Hallo,
Ich möchte eine fest installierte Weidezaunüberwachung bauen.
Es gibt Weidezaunprüfgeräte, dieanzeigen können, in welcher Richtung der
Kurzschluss liegt.
Z. B.
http://www.top-reitshop.de/Lister-Zaunpruefer-DV-Z-Digital-Voltmeter-mit-Zaundiagnose-1-Stueck-per-Pack
Leider sind mir diese Prüfgeräte zum Basteln zu teuer.
So etwas möchte ich zwischen zwei Weiden anschließen, sodass der
Bauer sofort sehen kann, auf welcher der Fehler liegt. Das Signal soll
mit einem Mikrocontroller ausgewertet werden und an ein Raspberry Pi
weitergeleitet werden.
Das wäre eine tolle Erfindung. Dann spart man sich Stundenlanges
Ablaufen des Zaunes.
Die Programmierung des Mikrocontrollers ist kein Problem. Ich aber weiß
nicht wie die Richtung vom Kurzschluss gemessen wird. Ich denke dass der
Strom, der durch den Zaun fließt gemessen wird. Der Prüfer von Lister
sieht ja auch fast aus wie eine Stromzange.
Ich habe auch schon danach gesucht, wie an solchen Spannungen der Strom
gemessen wird, doch dies sind ja nur kurze Impulse, die man schlecht
gemessen bekommt.
Hat jemand Ahnung wie das funktioniert?
Hat schon jemand so ein Prüfer aufgeschraubt?
Simeon O. schrieb:> Ich aber weiß> nicht wie die Richtung vom Kurzschluss gemessen wird.
Du musst nur an des magnetische (H-) und an das elektrische (E-) Feld
ankoppeln und beide Momentanwerte, z.B. mit einem Ringmischer
miteinander multiplizieren.
Dann bekommst du je nach Richtung einen positiven oder negativen Impuls.
Beim Blitzeinschlag heisst man das "Schrittspannung". Der
Spannungsunterschied zwischen beiden Füßen kann so groß sein, dass man
einen Stromschlag bekommt. Ein Vogel auf der Hochspannungsleitung ist
noch nicht gefährdet.
Jedenfalls scheint das Gerät die Spannungsdifferenz zwischen zwei
Anschlüssen im Abstand von ca 2-3cm zu messen. Die Stromrichtung bei
Gleichstrom ist klar, man muss nur noch wissen, ob die Hochspannung
positiv oder negativ gegen Erde ist.
Für Wechselspannung gibts aber auch einen Spannungsabfall, nur wie
funktioniert die Auswertung? Man könnte noch als Bezug eine dritte
Elektrode an Erde nehmen?
Ja das hatte ich auch gedacht.
Die übliche Methode heisst Impulsreflektometrie (time domain
reflectometry TDM)
http://de.wikipedia.org/wiki/Zeitbereichsreflektometrie
damit bekommt man nicht die Richtung, aber die Entfernung zum
Kurzschlußpunkt. Mit zwei Messungen im Abstand von ein paar Metern kann
man das aber ausbessern.
Ein Oszilloskop möglichst hoher Bandbreite und ein Rechteckgenerator mit
hoher Anstiegsgeschwindigkeit (z.B. 74AC14) mit BNC-T-Stück an der
Leitung angeschlossen sind die einfachste Bauform.
Kleine Abschätzung: 1 GHz hat eine Periode von 1 ns und eine Wellenlänge
von 30 cm. Ein Oszilloskop mit 300 MHz wird also etwa 1 m
Messgenauigkeit bringen. Das sollte für einen Weidezaun ausreichen, um
einen Kurzschluss zu finden.
Das Thema TDM hatten wir hier schon öfter, dazu gibts die Suchfunktion.
Christoph Kessler (db1uq) schrieb:> Die übliche Methode heisst Impulsreflektometrie (time domain> reflectometry TDM)
Dass der Bauer mit einem Time Domain Reflectometer ausrückt, wenn seine
Viecher abgehauen sind, halte ich doch für ein Gerücht. Und ich glaube
auch nicht, dass Simon sowas fest auf der Weide installieren will/kann,
dafür ist die nötige Technik doch zu hochwertig, TDRs für die Vermessung
von Leiterplatten z.B. kosten mehr als 10 kEuro.
Georg
Simeon O. schrieb:> So etwas möchte ich zwischen zwei Weiden anschließen, sodass der> Bauer sofort sehen kann, auf welcher der Fehler liegt.
Reichen dann nicht ein paar Relais zum auftrennen der Strecken?
Georg schrieb:>> Dass der Bauer mit einem Time Domain Reflectometer ausrückt, wenn seine> Viecher abgehauen sind, halte ich doch für ein Gerücht.
TDR und OTDR sind gängige Verfahren zur Überwachung von Zäunen.
> auch nicht, dass Simon sowas fest auf der Weide installieren will/kann,> dafür ist die nötige Technik doch zu hochwertig, TDRs für die Vermessung> von Leiterplatten z.B. kosten mehr als 10 kEuro.
Nun, dort braucht man ja auch Zeitauflösungen im ps-Bereich. Zäune sind
meist länger als Leiterplatten und so reicht eine entsprechend billig zu
erzielende Zeitauflösung im ns-Bereich.
X4U schrieb:> Simeon O. schrieb:>> So etwas möchte ich zwischen zwei Weiden anschließen, sodass der>> Bauer sofort sehen kann, auf welcher der Fehler liegt.>> Reichen dann nicht ein paar Relais zum auftrennen der Strecken?
Das wäre zu einfach und vor allem zu billig :)
Ohne Mikrocontroller und Raspberry Pi geht heutzutage gar nichts mehr -
fehlt eigentlich nur noch eine Übertragung zum Bauernhandy, wo ihm auf
dem Display die Störungsstelle zentimetergenau dargestellt wird.
Das Gerät aus dem link oben nennt sich doch:
Digital-Voltmeter mit Zaundiagnose
Ich habe mir die Daten von einigen Weidezäunen angesehen und als
Widerstand wird 0.17 bis 2.58 Ohm/Meter angegeben.
Damit düfte bei Hochspannung die Differenz selbst bei den 2cm zwichen
den Kontakten schon im zweistelligen mV Bereich liegen wenn einseitig
ein Erdschluss vorliegt.
Vom Preis her würde ich auch kein TDR vermuten.
Eine Leuchtstoff-Lampe an den Zaun (mit Vorwiderstand oder
Funkenstrecke)
zeigt vor allem bei Dunkelheit mit weit sichtbaren Licht jeden Impuls
an,
das habe ich für meinen Zaun als Kontrolle bei Dunkelheit benutzt.
Simeon O. schrieb:> odass der> Bauer sofort sehen kann, auf welcher der Fehler liegt. Das Signal soll> mit einem Mikrocontroller ausgewertet werden und an ein Raspberry Pi> weitergeleitet werden.> Das wäre eine tolle Erfindung. Dann spart man sich Stundenlanges> Ablaufen des Zaunes.
Das wird den Bauern sicher interessieren, über PC dann die
voraussichtliche,
berechnete Länge bis zum Kurzschluß festzustellen !
Was soll denn Dein ominöses Gerät kosten?
Simeon O. schrieb:> Hallo,> http://www.top-reitshop.de/Lister-Zaunpruefer-DV-Z...>> Leider sind mir diese Prüfgeräte zum Basteln zu teuer.
Ich bitte dich, 117 Euro. Das Pferd auf der Weide ist deutlich teuerer,
selbst eine ordentliche Milchkuh ist wesentlich wertvoller.
Was sind da 120 Ocken für das Teil.
> Ich habe auch schon danach gesucht, wie an solchen Spannungen der Strom> gemessen wird, doch dies sind ja nur kurze Impulse, die man schlecht> gemessen bekommt.
Macht man mit Spitzenwertdetektor. Kannst du digital oder in kruder
Analogtechnik aufbauen, beides funktioniert. Der Impuls ist im
Mikrosekundenbereich, das sit schon recht lang.
> Hat jemand Ahnung wie das funktioniert?
ja .-)
> Hat schon jemand so ein Prüfer aufgeschraubt?
Ja, ich.
Drin ist: Ein Spitzenwertdetektor für die ungefähre Zaunspannung am Ort,
die dann via 2 stelliger Digitalanzeige angezeigt wird. Da die DIN-Norm
für derartige WZ Systeme einen 5 kV Puls vorsieht, reicht ein Meßbereich
bis 9,9 (kV) bequem aus. Man könnte das natürlich auch in beliebigen
Einheiten kalibrieren/skalieren .-)
Die Richtungsänderung: Delta-U, wie Hp-freund shcon richtig beschrieben
hat. Das ergibt mittels des WZ-Draht-widerstnades einen Strom, dessen
Richtung... der Rest sollte klar sein.
Sofern Dich für Dein Projekt nur interessiert, welche der beiden
Weidedrähte einen Erdschluß hat: Du mußt das dann 2x aufbauen, und
nach dem Verzweigungspunkt je ein Gerät installieren.
Wenn aus dem "Stall, Scheune" nur ein Draht rausgeht und sich das
draußen an der Koppel verzweigt: Dann vergiß das Du Dein Gerät in der
Scheune plazieren kannst - das geht dann nicht mit diesem System. TDR
wäre in diesem Fall auch keine (eindeutige) Lösung.
Danke für die vielen Antworten!
Der Link zu dem PDF ist wirklich gut, darin ist wirklich genau das, was
ich suche. Es ist so gut beschrieben mit Schaltung und Code. Das werde
ich bauen.
In dem Link von hp-freund wird doch die Richtung durch eine Spule und
Spitzenwertdetektor gemessen. Ist das denn nicht einfacher?
Time domain reflectometry wäre wirklich toll, ist aber für mich wohl
nicht machbar und zu teuer. Ein Oszilloskop mit so großer Bandbrite habe
ich nicht. Ich kenne aber auch einige Amateurfunker, die mir dabei
vielleicht helfen könnten. Auch wenn kein Gerät daraus wird, ist es
interessant das zu untersuchen, ob das überhaupt möglich ist.
Der Zaun ist viele Kilometer lang und geht über viele Weiden. Eine
Genauigkeit darüber auf welcher Weide sich der Kurzschluss befindet
reicht schon. Sonst muss man immer den Zaun an unterschiedlichen Stellen
auftrennen und sehen ob der Kurzschluss immer noch besteht.
Mein Plan ist es, zwischen jeder Weide die Richtung vom Kurzschluss zu
Messen und dann mit dem Raspberry Pi auswerten und anzeigen auf welcher
der Fehler liegt.
Mit dem Relais ist das meiner Meinung nach zu Aufwendig. Es müsste dann
automatisch getrennt und getestet werden ob noch Spannung drauf ist. Ich
denke, es würde bei einem normalen Relais ein Funkenüberschlag zwischen
den Kontakten geben.
Ich werde erstmal eine Box Bauen. Für die eine Box will ich nicht mehr
als 180€ (ohne Raspberry PI)ausgeben, aber ich kenne es schon, wenn man
erstmal an einem Projekt ist, gibt man am Ende doch mehr Geld aus, als
man geplant hat.
Stimmt, 117 Euro für den Prüfer ist nicht teuer, wenn ich mir das
richtig überlege.
Simeon O. schrieb:> Ein Oszilloskop mit so großer Bandbrite habe> ich nicht. Ich kenne aber auch einige Amateurfunker, die mir dabei> vielleicht helfen könnten. Auch wenn kein Gerät daraus wird, ist es> interessant das zu untersuchen, ob das überhaupt möglich ist.
Da reicht (für das was Du oben beschreibst) ein 30..100 MHz Analogscope,
z.B. ein Tektronix 465B oder 2215
und der Klassiker des DIY:
http://www.epanorama.net/circuits/tdr.html
Das ist genau die Veröffentlichung, die ich meinte, mit 74AC14 und
BNC-T. Man sollte nur vor der Messung die Hochspannung abschalten. Die
74AC... sind besonders empfindlich.
Der Link vom hp-freund ist ja wirklich sehr ausführlich, der Autor hat
sich richtig Mühe gegeben.
