Spannung und Strom mit dem RPI messen

[Tobias S. (s3993)]

Hallo liebe Gemeinde

Ich bin neu hier und habe auch gleich ein Problem, wobei ihr mir 
eventuell helfen könnt.

Ich möchte meine kleine Solaranlage (Inselanlage) mit dem RPI 
überwachen.
Es handelt sich dabei um 2 Module, einen MPPT Laderegler und am Ausgang 
des Ladereglers hängt ein 12 Volt Lüfter. Soweit so gut.

Dank dem Tut von Erik Bartmann habe ich den AD Wandler MCP3008 gefunden.
Ich weis, das man Spannungen am einfachsten über einen Spannungsteiler 
messen kann, den Strom messe ich mitells Hall-Effekt Sensoren (bis 30A).

Was auch alles eigentlich funktioniert, die Werte die ich mit dem 
Multimeter gemesen habe, stimmen mit denen überein, die ich mit dem 
MCP3008 errechne.

Jetzt aber zu meinem Problem.

Da ich momentan noch EINE MASSE (GND) benutze, überbrücke ich ja leider 
den MPPT Lader, das sollte aber nicht so sein.
Den Strom kann ich Messen, ohne das ich die GNDs vom RPI und von der 
Solaranlage verbinden muss, da der Stromsensor mit 5V vom RPI versorgt 
wird und ein Ausgangssignal auf der Spannungsseite des RPI liefert.

Die Spannung kann ich über einen Spannungsteiler aber nur messen, wenn 
ich die beiden GNDs (Potentiale) verbinde.

Wie kann ich das Galvanisch von einander trennen?

Im Schaltplan habe ich eine schwarze Linie eingezeichnet, die das 
symbolisieren soll. Oberhalb der Linie ist GND vom RPI und unterhalb ist 
GND von der Solaranlage. Um die Spannungsteiler in den Kreisen geht es 
mir.

Ich hoffe, das war einigermaßen verständlich.

Beste Grüße Tobi

[Zwiebel (Gast)]

Hallo Tobi,

ich bin auf das gleiche Problem gestoßen!
Hast du inzwischen eine Lösung gefunden?

Laut Datenblatt kann der mcp3008 auch die differential Mess methode. 
Also zwischen den channels und nicht nur gegen Masse.

Ich werde das demnächst mal ausprobieren.

viele Grüße
Zwiebel

[da1l6 (Gast)]

Zwiebel schrieb:
> Hallo Tobi,
>
> ich bin auf das gleiche Problem gestoßen!
> Hast du inzwischen eine Lösung gefunden?
>
> Laut Datenblatt kann der mcp3008 auch die differential Mess methode.
> Also zwischen den channels und nicht nur gegen Masse.
Vorsicht: Auch bei differenzieller Messung darf keine der Spannungen 
gegenüber der Masse des ADC dessen Maximum Ratings überschreiten!

So wird es also wohl nicht funktionieren.

Alternativen sind Analog-Isolatoren oder das Digital-Interface und die 
Spannungsversorgung des ADC galvanisch zu trennen.

da1l6

[Zwiebel (Gast)]

Hallo da116,

danke für deine hilfe.
Was für einen Analog-Isolator kannst du mir empfehlen?

gruß
Zwiebel

[Joachim B. (jar)]

https://de.wikipedia.org/wiki/Trennverst%C3%A4rker

ich würde bei TI BB schauen

aber wären nicht 2 I2C Trenner
https://www.mikrocontroller.net/attachment/5670/Galvanische_Trennung_fuer_I2C-Bus.pdf

und 2x AD Wandler MCP3008 einfacher und und für den armen PI sicherer?

[Zwiebel (Gast)]

Hallo,

Selbst wenn ich zwei AD Wandler nehme habe ich die gleiche Masse. Oder 
ich verwende DGND in Richtung Pi und AGND zum Solarregler hin.
Das würde in dem obigen Bild 4 x mcp3008 bedeuten, die jeweils zwei 
channels benutzen.

Da finde ich die Analog Isolator / Trennverstärker vielleicht doch die 
bessere Lösung.
Mir ist nicht klar welcher der passende ist. Das sind meine vorgaben.

- Zu messende Spannung (ohne Spannungsteiler) 0-3,3 Volt
- Versorgungspannung soll 3,3 oder 5 Volt

vielen dank für die Hilfe.

[Joachim B. (jar)]

Zwiebel schrieb:
> Selbst wenn ich zwei AD Wandler nehme habe ich die gleiche Masse.

Zwiebel schrieb:
> Da finde ich die Analog Isolator / Trennverstärker vielleicht doch die
> bessere Lösung.

sollten natürlich beide Wandler getrennt sein. also I2C Trenner 2x 
aufbauen oder 2 Isolierwandler nehmen.

Zwiebel schrieb:
> Mir ist nicht klar welcher der passende ist. Das sind meine vorgaben.

die suche ich nun nicht raus, wenn du deine Vorgaben kennst kannst du 
suchen und DANN nochmal zu dem Gefundenen fragen ob es da Stolpersteine 
gibt.

[Zwiebel (Gast)]

Ich habe jetzt mal den 4N35 von Motorola rausgesucht und eine Schaltung 
dazu entworfen.
Könnte mein Vorhaben so funktionieren? Sollte ich noch etwas beachten?

Viele Grüße
Zwiebel