aber aufpassen, weil manches aus den USA kommt und auf 110V ausgelegt ist. Im Zweifel beim Hersteller nachfragen. fchk
Ich glaub das nich. Ihr seid doch alle overingeneert. @Marcus Ist dir eigentlich nicht aufgefallen, daß Du nach dem Gleichrichter die Spitzenspannung hast? Ich würde als erstes die Netzspannung und die Spannung hinter dem Gleichrichter messen um einen fixpunkt zu haben. Dann kannst Du den Trafo durch ein regelbares Netzteil ersetzen. Du mißt ja sowieso nicht den effektivwert der Wechselspannung sondern den Spitzenwert. Und ob C1 nun auf den Spitzenwert einer Wechselpannung oder eine gleichhohe Gleichspannung aufgeladen wird, ist da jetzt wahrscheinlich ziemlich egal. R1 und C2 kannst Du einfach weglassen. Und was jetzt die Leuchtdiode da soll ist mir auch völlig unklar.
hab was vergessen: ...overingeneert. ;-)
siggi schrieb: > Ist dir eigentlich nicht aufgefallen, daß Du nach dem Gleichrichter die > Spitzenspannung hast? > Ich würde als erstes die Netzspannung und die Spannung hinter dem > Gleichrichter messen um einen fixpunkt zu haben. Moin Siggi, doch, das weiß ich. Deswegen habe ich ja auch alle anfallenden Spannungen nach den jeweiligen Bauteilgruppen gemessen und dazugeschrieben (S. Bild oben) siggi schrieb: > Und was jetzt die Leuchtdiode da soll ist mir auch völlig unklar Mir wurde empfohlen, ein wenig Last auf den Trafo zu geben um in zu stabilisieren und ihn von seiner hohen Leerlaufspannung (x 1,8) herunterzuholen, damit ich nicht so viel korrigieren muss. Mit C2 & R1 wirst du wahrscheinlich die Siebung meinen, oder? gruß
siggi schrieb: > Ist dir eigentlich nicht aufgefallen, daß Du nach dem Gleichrichter die > Spitzenspannung hast? Das habe ich auch schon zu erklären versucht, Frank auch, aber er begreift offensichtlich überhaupt nicht, wo das Problem liegt, weil er mit Spitzenwert, Mittelwert und Effektivwert wohl nichts anfangen kann. So gesehen ist es vollkommen egal, was bei der Schaltung "hinten rauskommt". Aber vielleicht hat er ja Glück und es kommt bei 115V tatsächlich halb so viel raus wie bei 230V. Allerdings ist das bei 6V AC und 2 Dioden im Weg SEHR unwahrscheinlich. Gruss Reinhard
Marcus Cosack schrieb: > Mir wurde empfohlen, ein wenig Last auf den Trafo zu geben um in zu > stabilisieren und ihn von seiner hohen Leerlaufspannung (x 1,8) > herunterzuholen, damit ich nicht so viel korrigieren muss. Das mag ja so sein, aber dann sollte die Last auch linear sein, d.h. ein ohmscher Widerstand. Und eine LED (+ Widerstand) ist alles andere als linear. Gruß Dietrich
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