Messung der Netzspannung mittels Mikrocontroller

[Mahony (Gast)]

Hallo Leute,

ich hab gerade ein kleines Projekt am Laufen. Ziel ist es Strom und 
Spannung mittels Mikrocontrollers zu messen und damit die 
Scheinleistung, Wirk- und Blindleistung zu berechnen. Die Strommessung 
würde ich über einen Stromwandler mittels Bürden-Widerstand realisieren.

Die Spannungsmessung bereitet mir jedoch Schwierigkeiten:
Hab da an einen Spannungsteiler gedacht der mir die Spannung auf ein 
Hundertstel (also ca. 2,3V)teilt. Ich gehe auch davon aus, dass die 
Netzspannung nicht zu sehr schwankt (+-30V). Probleme bereitet mir die 
galvanische Trennung, da ein Optokoppler mir das Wechselspannungssignal 
zu sehr verzerren würde. Hab auch schon einige Foren zu diesem Thema 
durchgelesen, aber nichts wirklich Brauchbares gefunden....

Könnt ihr mir da weiterhelfen?

[Do D. (dodo89)]

+/- 30 Volt wäre katastrophal o.O

[Jürgen D. (poster)]

Warum kein Trafo dafür verwenden?

[Amateur (Gast)]

Es stimmt zwar, wenn Dominic schreibt 30V währen eine Katastrophe, es 
geht dabei aber um Spannungen die länger anliegen.

Ein kleiner Impuls, z.B. beim Schalten oder Anschließen einer Last, ist 
immer drin.

Hierbei macht sich dann folgender Effekt bemerkbar: Ein A/D-Wandler 
braucht nur Mikrosekunden um ins Nirwana zu gelangen.

[Harald W. (wilhelms)]

Dominic Frank schrieb:

> +/- 30 Volt wäre katastrophal o.O

Naja, +-23V wären normal und zulässig.

[Harald W. (wilhelms)]

Mahony schrieb:

> Die Spannungsmessung bereitet mir jedoch Schwierigkeiten.

Da Du für eine zuverlässige Leistungsmessung mindestens 50mal
pro Periode messen solltest, wäre es zweckmässig, wenn Du auf
Netzspannungspotential messen und digitalisieren würdest und
dann die digitalen Werte über den Optokoppler schickst.
Gruss
Harald

[Mahony (Gast)]

Jürgen D. schrieb:
> Warum kein Trafo dafür verwenden?

Hab da schon einiges durchgeschaut, aber keinen geeigneten Trafo 
(Übertrager) gefunden. Problem beim Trafo ist ja auch die 
Phasenverschiebung, da ich nicht weiß wie konstant diese verschoben 
wird(bei konstanter Phasenerschiebung könnte ichs ja zurückrechnen).... 
Hast du vielleicht irgendeinen Vorschlag für einen Trafo???

Harald Wilhelms schrieb:
> Da Du für eine zuverlässige Leistungsmessung mindestens 50mal
> pro Periode messen solltest, wäre es zweckmässig, wenn Du auf
> Netzspannungspotential messen und digitalisieren würdest und
> dann die digitalen Werte über den Optokoppler schickst.
> Gruss
> Harald

Das hab ich mir auch schon überlegt, aber dann brauch ich für die A/D 
Wandlung eine eigene Versorgung, ein eigenes berührungssicheres Gehäuse 
usw....es wird glaub ich e darauf hinauslaufen, hätte aber auf eine 
"einfachere" Lösung gehofft

[Achim S. (Gast)]

Wieviel willst du dafür ausgeben?

In der 30€-Klasse könnte dieser Baustein was für dich sein:
http://www.digikey.de/product-search/de/sensors-transducers/specialized-sensors/1967395?k=lv20

Intern ist das auch ein closed-loop Stromwandler für kleine Ströme. 
Durch einen 25kOhm Vorwiderstand machst du aus der Netzspannung einen 
definierten Strom, der durch den Sensor läuft. Immerhin kommt man für 
die Spannung auf eine Genauigkeit im 1%-Bereich und vernünftige 
Bandbreiten.

[Frank (Gast)]

Schau doch mal bei http://openenergymonitor.org/emon/modules/emonTxV3 
vorbei, die Jungs dort machen sowas ähnliches ...

[Mahony (Gast)]

ok danke für die Tipps

[Axel S. (a-za-z0-9)]

Dominic Frank schrieb:
> +/- 30 Volt wäre katastrophal o.O

Wieso wäre es katastrophal, wenn die Netzspannung (gemeint ist wohl: 
deren Effektivwert) um +/- 30V schwankt? Wo er doch die Spannung 1:100 
runterteilen will, bevor er sie an seinen µC/dessen ADC legt? Vielleicht 
mal den Rest des Textes lesen? Und erst danach antworten?


XL

[MaWin (Gast)]

Mahony schrieb:
> Die Strommessung
> würde ich über einen Stromwandler mittels Bürden-Widerstand realisieren

Na dann hängt dein uC direkt an Netzspannung, an einer Phase.

> Die Spannungsmessung bereitet mir jedoch Schwierigkeiten:
> Hab da an einen Spannungsteiler gedacht der mir die Spannung auf ein
> Hundertstel (also ca. 2,3V)teilt.

Sollte kein Problem sein.

> Ich gehe auch davon aus, dass die Netzspannung nicht zu sehr
> schwankt (+-30V).

Sie schwankt sogar sehr schnel, von +325 bis -325V in 1/100 Sekunde.

> Probleme bereitet mir die galvanische Trennung

Tja, das Problem hast du schon bei deiner Strommessung. Dort hat es dich 
auch nicht gestört.

Siehe MCP 3903E-SS

[Mahony (Gast)]

MaWin schrieb:
> Sie schwankt sogar sehr schnel, von +325 bis -325V in 1/100 Sekunde.

Jo schon klar, ich hab damit gemeint dass der Effektivwert der Spannung 
relativ konstant bei 230V bleibt...