Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Leistungsmessung für Monitoring im 230-V-Netz


von Jan P. (erg0)


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Mahlzeit zusammen,

bei meiner Suche nach Hilfestellungen um die Leistung im 230 V Netz zu 
messen bin ich auf folgenen Threat gestoßen:
Beitrag "AVR Spannung und Strom an ca. 230VAC messen"

Die im Beitrag von "Frank K." genannten Bauteile habe ich mir einmal 
näher angesehen: Cirrus CS5462, ADI ADE7753 oder STM STPM01

Der erste fällt direkt raus, weil zu groß, die anderen beiden kommen in 
Frage.

Falls sich mal jemand die Datetblätter dazu angucken möchte, was genau 
sagt mir die Angabe "Gain" bei den Kanälen?

Welchen würdet ihr empfehlen?
Dazu mein Anwednungszweck:

Ich möchte ganz gerne ein Monitoring meiner Wohnung vornehmen. Das ganze 
findet im Rahmen einer Steuerung statt: Es sollen so Sachen wie Licht, 
Heizung ganz nach dem Motto SmartHome gesteuert werden. Am Ende soll 
dann ein großer Strich gezogen werden und die tatsächlich eingesparte 
Energie beziffert werden können. Und das wichtigste ist: Wo ist diese 
Energie eingespart worden?
Außerdem soll noch eine Solaranlage mit Eigenverbrauch integriert 
werden, dafür soll gemessen werden wie viel Leistung kam aus der Anlage, 
wie viel musste aus dem Netz genommen werden.


Meine ursprüngliche Idee:
Spannung und Strom über Shunts messen, beides per AD-Wandler in 
mikrocontroller holen, die Phasenverschiebung messen, gleichzeit Beträge 
von Strom und Spannung messen --> Leistung bestimmen.
Die Auflösung des AtMega32 sollte genügen, aber wozu die Arbeit machen, 
wenn es tolle Bauteile gibt die für einen rechnen und nur noch 
ausgelesen werden müssen?! :)


Also was empfehlt ihr mir? Welches Bauteil würdet ihr nehmen?
Oder gar eine ganz andere Lösung?

Ich bin gespannt,

viele Grüße

ergo

von gvs (Gast)


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Modernen Drehstromzähler nehmen, die haben einen Ausgang zum Abgreifen 
dieser Informationen. Weiteres mit dem Elektriker des Vertrauens und dem 
EVU besprechen (man sollte da nicht einfach rumpfuschen). Beim Bau der 
PV-Anlage ergibt sich das vermutlich von selbst (wenn man nachfragt).

von Jan P. (erg0)


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Einen "modernen" Drehstromzähler nehmen geht nicht ganz so einfach wie 
du dir das vorstellst, die haben zufälligerweise eine 
Datenverschlüsselung.

Was genau hat es mit rumpfuschen zu tun?
Jeder darf seine Geräte ein- und ausschalten wie er will, da muss ich 
das EVU nicht fragen. Ob ich den Stromverbrauch meiner Geräte messe ist 
auch meine Entscheidung, genauso wie die Art der Messung, es liegt 
keinerlei Eingggriff in das Stromnetz vor.
Falls dir das Wort "Inselnetz" etwas sagt, muss bezüglich der PV-Anlage 
gar nichts abgesprochen werden, denn diese speist schließlich nicht ins 
Netz ein. Es gibt da tolle Dinger, die übrigens nach Industriestd. 
gebaut sind, die bei einem Spannungseinbruch einfach aufs Netz 
umschalten, eine entsprechende Prüfung hat der Hersteller vorgenommen 
und sie sind somit unbedenklich im Einsatz.


Danke vielmals.


Hat noch jemand vernünftige Antworten?
In der Wahl des Mikrocontrollers bin ich übrigens frei, bevorzuge aber 
einen AtMega32

von Gebhard R. (Firma: Raich Gerätebau & Entwicklung) (geb)


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Die Messung des Stroms über Shunts ist jetzt keine gute Idee. Das macht 
Ärger. Nimm lieber Stromwandler, die sind dann potentialfrei,du brauchst 
nix auftrennen und sooo teuer sind die auch wieder nicht.

Grüsse

von Jan P. (erg0)


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Gebhard Raich schrieb:
> Die Messung des Stroms über Shunts ist jetzt keine gute Idee. Das macht
> Ärger. Nimm lieber Stromwandler, die sind dann potentialfrei,du brauchst
> nix auftrennen und sooo teuer sind die auch wieder nicht.
>
> Grüsse

Das ist wohl wahr, habe ich auch schon dran gedacht, allerdings muss ich 
dann alles selber machen.
Wäre es nicht sinniger ein fertiges Bauteil zu nehmen? Ich habe meine 
Bedenken bei der Bestimmung von cosphi....
Auch vor dem Hintergrund, dass ich mehrere einbauen will, da nimmt der 
Stromwandler schon mehr Platz weg..

von Gebhard R. (Firma: Raich Gerätebau & Entwicklung) (geb)


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Kalibrieren musst du das Ding sowieso. Einmal mit einem bekannten 
Widerstand, und einmal z.B. mit einem Kondensator. Die Stromwandler sind 
übrigens nicht gerade extra groß, LEM hat da z.B. tonnenweise solches 
Zeugs.
Grüsse

von RP6conrad (Gast)


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In 230 V die Leistung vermessen ist am einfachste mit eine sogenannte 
SO-Pulzzahler : http://bg-etech.de/os/product_info.php?products_id=173
Das Teil ist billig und CE-zertifiziert, geht bis 50A. Die Schnittstelle 
ist mit ein Optokoppler komplett getrennt, kan gleich mit eine µ 
ausgewertet werden.

von Jan P. (erg0)


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RP6conrad schrieb:
> In 230 V die Leistung vermessen ist am einfachste mit eine sogenannte
> SO-Pulzzahler

Perfektes Gerät, aber für ein "Spaßprojekt" doch etwas teuer...

ICh versuchs mal mit dem Wandler und probier mal etwas rum. Ich gebe 
noch mal Bescheid wie ichs gemacht habe. Parallel probiere ich auch mal 
beide von den Bauteilen aus dem ersten Post aus.

Über weitere Anregungen freue ich mich trotzdem weiterhin

von Frank K. (fchk)


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Gebhard Raich schrieb:
> Die Messung des Stroms über Shunts ist jetzt keine gute Idee. Das macht
> Ärger. Nimm lieber Stromwandler, die sind dann potentialfrei,du brauchst
> nix auftrennen und sooo teuer sind die auch wieder nicht.

Dann hat er immer noch das Problem mit der Spannungsmessung.

fchk

von Frank K. (fchk)


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Jan Phillip schrieb:

> Spannung und Strom über Shunts messen, beides per AD-Wandler in
> mikrocontroller holen,

ok

> die Phasenverschiebung messen, gleichzeit Beträge
> von Strom und Spannung messen --> Leistung bestimmen.

So macht man es eben NICHT. Der einzuschlagende Weg geht über das 
kontinuierliche synchrone Abtasten der Augenblickswerte von Strom und 
Spannung, Multiplikation und Aufintegrieren über mehrere Perioden und 
Division durch die Integrationszeit. Das, was dann herauskommt, ist für 
jede beliebige Wellenform gültig und nicht auf den Sinusfall beschränkt.

So arbeiten die fertigen Bausteine auch.

> Die Auflösung des AtMega32 sollte genügen, aber wozu die Arbeit machen,
> wenn es tolle Bauteile gibt die für einen rechnen und nur noch
> ausgelesen werden müssen?! :)

Normalerweise macht man das mit einem MCP3911 Analog-Frontend und einem 
dsPIC33 dahinter. Es gibt von Microchip fertige Referenzdesigns. 
Dazwischen einen ADuM1401 für die galvanische Trennung, und gut ists. 
Dann darfst Du selber rechnen.

TI hat integrierte Lösungen auf MSP430X-Basis, aber das empfehle ich Dir 
mangels galvanischer Trennung nicht, weil der MSP da selber auch auf 
Netzpotential liegt. Microchip und Maxim haben auch ähnliches, aber 
gleiches Problem. Besser den AFE galvanisch abtrennen als das gesamte 
System zur Sperrzone zu erklären.

fchk

von ... (Gast)


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Jan Phillip schrieb:
> Einen "modernen" Drehstromzähler nehmen geht nicht ganz so einfach wie
> du dir das vorstellst, die haben zufälligerweise eine
> Datenverschlüsselung.
Quatsch.
Die geben über eine serielle IR-Schnittstelle sogenannte OBIS-Codes aus. 
Entweder in Klarschrift oder binär codiertes SML. Alle Protokolle liegen 
offen.

von Jan (Gast)


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... schrieb:
> Quatsch.
> Die geben über eine serielle IR-Schnittstelle sogenannte OBIS-Codes aus.
> Entweder in Klarschrift oder binär codiertes SML. Alle Protokolle liegen
> offen.

Mag sein, anderes Thema. Außerdem ist der Zähler für diesen Einsatzzweck 
unbrauchbar.....

von fchk (Gast)


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