Hallo Forum,
ich habe mir einen kleinen Multimedia-Schrank gebaut, wo alles prima
drin verstaut ist. Angeschlossen ist ein Media-PC, TV, NAS, Musikanlage,
diverse Controller, Ventilatoren für Zu- und Abluft, Motoren zum
Ausfahren von Schubladen und noch anderer Schnickschnack.
Ich würd gern an die Front ein Display einlassen, das die momentane
Leistungsaufnahme, den Energieverbrauch über ein vergangenes
Zeitintervall und weitere Sachen, die mir sicher noch einfallen,
anzeigt.
Programmieren in C ist kein Problem, habe auch schon ein paar Dinge auf
dem MSP430 programmiert - bis auf das Uhrenquarz hatte ich aber bisher
keine weiteren externen Anbauteile dran, das ist also eher Neuland für
mich, das kriege ich aber sicher hin.
Nun zu meinen Überlegungen:
Eine Messtoleranz von 5% ist kein Problem, es geht mir viel mehr um
Tendenzen. Gehe ich daher davon aus, dass die Versorgungsspannung
("Steckdose") recht konstant 230V beträgt, fehlt mir noch der
Stromfluss.
ich könnte einen recht kleinen Widerstand in Serie zum
Stromzufuhr-Kabel legen und den Spannungsabfall messen. Dann hab ich
aber zwei Probleme: Der Widerstand der Endgeräte ist nicht immer gleich
und ich hab zwar eine recht geringe Differenzspannung, habe aber eben
gelesen, dass die Spannung gegen Erde nicht größer sein darf als die max
Spannung für den MSP430 Eingang (bitte diesbezüglich kurz um Aufklärung,
so ganz kann ich das noch nicht glauben - eventuell gibts ja einen
Lösungsvorschlag?)
Bleibt die Geschichte mit dem Widerstand der Verbraucher - wenn ich da
nicht einen totalen Denkfehler habe (?) , fällt die Lösung also eh
flach.
Dann habe ich überlegt, vielleicht gibt es eine günstige Hallsonde, mit
der man messen kann - nur kann ich mit der auch 50Hz Wechselstrom
messen? Ich weiß nicht, wie schnell sich die Ladungsträger auf dem
Sensor ausrichten und ob es für wenig Geld Sensoren gibt, die die
Temperaturabhängigkeit gut und zuverlässig kompensieren.
Als nächste Idee könnte man vielleciht eine Spule um die Zuleitung legen
und die Induktion messen. Sicher auch alles recht ungenau.
Toll wäre es, wenn es eine schönere Lösung gäbe. Am liebsten hätte ich
einen kleinen ic, den ich seriell in die Leitung packe, an die Leitung
packe oder wie auch immer, der mir einfach eine Spannung u ausgibt, die
proportional zum momentanen Strom I in der Zuleitung ist.
Es handelt sich wie gesagt um 230V Wechselspannung aus der "Steckdose".
Könnte mir jemand ein Konzept geben, wie dies schön gemessen und an
einen IC übergeben werden kann, wäre ich sehr dankbar :-)
Viele Grüße,
Georg
Du hast das Problem der Wirkleistungsmessung nicht verstanden.
Es reicht nicht, den Strom zu messen.
Er muss mit der Spannung multipliziert werden und zwar instantan, also
während des Verlaufs einer einzelnen Sinuswelle (und nicht immer mit
230V).
Das nette: Es gibt solche Geräte fertig, nennt sich
Energiekostenmessgerät, für unter 10 EUR. Da bleibt nur noch, das
Display woandershin zu montieren, also ein mechanisches Problem.
Stephan S. schrieb:> kleinen Trafo als Stromwandler. Sekundärwicklung in Reihe zu deinen 230V> Verbrauchern.
So ein Bödsinn. Es gibt genügend Stromwandler (bekanntester Hersteller
Allegro und LEM) die man einfach ins Kabel einschleift (nur die Phase
bitte).
MaWin schrieb:> Du hast das Problem der Wirkleistungsmessung nicht verstanden.> Es reicht nicht, den Strom zu messen.>> Er muss mit der Spannung multipliziert werden und zwar instantan, also> während des Verlaufs einer einzelnen Sinuswelle (und nicht immer mit> 230V).>> Das nette: Es gibt solche Geräte fertig, nennt sich> Energiekostenmessgerät, für unter 10 EUR. Da bleibt nur noch, das> Display woandershin zu montieren, also ein mechanisches Problem.
Zu behaupten, ich habe da direkt etwas nicht "verstanden" ist immer
ziemlich riskant, da man sich da ziemlich schnell ein Eigentor schießt
;-)
Die Kenntnis über die Durchschnittsspannung reicht vollkommen aus.
Also am besten selbst nochmal über Leistung, Linearität,
Volumenintegrale etc nachdenken.
Georg schrieb:>> Die Kenntnis über die Durchschnittsspannung reicht vollkommen aus.>> Also am besten selbst nochmal über Leistung, Linearität,> Volumenintegrale etc nachdenken.
Coole Sache! Kannst du mir erklären wie du hier Wirk- und Blindleistung
ermittelst? Anscheinend habe ich dann nämlich auch etwas noch nicht
verstanden und immer viel zu kompliziert gedacht...
Natürlich kann ich es nicht einfach multiplizieren, das sollte klar
sein.
Ok, ich erkläre es dir.
P=U*I. Da wir keinen stationären Fall haben, ergibt sich
P(t)=U(t)*I(t) - du willst jetzt genau zum Zeitpunkt t messen und das
einfach ausrechnen. Recht naiv und es bedarf einer sehr hohen
Messfrequenz von f>>1/T, wobei T die Periodendauer der Wechselspannung
ist.
Setze ich voraus, dass meine Spannung sinusförmig ist, kann ich die
Effektivwerte über Integration/mittelwertbildung bestimmen, ergibt sich
U_eff=wurzel(u-gemittelt^2)
ebenso beim Effektivwert des Stroms.
Die resultierdende tatsächliche Leistung ergibt sich dann zu
P=wurzel(u-gemittelt^2) *wurzel(i-gemittelt^2)*sin(phi), das kann ich
wiederum mitteln (1/2) und fertig.
Muss mir jetzt nur noch Gedanken über die induktiven Verbraucher machen,
aber auch das müsste sich mathematisch mit den Annahmen lösen lassen.
Falls nicht, wäre es super, wenn du mich aufklärst - ich bin hier um was
zu lernen, nicht um mich mit jemandem anzulegen. Nur wäre es wirklich
sehr nett, würdest du mir nicht gleich unterstellen, dass ich etwas
"nicht verstanden" habe - das ist nämlich immer recht einfach gesagt und
hilft so wenig :(
> Zu behaupten, ich habe da direkt etwas nicht "verstanden" ist immer> ziemlich riskant, da man sich da ziemlich schnell ein Eigentor schießt> ;-)> Die Kenntnis über die Durchschnittsspannung reicht vollkommen aus.> Also am besten selbst nochmal über Leistung, Linearität,> Volumenintegrale etc nachdenken.
Bitte geh zurück in den Kindergarten, da rollen sich einem ja die
Fussnägel hoch, du ahnst noch nicht mal was du nicht weisst, hast aber
die Selbstüberheblichkeit mit Löffeln gefressen.
MaWin schrieb:>> Zu behaupten, ich habe da direkt etwas nicht "verstanden" ist> immer>> ziemlich riskant, da man sich da ziemlich schnell ein Eigentor schießt>> ;-)>> Die Kenntnis über die Durchschnittsspannung reicht vollkommen aus.>> Also am besten selbst nochmal über Leistung, Linearität,>> Volumenintegrale etc nachdenken.>> Bitte geh zurück in den Kindergarten, da rollen sich einem ja die> Fussnägel hoch, du ahnst noch nicht mal was du nicht weisst, hast aber> die Selbstüberheblichkeit mit Löffeln gefressen.
Oa is das zum Kotzen. Jedes mal wieder das Selbe hier.
Zum Glück habe ich bis jetzt noch jedes Projekt, das ich angefangen
habe, genau so fertig bekommen, wie ich es geplant habe, trotz der
vielen sehr unfreundlichen kommentare.
Selbst wenn ich falsch liege, was auch gern mal passieren kann, gefällt
mir euer Ton echt überhaupt nicht, und so antworte ich dann auch.
Ich bin davon ausgegangen, dass die Kenntnis über die Stromquelle zur
Berechnung ausreicht, zumindest näherungsweise.
Wie es mit induktiven Lasten etc aussieht, muss ich dann eben noch
schauen! (hab jetzt nur für ohmsche Verbraucher gedacht)
Wie auch immer. Einfach nervig immer so gedisst zu werden, und DA rollen
sich einem die Fußnägel hoch... statt einfach mal was sachlich zu
erklären, wird einfach Dampf und Frust abgelassen ...
Georg schrieb:> Ich würd gern an die Front ein Display einlassen, das die momentane> Leistungsaufnahme, den Energieverbrauch über ein vergangenes> Zeitintervall und weitere Sachen, die mir sicher noch einfallen,> anzeigt.
Einfacher wird es, wenn Du den KD-302 von Reichelt verwenden würdest,
der macht all diese Dinge gleich in komplett fertig.
http://www.reichelt.de/?ARTICLE=88135
Du könntest das Teil auch für Eigenentwicklungen als Grundlage
verwenden, denn es ist mit einem vernünftigen Leistungsmess-IC von AD
und einem µC aufgebaut. Den µC schmeißt Du raus und ersetzt ihn durch
Deinen MSP430.
Bedenke aber, daß der Aufbau nicht galvanisch von der Netzspannung
getrennt ist, daß Du also zum Debuggen zwingend ein galvanisch
getrenntes JTAG-Interface
(https://www.olimex.com/Products/MSP430/JTAG/MSP430-JTAG-ISO-MK2)
verwenden musst, oder das Gerät hinter einem Trenntrafo einsetzen musst!
außerdem, lieber mawin, habe ich dir sehr genau aufgeschrieben, wie ich
die Sache sehe, mit Begrünung, Herleitung etc pp.
Statt einfach nur zu nörgeln, wäre es super nett, würdest du einfach
kurz schreiben, wo ich einen Denkfehler habe oder was genau an meinen
Überlegungen falsch ist.
Georg schrieb:> Natürlich kann ich es nicht einfach multiplizieren, das sollte klar> sein.>> Ok, ich erkläre es dir.> P=U*I. Da wir keinen stationären Fall haben, ergibt sich> P(t)=U(t)*I(t) - du willst jetzt genau zum Zeitpunkt t messen und das> einfach ausrechnen. Recht naiv und es bedarf einer sehr hohen> Messfrequenz von f>>1/T, wobei T die Periodendauer der Wechselspannung> ist.
Man kann es "naiv" nennen - oder einfach. KISS- Prinzip.
> Setze ich voraus, dass meine Spannung sinusförmig ist, kann ich die> Effektivwerte über Integration/mittelwertbildung bestimmen, ergibt sich> U_eff=wurzel(u-gemittelt^2)> ebenso beim Effektivwert des Stroms.
Spannung OK, aber beim Strom kannst du das gerade bei Schaltnetzteilen
leider nicht annehmen.
> Die resultierdende tatsächliche Leistung ergibt sich dann zu> P=wurzel(u-gemittelt^2) *wurzel(i-gemittelt^2)*sin(phi), das kann ich> wiederum mitteln (1/2) und fertig.
Aber woher hast du Phi? Dazu musst du auch, wie oben gesagt, die
Spannung messen.
> Muss mir jetzt nur noch Gedanken über die induktiven Verbraucher machen,> aber auch das müsste sich mathematisch mit den Annahmen lösen lassen.
Rein induktive Verbraucher verursachen die Phasenverschiebung Phi. Somit
kein Problem. Aber leider hast du keine schön induktive und lineare
Verbraucher.
> Falls nicht, wäre es super, wenn du mich aufklärst - ich bin hier um was> zu lernen, nicht um mich mit jemandem anzulegen. Nur wäre es wirklich> sehr nett, würdest du mir nicht gleich unterstellen, dass ich etwas> "nicht verstanden" habe - das ist nämlich immer recht einfach gesagt und> hilft so wenig :(
Mawin ist ein gescheiter Kerl, leider oft auch etwas unfreundlich. Wobei
du ja auch ein bisschen zurückgeschossen hast. Am besten ruhig Blut
bewahren, leider eskaliert die Stimmung in Forum hier recht schnell.
Wie vorgeschlagen nimmst du am besten einen fertigen IC der dir die
Messung dieser ganzen, leider überhaupt nicht so schön sinusförmigen
Ströme wie im Lehrbuch, abnimmt. Mit deiner Methode kommst du auch zu
einem Ergebnis. Aber das zeigt dir dann halt einfach Fantasiezahlen an.
Wenn es nur darauf ankommt einen Zeiger hin- und herwackeln zu lassen
dann reicht das aber natürlich auch aus :)
Georg schrieb:> Die resultierdende tatsächliche Leistung ergibt sich dann zu> P=wurzel(u-gemittelt^2) *wurzel(i-gemittelt^2)*sin(phi), das kann ich> wiederum mitteln (1/2) und fertig.
P ~ sin(phi)
Darüber solltest du noch einmal nachdenken. Auch steht bei dir nirgends
etwas darüber, wie du den Winkel phi messen willst. Und wie die anderen
dir schon gesagt haben, reicht es nicht aus, von einem idealen
sinusförmigen Verlauf auszugehen.
LG Christian
Georg eröffnete einen Thread mit Topic Strommess-IC gesucht> PC, TV, NAS, Musikanlage, Controller, Ventilatoren, Motoren ...> Ich würd gern ... Leistungsaufnahme, den Energieverbrauch über ein> vergangenes Zeitintervall
Was jetzt - Leistung oder Strom? Scheinleistung oder Wirkleistung?
Warum muß es eine integrierte Lösung (IC) sein? Welchen Ausgang soll das
IC haben, analog oder digital?
> und weitere Sachen, die mir sicher noch einfallen, anzeigt.
Lass' Dir doch erst mal "einfallen", was Du wirklich willst/brauchst?
> C ist kein Problem, habe auch schon ein paar Dinge auf> dem MSP43O programmiert - bis auf das Uhrenquarz hatte ich aber bisher> keine weiteren externen Anbauteile dran, das ist also eher Neuland für> mich, das kriege ich aber sicher hin.
Was jetzt? Du hast schon einiges auf dem 430er von Texas entwickelt,
aber nie mit externer (digitaler?) Beschaltung? Dann häng' doch einfach
'mal einen I2C-ADC und einen SPI-DAC dran. Der Lerneffekt ist groß,
insbesondere wenn man sich mit seiner ersten Controller-Architektur
beschäftigt.
> Eine Messtoleranz von 5% ist kein Problem, es geht mir viel mehr um> Tendenzen. Gehe ich daher davon aus, dass die Versorgungsspannung> ("Steckdose") recht konstant 230V beträgt, fehlt mir noch der> Stromfluss.
Nimm zwei ADCs (brauchbare sind wahrscheinlich bei den 430ern schon
eingebaut). Über einen Shunt misst Du den Strom, über einen Teiler die
Spannung. Programmierung ist ja nach Eigenaussage kein Problem, und aus
Strom, Spannung und Zeit (von Timer-Interrupt über RTC bis GPS ist
vieles möglich) kannst Du Leistung, Arbeit, Dynamik der Leistung, etc.
dann ja nach belieben berechnen. Und dann eben mit Zeitstempel versehen
und speichern.
> ich könnte einen recht kleinen Widerstand in Serie zum> Stromzufuhr-Kabel legen und den Spannungsabfall messen.
Eben, einen Shunt reinsetzen. Sag' ich doch :-p
> habe aber eben gelesen, dass die Spannung gegen Erde nicht größer sein> darf als die max Spannung für den MSP43O Eingang (bitte diesbezüglich> kurz um Aufklärung, so ganz kann ich das noch nicht glauben
Die Spannung gegen Erde ist sowas von egal. Potentialdifferenz zählt!
Dimensioniere den Meßwiderstand (Shunt) eben passend. Wenn das Ding
wirklich Masse = Erde haben muß, dann könnte man auch teilen, aber das
ist doch gar nicht nowendig. Wenn Du nur den Strom willst, dan messe
eben induktiv.
> Bleibt die Geschichte mit dem Widerstand der Verbraucher - wenn ich da> nicht einen totalen Denkfehler habe (?) , fällt die Lösung also eh> flach.
Wiso? U=RI sagt folgendes: Wenn der Widerstand der Verbraucher sinkt,
dann steigt (bei konstanter Spannung) der Strom.
> Toll wäre es, wenn es eine schönere Lösung gäbe. Am liebsten hätte ich> einen kleinen ic, den ich seriell in die Leitung packe, an die Leitung> packe oder wie auch immer, der mir einfach eine Spannung u ausgibt, die> proportional zum momentanen Strom I in der Zuleitung ist.
Jenes elektrotechnische Element, an dem eine dem durchfließenden Strom
proportionale Spannung abfällt nennt man Widerstand. Irgendwie verstehe
ich Dein Problem dann wohl doch nicht :-(
> Könnte mir jemand ein Konzept geben, wie dies schön gemessen und an> einen IC übergeben werden kann, wäre ich sehr dankbar :-)
Shunt + ADC. Allerdings ist das Problem beliebig komplex realisierbar.
Eventuell könnte es günstiger sein, ein - Vorsicht, Sales' Droids
Buzzword - "Smart-Meter" von der Stange zu nehmen.
NOR-JEGA
Hallo Georg,
Wirkleistung ist, das was dein Anbieter dir als Stromkosten in Rechnung
stellt. Als privater Verbraucher bist du ja auch nicht gezwungen einen
bestimmten Winkel zwischen Strom und Spannung einzuhalten. Anders ist es
bei Großindustrien. Als Bespiel sei da eine nahezu idealer Kondensator
genannt. Hängst du den bei dir zuhause dran, sorgst du je nach Größe
dafür, dass ordentlich Blindstrom über die Leitung zum Kraftwerk fließt.
Also die Leitung werden belastet und Trafio(schlecht) Dein Energiezähler
bekommt davon nichts mit. Da reine Blindleistung gezogen wird und das
TEil nur Wirkleistung messen kann. Reine Wirkleistung bedeutet Strom und
Spannung in Phase.
So Wenn du jetzt mit einem UC die Leistung messen willst geht das am
besten indem du einmal die Spannung misst und dann noch denn Strom als
momentanwerte. Diese multiplizierst du und Addierst du Werte im UC auf.
(Integral) . Nach einer Periode stoppst du und Teilst durch 1/50Hz.
Schon hast du deine Wirkleistung. Mit einfachen Algorithmen gehen dann
auch noch Blindleistung etc zu messen.
LG
Florian_unbekannto schrieb:> Hallo Georg, Wirkleistung ist, das was dein Anbieter dir als Stromkosten> in Rechnung stellt. Als privater Verbraucher...
Ach? Der OP suchtg aber ein "Strommeß-IC" zur "Messung des Verbrauchs".
Hier kennt man wohl den Unterschied zwischen Watt, VA und var - sonst
hätte man ja wohl auch nicht nachgefragt. Wenn Du besser weisst, was der
Op will, dann spuck' es aus, aber komm' mir nicht mit thorotischen
Phrasen ála:
> bestimmten Winkel zwischen Strom und Spannung...> Anders ist es bei Großindustrien. Als Bespiel sei da eine nahezu> idealer Kondensator genannt.
Interessiert nach Fragestellung niemanden.
> Hängst du den bei dir zuhause dran, sorgst du je nach Größe> dafür, dass ordentlich Blindstrom über die Leitung zum Kraftwerk fließt.
Klar, weil der "ideale Kondensator" den ich 'mal eben' zuhause....
> Also die Leitung werden belastet und Trafio(schlecht) Dein Energiezähler> bekommt davon nichts mit. Da reine Blindleistung gezogen wird und das> TEil nur Wirkleistung messen kann. Reine Wirkleistung bedeutet Strom und> Spannung in Phase.
Interesiert keine Sau. Die (sinnloase, weil der OP keine genauen angaben
machen will/kann) Frage war: Womit messe ich...
Was er genau messen will hat er ja nichtmal gesagt.
> So Wenn du jetzt mit einem UC die Leistung messen willst geht das am> besten indem du einmal die Spannung misst und dann noch denn Strom als> momentanwerte. Diese multiplizierst du und Addierst du Werte im UC auf.> (Integral).
Das stimmt (wenigstens). Obwohl ích dazu neige, "einmal" durch
"gleichzeitig" ersetzen zu wollen. Und "dann noch denn" streichen würde.
> Nach einer Periode stoppst du und Teilst durch 1/50Hz. Schon hast du> deine Wirkleistung.
Wenn Du nur "einmal den Strom" und "einmal die Spannung" misst, dann ist
das eben Blödsinn. Ohne Integral geht da gar nix!
> Mit einfachen Algorithmen gehen dann auch noch Blindleistung etc zu messen.
Mit einfach irgendwann messen Strom und einfach irgendwann messen
Spannung und dann Beide multiplizieren gehen gar-nix!
Selten solchen Blödsinn gehört, NOR-Jäger
