Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Hohe Ströme durch Spule berechnen bzw messen


von Kalle (Gast)


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Guten Tag
Ich würde sehr gerne mit dem Arduino Ströme bis zu 250 A messen. Da 
dieser das nicht ohne weiteres kann und ich ungern die Isolierung der 
Kabel aufschneiden will um die abfallende Spannung über eine bestimme 
Kabellänge zu messen umdadurch rückwirken Aufschluss über den vorhanden 
Strom zu bekommen, dachte ich mir, dass es auch über ein mehrmals um den 
Leiter gewickeltes Kabel gehen muss. Jedes Kabel erzeugt ja ein 
Magnetfeld. Doese Feld sollte doch über eine Spule die sich den 
Leiterbefindet einen strom bzw eine. spannung induzieren. Der in die 
Spule induzierte Strom könnte nun vom Arduino gemessen werden umd mir 
Aufschluss über den im Leiter vohandenen zu geben. Ich hoffe ich habe 
mich klar ausgedrückt ist mein erster Post den ich schreibe und noch 
nicht so ganz mit dem ganze vertraut.
Meine Frage ist nun wie ich das berechnen kann. Ich habe bereits 
gegolgelt weis aber nicht wie ich die Formel aufstellen soll jeweils 
nach dem H umstellen und gleichsetzen?
Die Rogowiskispule würde ich ungern benutzen. Die zusätzliche Elektronik 
schreckt mich ab kann man meine Idee nicht mit einer normalen Spule 
direkt an den Arduino realisieren? Ich will es nicht soo genau messen so 
grob 10% Abweichung ist gar kein Problem
Lg
kalle

von Hp M. (nachtmix)


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Kalle schrieb:
> dachte ich mir, dass es auch über ein mehrmals um den
> Leiter gewickeltes Kabel gehen muss.

Ein solcher Draht hat leider die falsche Richtung, denn er verläuft ja 
im Wesentlichen in Richtung der Magnetfeldlinien und nicht quer dazu.
Da wird also fast nichts induziert.
...aber vielleicht von fremden Leitern mit günstigerer Orientierung...


Die Rogowski Spule ist schon nicht schlecht, denn sie zeigt keine 
Sättigungserscheinungen, wie sie bei so großen Strömen in Eisenkernen 
auftreten.

Vor dem bischen Elektronik für den Verstärker sollest du dich nicht 
fürchten, denn die brauchst du auch bei anderen Lösungen, etwa über den 
Hall-Effekt oder mittels magnetooptischer Effekte.
Sogar ein simpler Meßwiderstand erzeugt nur ein paar mV, wenn das nicht 
zu einer riesigen Verlustleistung mit all den Kühlproblemen führen soll.

von stef (Gast)


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AC oder DC Strom?

von Possetitjel (Gast)


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Hp M. schrieb:

> Kalle schrieb:
>> dachte ich mir, dass es auch über ein mehrmals um den
>> Leiter gewickeltes Kabel gehen muss.
>
> Ein solcher Draht hat leider die falsche Richtung, denn er
> verläuft ja im Wesentlichen in Richtung der Magnetfeldlinien
> und nicht quer dazu. Da wird also fast nichts induziert.
> ...aber vielleicht von fremden Leitern mit günstigerer
> Orientierung...

Naja, und außerdem hat ein übliches "Kabel" nicht nur einen
Hin-, sondern auch einen Rückleiter. Man überlege sich, was
das auf das Magnetfeld außerhalb der Leitung für Auswirkungen
hat...

Falls mit "Kabel" eine Einzelader gemeint war, trifft mein
Einwand natürlich nicht zu.

von F. F. (foldi)


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Shunt?

Wird bei jedem Ladegerät so gemacht.

von MaWin (Gast)


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Kalle schrieb:
> Ich will es nicht soo genau messen

Ist es denn (50 Hz) Wechselstrom ?

Gleichstrom geht nicht per Spule.

Rogowiskispule braucht keinen Verstärker, ein uC misst hochohmig genug, 
du brauchst nur ausreichend viele Windungen, mechanisch exakt.

Einfacher einen Stromwandeltrafo fertig kaufen
https://www.darisusgmbh.de/shop/product_info.php/info/p48797_AC1200-----Stromwandler-1000-1-200A.html

Für Gleichspannung gibt es Hallsensoren.

von Possetitjel (Gast)


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F. F. schrieb:

> Shunt?
>
> Wird bei jedem Ladegerät so gemacht.

Wollte der TO nicht. Kann ich bei 250A auch verstehen...

1mOhm sind über 60W Verlustleistung.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Possetitjel schrieb:
> F. F. schrieb:
>
>> Shunt?
>> Wird bei jedem Ladegerät so gemacht.
>
> Wollte der TO nicht. Kann ich bei 250A auch verstehen...
> 1mOhm sind über 60W Verlustleistung.

Und? Spricht irgend etwas dagegen, einen kleineren Widerstand zu nehmen? 
Gibt es ein Gesetz, daß ein Shunt nicht niederohmiger als 1mR sein darf?

Ansonsten wurde eigentlich alles gesagt: für Wechselstrom ist ein Strom- 
wandlertrafo (selber gebaut oder fertig gekauft) meist die günstigste 
Variante. Wenn es auch DC-tauglich sein muß, bleibt ein Shunt oder 
(teuer) ein Hall-Sensor.

von Noch einer (Gast)


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Wenn es nicht unbedingt selbst gewickelt sein muss...

So etwas wird unter dem Namen Aufsteck-Stromwandler verkauft. Das 
Datenblatt beantwortet dann deine Frage.

von Kalle (Gast)


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zuerst einmal vielen vielen Dank fuer soviele Antowrten. Haette nie 
gedacht, dass ich so viel Hilfe bekomme. Einen Shunt hatte ich auch 
eingeplant jedoch miesstr ich dazu das Kabel oeffnen. Ich will aber 
keine Probleme mit der Garantie des Reglers bekommen. Bei einem Shunt 
wuerde zusaetzlich Leistung abfallen die bei 250A doch recht 
hochausfallen wuerde dachte dass das auch der Grund ist warum man Kabel 
so kurz wie moeglich machen sollte.
Bei meinem Aufbau handelt es sich um Gleichstrom. Ich habe hier noch 
Halleffektsensoren rum liegen  mit denen ich die Drehzahl meines 
Fahrzeugs messe. Wie kann ich mit denen die Stromstaerke messen die 
geben mir doch nur eine 0 oder ne 1 oder meint ihr einen Analogen?
Es gibt ja so Zangen mit denen man den Strom in einem Kabel relativ 
genau messen kann. Gibt ds solche Zangen vll als billigversion fuer den 
Arduino mit dem ich den Wert dann auslesen kann?
Gruesse und danke an alle!

von Ulrich F. (Gast)


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Kalle schrieb:
> Wie kann ich mit denen die Stromstaerke messen die
> geben mir doch nur eine 0 oder ne 1 oder meint ihr einen Analogen?
Ist doch irgendwie logisch, oder?
(auch wenn ich jetzt nicht so der große Strommesser bin...)

von dunno.. (Gast)


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Auch wenns irgendwie Werbung ist:
Die Firma LEM hat da eigentlich für alle Anwendungen was sehr 
brauchbares.
Kostet natürlich Geld..

Auf die schnelle: HC2F250-S CLIPS

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Kalle schrieb:

> Einen Shunt hatte ich auch
> eingeplant jedoch miesstr ich dazu das Kabel oeffnen. Ich will aber
> keine Probleme mit der Garantie des Reglers bekommen. Bei einem Shunt
> wuerde zusaetzlich Leistung abfallen die bei 250A doch recht
> hochausfallen wuerde

Wenn man keine hohen Anforderungen an die Temperaturstabilität hat, dann 
kann man das Kabel selber als Shunt nehmen. Man braucht dazu nur zwei 
Enden eines beliebigen Verbindungskabels zu kontaktieren. Die Spannung 
zwischen den Kabelenden ist proportional zum Strom und zum (unbekannten) 
Widerstand des Kabels. Man muß das Ganze also einmal kalibrieren.

Und man muß damit leben, daß der Widerstand eines Kabels aus z.B. Kupfer 
temperaturabhängig ist. Ob das stört, hängt natürlich davon ab wie genau 
das Ganze sein soll und bei welchen Temperaturen es funktionieren soll. 
Eine unabhängige Messung der Temperatur und Berücksichtigung der selben 
wäre ja auch noch möglich.

von Schreiber (Gast)


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Kalle schrieb:
> Bei meinem Aufbau handelt es sich um Gleichstrom. Ich habe hier noch
> Halleffektsensoren rum liegen  mit denen ich die Drehzahl meines
> Fahrzeugs messe. Wie kann ich mit denen die Stromstaerke messen die
> geben mir doch nur eine 0 oder ne 1 oder meint ihr einen Analogen?

mit den vorhandenen: gar nicht

Dafür gibts Gleichstromwandler mit Hallsensor. Die Teile sehen aus wie 
ein Stromwandler für Wechselstrom, funktionieren aber anderst und 
benötigen zusätzlich noch eine eigene Stromversorgung
Am Aufgang liefern die Teile einem dann eine zum Strom proportionale 
Spannung.

Das sieht dann etwa so aus und ist für unterschiedliche Messbereiche in 
unterschiedlicher bauform erhältlich:
http://www.conrad.de/ce/de/product/505261/Linearer-direktabbildender-Stromsensor-CSLA-Serie-Honeywell-CSLA1CH-8-16-VDC?ref=searchDetail
http://www.conrad.de/ce/de/product/505263/Stromsensoren-CSN-Serie-Honeywell-CSNP661-12-15-V-?ref=list

von Kevin (Gast)


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Kannst du denn das kabel durch einen Ring durchziehen? Wenn ja, würde 
ich einen Stromsensor empfehlen, wie von Honeywell die CSCA0300.
http://www.digikey.de/product-detail/de/CSCA0300A000B15B01/480-5975-ND/3540855

von Peter R. (pnu)


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Beim Chinesen gibt es Module, die den  ACS712ELCTR-20A chip , einen 
Hall-Effekt Sensor verwenden. Wenn Du solch ein Modul auf den 
250-A-Leiter bindest oder klebst, wird er die 250A-Messbereich bringen, 
ohne dass Du die eigentlichen Stromanschlüsse für 20 A benutzen musst. 
Es kommt halt nur auf Deine Ansprüche bezüglich Messgenauigkeit an.

von Wolle G. (wolleg)


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such mal Strommesszange
z.B. https://de.wikipedia.org/wiki/Zangenstrommesser. Dort wird auch das 
Messprinzip erläutert, welches sich evtl. für eigene Anwendung 
umstricken lässt.
Diese Geräte sind in der Regel für höhere Ströme geeignet.

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