Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Potentialfrei Spannung messen


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von Steven K. (cu1990)


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Hallo,

ich bin beim Aufbau eines Messsystems auf ein Problem gestoßen...

ich möchte gerne DC Spannungen (50-150V) potentialfrei am Eingang messen 
und diese Spannung nach Möglichkeit auch für einen A/D Wandler auf < 5V 
runterwandeln.

Ist so etwas möglich und wenn ja, welche Bauteile wären dafür nötig?

Für hilfreiche Tipps wäre ich sehr dankbar!

Viele Grüße
Steven

von Old P. (Gast)


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Steven K. schrieb:
> Hallo,
>
> ich bin beim Aufbau eines Messsystems auf ein Problem gestoßen...
>
> ich möchte gerne DC Spannungen (50-150V) potentialfrei am Eingang messen
> und diese Spannung nach Möglichkeit auch für einen A/D Wandler auf < 5V
> runterwandeln.
>
> Ist so etwas möglich und wenn ja, welche Bauteile wären dafür nötig?
>
> Für hilfreiche Tipps wäre ich sehr dankbar!
>
> Viele Grüße
> Steven

Du möchtest ein Potential potentialfrei messen..... Naja....
Mit Aufwand geht das durchaus:
1. Messgröße (Potential) umwandeln in (z.B.) Licht
2. Licht zurückwandeln in Deine Messgröße
Beides kann man mit Optokopplern erreichen.
Oder in ein Magnetfeld, oder in eine Wechselspannung und mit Trafo 
übertragen
Da gibt es viele Möglichkeiten, allen gemeinsam ist aber eine gewisse 
Unliniarität, Du wirst also Wandlerfehler bekommen.

Oder sollten wir hier eine fertige Schaltung oder Baugruppen posten?

Old-Papa

von pcrom (Gast)


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Vielleicht einfacher um ADC an die DC spannungsseite zu setzen und 
seriele (und power) signale zwischen uC und ADC zu isolieren

von Erwin D. (Gast)


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pcrom schrieb:
> Vielleicht einfacher um ADC an die DC spannungsseite zu setzen und
> seriele (und power) signale zwischen uC und ADC zu isolieren

Richtig. Dafür gibt's z.B. die ADuM's...

von Joachim B. (jar)


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Steven K. schrieb:
> ich möchte gerne DC Spannungen (50-150V) potentialfrei am Eingang messen
> und diese Spannung nach Möglichkeit auch für einen A/D Wandler auf < 5V
> runterwandeln.

falsche Reihenfolge,

50-150V -> Spannungsteiler oder Messwandler
AD < 5V ATmega8 Arduino oder µC nach Belieben

potentialfrei -> SIM1 DC/DC Wandler mit 4 Beine zm Trennen.

Ergebnis abschicken seriell mit Optokoppler

von Harald W. (wilhelms)


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Steven K. schrieb:

> ich möchte gerne DC Spannungen (50-150V) potentialfrei am Eingang messen
> und diese Spannung nach Möglichkeit auch für einen A/D Wandler auf < 5V
> runterwandeln.

Du meinst wahrscheinlich galvanisch getrennt. Dafür gibts passende
Meßwandler z.B. von der Firma Knick. Wenn Du selbst bauen wllst,
ist es am besten, wenn Du auf der "Hochspannungsseite" einen pas-
senden AD-Wandler einsetzst und dessen Digitalsignal über Opto-
koppler an Deinem uC anschliesst.

von Alexander S. (alex998)


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Differentiell messen?

50-150V -> Spannungsteiler xx:1 -> Instrumentenverstärker -> AD

Den Instrumentenverstärker aus 3 Opamps aufgebaut oder integriert.

(=Differentialtastkopf)

Nicht galvanisch getrennt, aber massefrei.

von Peter M. (r2d3)


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Kennst Du das opensource-Messlabor ct-lab?

http://www.heise.de/ct/projekte/machmit/ctlab/wiki

Dort gibt es auch ein entsprechendes Modul namens DCV.
Zusätzlich würdest Du auch noch die Interface-Platine benötigen.

von Steven K. (cu1990)


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Danke für die vielen tollen Tipps,

ich muss eure Vorschläge erstmal in Ruhe durcharbeiten :)

von Klaus (Gast)


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Steven K. schrieb:
> ich möchte gerne DC Spannungen (50-150V) potentialfrei am Eingang messen

Spannungsteiler und dann an den ADC eines ESP8266. Das ganze mit einem 
Akku betreiben. Das Ergebnis kann dann beliebig potentialfrei über WLan 
ausgelesen werden. Wenn der ADC des ESP zu ungenau ist, kann man einen 
besseren über I2C an den ESP anschließen.

So ein ESP-Modul kost ca. ein Dollar fufzig, der Spannungsteiler nischt. 
Als Akku ne Powerbank, die man als Werbegeschenk bekommen hat. Billiger 
und einfacher gehts nicht.

MfG Klaus

von Steven K. (cu1990)


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Old P. schrieb:

> Oder sollten wir hier eine fertige Schaltung oder Baugruppen posten?
>
> Old-Papa

Hallo Old-Papa

Kennst du denn eine bestimmte Bauteilgruppe von Optokopplern, die für 
diese Anwendung geeignet wären?

Ich frage nur, weil ich mich mit Optokopplern noch nicht eingesetzt 
habe...

: Bearbeitet durch User
von Steven K. (cu1990)


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Klaus schrieb:
> Steven K. schrieb:
>> ich möchte gerne DC Spannungen (50-150V) potentialfrei am Eingang messen
>
> Spannungsteiler und dann an den ADC eines ESP8266. Das ganze mit einem
> Akku betreiben. Das Ergebnis kann dann beliebig potentialfrei über WLan
> ausgelesen werden. Wenn der ADC des ESP zu ungenau ist, kann man einen
> besseren über I2C an den ESP anschließen.
>
> So ein ESP-Modul kost ca. ein Dollar fufzig, der Spannungsteiler nischt.
> Als Akku ne Powerbank, die man als Werbegeschenk bekommen hat. Billiger
> und einfacher gehts nicht.
>
> MfG Klaus

Hallo Klaus,

ich nutze ein Raspberry Pi für die Datenverarbeitung, welches über SPI 
die Spannungswerte von einem MCP3208 bekommt....daher würde ich gerne 
diesen Aufbau beibehalten (wenn es geht).

von Erwin D. (Gast)


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Steven K. schrieb:
>
> Hallo Klaus,
>
> ich nutze ein Raspberry Pi für die Datenverarbeitung, welches über SPI
> die Spannungswerte von einem MCP3208 bekommt....daher würde ich gerne
> diesen Aufbau beibehalten (wenn es geht).

Na das ist doch ideal. Schau dir mal das PDF an:

http://www.analog.com/media/en/technical-documentation/technical-articles/Functional_SPI_Isolation.pdf

Da kannst du SPI und Versorgungsspannung mit einem IC galvanisch 
trennen. Das hängst du zwischen MCP und Raspi. Fertig ist der Lack :-)
Damit hast du die Schaltung, welche die Eingangsspannung erfasst, 
komplett vom Raspi getrennt.

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