Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Licht- und Starkstrom mit Arduino messen


von Ernst P. (fredy15)


Lesenswert?

Hallo

Ich möchte mit einem Arduino Strom messen. Um genau zu sein, muss ich 
nur wissen, ob eine Maschine läuft oder nicht. Es handelt sich um 
Holzbearbeitungsmaschinen, die mit Licht- oder Starkstrom arbeiten.

So viel ich verstanden habe, ist ein Hallsensor dazu geeignet. Leider 
reichen meine Elektronikkentnisse nicht so weit, das ich beurteilen kann 
welche Art von Sensor ich benötige.

Benötige ich dafür so was wie den Berührungsloser Wechselstrom 
Messwandler (100A max) 
(http://shop.boxtec.ch/beruehrungsloser-wechselstrom-messwandler-100a-max-p-40335.html)?

Oder genügt bereits ein einfacher Sensor wie z.B. ein Hall Sensor 
A3144EUA (http://shop.boxtec.ch/hall-sensor-a3144eua-p-40452.html)?

Viele Grüsse
Fredy

von U. M. (oeletronika)


Lesenswert?

Hallo,
deine Fragestellung ist ziemlich unscharf.
Um Messen geht es doch wohl gar nicht direkt, sondern eher nur um 
Überwachen eines Betriebszustandes, oder?

Was verstehst du unter "Maschine läuft oder nicht" .
Geht es tatsächlich darum, dass Motoren laufen oder nur darum, ob sie 
eingeschaltet ist?
Schreibe doch mal genauer, was du warum überwachen willst.
Angaben zur Leistung der Maschinen im dem Zustand, der Überwacht werden 
soll, wäre auch wichtig.
Ob Motoren laufen, läßt sich evtl. auch anders überwachen, wo du nicht 
direkt in die Elektrik eingreifen musst und somit auch nicht unbedingt 
eine Elektrofachkraft hinzuziehen musst
Gruß Öletronika.

: Bearbeitet durch User
von Amateur (Gast)


Lesenswert?

Wenn Du eine "echte" Überwachung aufbauen willst, kommst Du wohl kaum um 
dein paar Eingriffe herum.
Selbst die Anbringung von ein paar Stromwandlern ist, aus Platz- und 
Spannungsgründen nicht ganz ohne.

Reicht es aber festzustellen: Ein- oder Ausgeschaltet? so sieht die 
Sache schon viel einfacher, sprich billiger aus.

von Ernst P. (fredy15)


Lesenswert?

Ich muss nur wissen ob die Maschinen laufen oder nicht. Stellt euch 
einfach vor, ich möchte mit dem Arduino eine LED leuchten lassen so, 
lange eine Maschine läuft.

Konkret geht es um Maschinen wie Oberfräse, Hobelmaschine oder 
Tischkreissäge. Bei allen Maschinen läuft der Motor, wenn sie 
eingeschaltet sind. Eingriffe in die Maschinen selbst sind Tabu.

Bei der Leistung geht es von 600-2000 Watt. Eine Maschine läuft mit 
Starkstrom die anderen mit Lichtstrom.

Es muss auch nicht zwingend ein Hallsensor sein. Aber so viel wie ich 
verstanden habe, kann ich damit feststellen ob Strom durch ein Kabel 
fliesst oder nicht, ohne am Kabel oder Gerät etwas verändern zu müssen. 
Wenn ich das mit dem Arduino auswerten kann, würdas vollkommen genügen.

Eigentlich muss ich nur wissen, ob ich das mit einem der beiden oben 
aufgelisteten Sensoren machen kann. Alternative Vorschläge sind 
natürlich auch willkommen.

Viele Grüsse
Fredy

von Amateur (Gast)


Lesenswert?

> Eingriffe in die Maschinen selbst sind Tabu.

Wenn Du nicht indirekt, also z.B. mit einem Mikrofon oder einer 
Lichtschranke an geeigneter Stelle, arbeiten willst, so kommst Du um 
einen Eingriff in die Maschine nicht herum. Elektrisch kannst Du erst 
HINTER dem Netzschalter die Grundstellung erfassen. Das aber ist ein 
Eingriff.

Eine Strommessung kannst Du natürlich überall in der Zuleitung, 
vorausgesetzt: keine Abzweigung, durchführen. Das wäre dann KEIN 
Eingriff. Natürlich vor dem, zur Maschine gehörigen, Anschlusskabel.

Schau mal unter dem Begriff Stromwandler (ev. Strommessung) nach.

von Frank K. (fchk)


Lesenswert?

Ernst Plüss schrieb:

> Es muss auch nicht zwingend ein Hallsensor sein. Aber so viel wie ich
> verstanden habe, kann ich damit feststellen ob Strom durch ein Kabel
> fliesst oder nicht, ohne am Kabel oder Gerät etwas verändern zu müssen.
> Wenn ich das mit dem Arduino auswerten kann, würdas vollkommen genügen.

Du musst aber am Kabel was verändern! Zwingend! Es geht nicht anders.

Der Hall-Sensor und der Messwandler erfassen das Magnetfeld, das durch 
den Stromfluss entsteht. In der Zuleitung hast Du aber neben dem 
Schutzleiter (der normalerweise keinen Stromfluss aufweist) einen Hin- 
und einen Rückleiter, was ja auch so sein muss, wenn Du einen StromKREIS 
hast. Das summarische Magnetfeld einer Zuleitung ist immer Null, weil 
sich die Magnetfelder von Hin- und Rückleiter aufheben.

Du musst also die Zuleitung auftrennen und nur den Hinleiter (die Phase, 
braun) durch den Stromsensor führen. Nullleiter (blau) und Schutzleiter 
(grün-gelb) dürfen nicht mit in die Messung einbezogen werden.

Bei Drehstrom kannst Du in Deinem Fall wohl davon ausgehen, dass die 
drei Phasen symmetrisch belastet werden. Du brauchst also nur eine der 
drei Phasen (braun, schwarz, grau nach dem neuen, harmonisierten 
EU-Farbcode) messen. Die drei Phasen addieren sich im übrigen bei 
symmetrischer Belastung immer zu Null, und durch den Neutralleiter 
fließt dann kein Strom. Wenn Du alle drei Phasen messen willst, brauchst 
Du also für jede Phase einen eigenen Stromsensor.

Du kannst einen der von Dir aufgezeigten Messwandler verwenden, am 
Besten einen, der eine Spannung ausgibt. Denke dran, dass Du am Ausgang 
eine Wechselspannung haben wirst. Wenn Dein Arduino etwas länger leben 
soll, wirst Du sie gleichrichten, glätten, ggf. verstärken und auf die 
Betriebsspannung des AVR begrenzen müssen.

Am besten frage jemanden aus Deiner direkten Umgebung, der sich damit 
auskennt.

fchk

von Somebody123 (Gast)


Lesenswert?

Hallo,

man könnte den Strom mit soetwas messen:

http://at.farnell.com/lem/lts-15-np/stromwandler-15a/dp/1617409

Das erfordert allerdings ein bischen an Schaltungsaufwand.
Man kann z.B. eine Phase durch den Stromwandler führen und das 
Ausgangssignal mittels ADC des Adruino auswerten. Das Ausgangssignaal 
entspricht direkt dem Strom, d.h. ein bischen an Software muss man noch 
investieren.

Das schöne dabei ist die galvanische Trennung - der Adruino kann weiter 
mit einer Schutzkleinspannung betrieben werden. Man muss nur eine Phase 
durch das Loch führen. Ist die entsprechend isoliert, passt es. Ich gehe 
jetzt einfach mal davon aus, dass das ein Elektriker baut, der weiß wie 
das zu machen ist.

Damit man die Maschine nicht anfassen muss, kann man ein 
Verbindungskabel mit Messkasten drin bauen.

Ist aber nicht "sicher", d.h. drauf verlassen darf man sich nicht (im 
Sinne von Arbeitsschutz), dazu kann zuviel falsch laufen.  D.h. das zu 
verwenden, um eine Anzeige wie "Drehbank ist aus, man darf reinfassen" 
zu machen ist keine gute Idee...

von Amateur (Gast)


Lesenswert?

>Benötige ich dafür so was wie den Berührungsloser Wechselstrom
>Messwandler (100A max)

>http://at.farnell.com/lem/lts-15-np/stromwandler-1...
>man könnte den Strom mit soetwas messen

Ein Stromwandler für 15A dürfte sich wohl Hauptsächlich durch einen 
unangenehmen Geruch auffallen. Ob die Rauchwölkchen "messbar" sind weis 
ich nicht. "Bis 100A" fühlen sich auch nicht besonders wohl in 
Leiterbahnen.

von Sebastian W. (wangnick)


Lesenswert?

Hallo Fredy,

ich bastele gerade an etwas ähnlichem. Es geht ohne jeden Eingriff.

Frank K. schrieb:
> Das summarische Magnetfeld einer Zuleitung ist immer Null, weil
> sich die Magnetfelder von Hin- und Rückleiter aufheben.
> Du musst also die Zuleitung auftrennen und nur den Hinleiter (die Phase,
> braun) durch den Stromsensor führen.

Das stimmt zwar, ist aber nur summarisch gültig.

Der Trick ist schnell genug zu messen. Ich benutze dazu ein Magnetometer 
HMC5883L, Kostenpunkt 1.59€. Damit kann ich hunderte Male pro Sekunde 
das Magnetfeld messen. Dann sieht man, dass das Magnetfeld um das 
stromdurchflossene Kabel im Rhythmus der Netzfrequenz hin- und 
herschwingt, mit einer von der Stromstärke abhängigen Amplitude.

Es gab dazu hier schon einmal einen Thread, siehe 
Beitrag "Strommessung am Kabel".

LG, Sebastian

PS: Im Datenblatt des HMC5883L ist von 75Hz bzw. 160Hz Messfrequenz die 
Rede. Ich erreiche jedoch viel höhere Messgeschwindigkeiten, keine 
Ahnung wieso.

: Bearbeitet durch User
von Ernst P. (fredy15)


Lesenswert?

Danke Sebastian, das werde ich definitiv versuchen!

Für alle die nicht den ganzen relativ langen Thread lesen wollen, ab 
hier wird es interessant: 
Beitrag "Re: Strommessung am Kabel"

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.