Hallo, für ein Projekt möchte ich mit Hilfe eines Mikrocontrollers die Spannung und den aktuell fließenden Strom an einer 230V-Steckdose messen. Dabei ist eine vollständige galvanische Trennung wichtig (auch keine Masseverbindung). Da gäbe es verschiedene Lösungen (z.B. Schaltkreise auf Basis des Hall-Effekts oder induktive Stromwandler), ich hatte aber eine einfachere Idee, und wollte fragen, ob das so klappen könnte. Im Anhang ist mein Vorschlag dargestellt. Die galvanische Trennung erfolgt einfach durch drei (entsprechend spannungsfeste) Folienkondensatoren, die nur den AC-Anteil der Netzspannung übertragen. Die Spannung wird über einen Spannungsteiler auf Kleinsignal-Level gebracht, der Strom wird als Spannungsabfall über einem Shunt-Widerstand gemessen, der in Reihe zur Last geschaltet ist. Um Effektivwerte des Wechselstroms zu erhalten, würde ich mit dem µC einfach ca. 1000 mal pro Sekunde messen, und dann mitteln. Würde das so funktionieren? Welche Nachteile hat die Lösung gegenüber den (komplizierteren) Lösungen mit Halleffekt-IC oder Stromwandler? Grüße, Martin P.S.: Bitte keine Hinweise wie "Netzspannung ist gefährlich", bin relativ erfahren mit solchen Aufbauten.
Angehängte Dateien:
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Galvanische_Trennung.png
150 KB
Martin schrieb: > P.S.: Bitte keine Hinweise wie "Netzspannung ist gefährlich", bin > relativ erfahren mit solchen Aufbauten. Nein, absolut nicht, dann wuerdest Du diese Frage so nicht stellen. Da fehlen ja die elementarsten Grundlagen. Netzstrom (hervorgerufen durch Netzspannung) ist immer dann gefaehrlich, wenn der Strom durch den Koerper fliessen kann. Dann zeichne Dich selbst mal in deinen Plan hinein, eine Hand an Deiner Masse und eine Hand am Wasserhahn. Wo fliesst dann der Strom lang? wendelsberg
Ja, einverstanden, man sollte den 100:1-Spannungsteiler auf die linke Seite des Plans ziehen. Dann müsste man nur noch sicherstellen, dass Phase und Nullleiter sich nie vertauschen, also der Nullleiter auch wirklich der ist :-) Dann wäre es berührungssicher. Ich sehe ein, dass das Konzept einige erbliche Schwächen hat.
Kreuzchentest:
[ ] Ich weis was ein Y Kondenstor ist und wann man Ihn verwendet.
[ ] Ich habe Erfharung mit Luft und Kriechstrecken sowie den zugehörigen
Sicherheitsnormen.
[ ] Ich kann Schaltungen ESD, Burst und Surgefest auslegen
[ ] Ich habe schon eimal etwas von Isolierverstärkern gehört und kenne
die Produkte von Avago und Texas Instruments
>Da fehlen ja die elementarsten Grundlagen.
oh ja,
In den Fragen sollten genug Stichworte enthalten sein um Dich weiter
voranzubringen.
viel Erfolg
Hauspapa
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Ich gebe zu, dass ich die hämischen Kommentare selbst zu verschulden habe, durch das Zeigen dieser gänzlich unausgegorenen Idee (war halt'n einfacher Denkfehler) :-) Daraus gleich zu schlussfolgern, dass der Fragesteller generell keine Ahnung hat, ist halt mal wieder typisch Internet-Forum. Ich habe z.B. immerhin schon mal ein 400W-HF-Schaltnetzteil selbst berechnet, konzipiert und aufgebaut. Läuft bis heute. Aber hauptsache mal dem anderen völlige Ahnungslosigkeit unterstellt. Na ja, wie gesagt, ich habe das ja (unabsichtlich) durch die dumme Frage provoziert. Kann geschlossen werden hier.
Martin schrieb: > Um Effektivwerte des Wechselstroms zu erhalten, würde ich mit dem µC > einfach ca. 1000 mal pro Sekunde messen, und dann mitteln. Du solltest dir auch noch einmal überlegen, wie man den Effektivwert berechnet.
AMC1200 von TI wollte ich Dir wirklich ans Herz gelegt haben. viel Erfolg Hauspapa
S. K. schrieb: > AMC1200 von TI wollte ich Dir wirklich ans Herz gelegt haben. > > viel Erfolg > Hauspapa Danke. Macht ja echt einen guten Eindruck. Gibt's leider nicht bei Reichelt/Conrad/co. Vielleicht muss ich dann doch mal bei Mouser bestellen. Knapp 6 Euro pro Stück ist halt kein Schnäppchen, aber da kommt man dann wohl nicht drum herum. Billiger sind die Halleffekt-basierten ICs auch nicht. > Du solltest dir auch noch einmal überlegen, wie man den Effektivwert > berechnet. Keine Sorge, weiß ich. "Mitteln" war salopp ausgedrückt, ich meine kein arithmetisches Mittel.
Martin schrieb: > Im Anhang ist mein Vorschlag dargestellt. Die galvanische Trennung > erfolgt einfach durch drei (entsprechend spannungsfeste) > Folienkondensatoren, die nur den AC-Anteil der Netzspannung übertragen. NEIN NEIN NEIN NEIN NEIN UND NOCHMALS NEIN!!!!!!!! DAS IST KEINE GALVANISCHE TRENNUNG!!!!!!! Und ja, die Großschreibung ist Absicht, denn das Ding ist lebensgefährlich! Xc = 1/(j*omega*C) = 1/(j*2*pi*f*C) = 3,18kOhm I = U/R = (230V * sqrt(2)) / 3,18kOhm = 100mA. Und 100mA an bei knapp 300V können tödlich sein!
Technisch machbar ist das vom Prinzip her schon, allerdings sind die Kondensatoren zu groß. Wenn du die Kondensatoren klein genug machst, könntest du damit die Stromstärke auf einen ungefährlichen Wert begrenzen. Besser ist es aber, über den Einsatz von Trafos/Übertragern nachzudenken. Gruß, thoern
Martin Schwaikert schrieb: > NEIN NEIN NEIN NEIN NEIN UND NOCHMALS NEIN!!!!!!!! > DAS IST KEINE GALVANISCHE TRENNUNG!!!!!!! Ist ja gut. Ich hab doch schon eingesehen, dass es eine Schnapsidee war :-)
Martin Schwaikert schrieb: > NEIN NEIN NEIN NEIN NEIN UND NOCHMALS NEIN!!!!!!!! > DAS IST KEINE GALVANISCHE TRENNUNG!!!!!!! und wiki sagt uns: http://de.wikipedia.org/wiki/Galvanische_Trennung [Kapazitive Trennung] Kondensatoren können durch Ladungsverschiebung Wechselgrößen hindurchlassen, Gleichgrößen dagegen nicht. Somit können Kondensatoren ebenfalls zur potentialfreien Signaltrennung eingesetzt werden. eine Galvanische ist es schon, nur keine für die Sicherheit.
Peter II schrieb: > Martin Schwaikert schrieb: >> NEIN NEIN NEIN NEIN NEIN UND NOCHMALS NEIN!!!!!!!! >> DAS IST KEINE GALVANISCHE TRENNUNG!!!!!!! > > und wiki sagt uns: > > http://de.wikipedia.org/wiki/Galvanische_Trennung > [Kapazitive Trennung] > Kondensatoren können durch Ladungsverschiebung Wechselgrößen > hindurchlassen, Gleichgrößen dagegen nicht. Somit können Kondensatoren > ebenfalls zur potentialfreien Signaltrennung eingesetzt werden. > > eine Galvanische ist es schon, nur keine für die Sicherheit. Das war auch genau mein Denkfehler. Einfach nicht zu Ende gedacht. Bitte jetzt keinen Streit anfangen wegen einer Idee, die schon beerdigt wurde :-)
Mein Phasenprüfer mit Glimmlampe und Widerständen hat auch keine galvanische Trennung :-)
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Jaja, da posaunen sie wieder alle hinaus in die Welt... Was denkt ihr, wie z.B. Kondensatornetzteile funktionieren?
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T. Thoern schrieb: > Jaja, da posaunen sie wieder alle hinaus in die Welt... > Was denkt ihr, wie z.B. Kondensatornetzteile funktionieren? ein normaler Trafo funktioniert auch und hat eine Galvanisch Trennung. Oder was wolltest du uns sagen?
T. Thoern schrieb: > Was denkt ihr, wie z.B. Kondensatornetzteile funktionieren? Und Du hast schon einmal ein Kondensatornetzteil mit galvanischer Trennung gesehen? Nur weil Du es nicht verstehst, wird es nicht richtiger, wenn Du auf Deiner Meinung beharrst. Nochmal zum Mitschreiben; Jede Form von Kondensatortrennung schafft keine galvanische Trennung und ist damit bei Beruehrung der damit verbundenen Schaltung lebensgefaehrlich. wendelsberg
Fragt sich, we wendelsberg schrieb: > Nur weil Du es nicht verstehst, wird es nicht > richtiger, wenn Du auf Deiner Meinung beharrst. > Nochmal zum Mitschreiben; Jede Form von Kondensatortrennung schafft > keine galvanische Trennung und ist damit bei Beruehrung der damit > verbundenen Schaltung lebensgefaehrlich. Fragt sich, wer hier was nicht versteht. Durch Arroganz werden deine Falschaussagen nicht korrekter. Außerdem, schon mal was von Schutzisolierung gehört? Peter II hat den Sachverhalt schon richtig dargestellt! Kannst dich ja nochmal schlau machen. Ist nicht schlimm, wenn du da nicht Bescheid weißt. Man kann ja nicht alles wissen :-)
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