Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Strom durch 230V Verbraucher als analog Spannung


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von Robin (Gast)


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Nabend. Ich brauche für eine Schaltung die Information bezüglich 
Stromfluss durch einen Verbraucher (230V Netz). Genaugenommen sogar nur, 
ob der Strom über oder unter einem Schwellwert liegt. Bevor ich da jetzt 
mit OPs etwas bastele: das ist doch eine Standardaufgabe. Jedes 10 € 
Multimeter kann das. Gibt es dafür nicht ein IC? Shunt dran und eine 
Gleichspannungsversorgung und dann ein Ausgang mit einer Spannung 
proportional zum Strom durch den Shunt?
Der erwartete Strom liegt zwischen 0,2 und 1,2 A, 20 mA Delta minimale 
Meßgenauigkeit. Was ich bis jetzt gefunden habe, macht entweder direkt 
nach digital oder kann mit so kleinem Strom nicht umgehen.

von Peter M. (r2d3)


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LTC1968

von Dieter (Gast)


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The LTC®1968 is a true RMS-to-DC converter that uses an innovative 
delta-sigma computational technique.


Wenn es galvanisch getrennt sein soll, dann könnte eine Drosssel mit 
zwei getrennten Windungen eingeschleift werden. Damit diese nicht zu 
sehr auf die Stromsteilheit reagiert, wird über die Drossel der 
Spannungsabfall an einem Widerstand übertragen.

von Robin (Gast)


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Danke! geiles Teil. Find ihn zwar bis jetzt nur als MSOP-8 aber zur Not 
geht auch das ...

von Falk B. (falk)


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@Robin (Gast)

>Nabend. Ich brauche für eine Schaltung die Information bezüglich
>Stromfluss durch einen Verbraucher (230V Netz).

Das möglichst potentialgetrennt.

>Multimeter kann das. Gibt es dafür nicht ein IC? Shunt dran und eine
>Gleichspannungsversorgung und dann ein Ausgang mit einer Spannung
>proportional zum Strom durch den Shunt?

Siehe Stromwandler.

>Der erwartete Strom liegt zwischen 0,2 und 1,2 A, 20 mA Delta minimale
>Meßgenauigkeit. Was ich bis jetzt gefunden habe, macht entweder direkt
>nach digital oder kann mit so kleinem Strom nicht umgehen.

Einfach den Shunt am Stromwandler erhöhen, dann paßt das.

https://www.mikrocontroller.net/articles/Stromwandler#Siehe_auch

von Robin (Gast)


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Mache es jetzt doch mit einem OP. Laut Simulation ist der 
Sackwaren-LM324 gut genug, als Widerstand nehme ich einen 1R 1W. Dann 
kann ich mit den restlichen OPs noch den Komperator usw. machen.
Trotzdem Danke für den Tipp, das Ding werde ich bestimmt noch mal 
brauchen.

von Harald W. (wilhelms)


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Robin schrieb:

> Ich brauche für eine Schaltung die Information bezüglich
> Stromfluss durch einen Verbraucher (230V Netz). Genaugenommen sogar nur,
> ob der Strom über oder unter einem Schwellwert liegt.

Master-Slave-Schaltung. Gibts am billigsten, indem Du eine
entsprechende Master-Slave-Steckdose schlachtest.

von Der Andere (Gast)


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Robin schrieb:
> als Widerstand nehme ich einen 1R 1W.

Robin schrieb:
> Der erwartete Strom liegt zwischen 0,2 und 1,2 A,

1 Ohm bei 1,2A sind 1,44Watt.
Du nimmst einen 1W Widerstand.

Wenn der Rest genauso sauber designed ist, ...

Ich hätte hier Falk zugestimmt:

Falk B. schrieb:
> Das möglichst potentialgetrennt.
> ...
> Siehe Stromwandler.

von Hasta la Pasta (Gast)


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Robin schrieb:
> Mache es jetzt doch mit einem OP.

Aber: Wirklich ohne Potentialtrennung? Käme mir gar nicht in den

Robin schrieb:
> Sack

Ich nähme ebenfalls den hochohmigsten Stromwandler, der aufzutreiben
wäre - und würde mit hochohmiger Bürde (meinte Falk wohl) rangehen.
Das geht schon, Du brauchst ja nicht die spez. Genauigkeit.

LM324 könntest Du ja trotzdem nehmen...

von Robin (Gast)


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Die 1,2 A sind Peak, dem Widerstand ist eher zu kalt als zu warm.
Potenzialtrennung brauch ich nicht. Man kann nichts anfassen

von Robin (Gast)


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Harald W. schrieb:
> Gibts am billigsten, indem Du eine
> entsprechende Master-Slave-Steckdose schlachtest.

hatte ich auch schon überlegt. Aber ich habe Zweifel, dass ich da den 
Schwellwert ab welchem Laststrom den Slave schalten soll sauber 
reinsteuern kann.

von Manfred (Gast)


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Robin schrieb:
> Laut Simulation ist der Sackwaren-LM324 gut genug,

Ich wünsche viel Freude mit der Drift des LM324.

von Harald W. (wilhelms)


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Robin schrieb:

>> Gibts am billigsten, indem Du eine
>> entsprechende Master-Slave-Steckdose schlachtest.
>
> hatte ich auch schon überlegt. Aber ich habe Zweifel, dass ich da den
> Schwellwert ab welchem Laststrom den Slave schalten soll sauber
> reinsteuern kann.

...und ich habe Zweifel, ob Du das bei Deinen begrenzten elektrischen
Kenntnissen besser hinkriegst.

von Robin (Gast)


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Manfred schrieb:
> Ich wünsche viel Freude mit der Drift des LM324

am Eingang messe ich ein Delta, das drifted in die gleiche Richtung. Der 
Ausgang liegt auf einem Komperator mit genug Abstand - und am Hochofen 
und im Kühlhaus betreib ich das Ding nicht.

Harald W. schrieb:
> ...und ich habe Zweifel, ob Du das bei Deinen begrenzten elektrischen
> Kenntnissen besser hinkriegst.

tja, das wird sich zeigen ...

von Manfred (Gast)


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Robin schrieb:
> Manfred schrieb:
>> Ich wünsche viel Freude mit der Drift des LM324
> am Eingang messe ich ein Delta, das drifted in die gleiche Richtung. Der
> Ausgang liegt auf einem Komperator mit genug Abstand - und am Hochofen
> und im Kühlhaus betreib ich das Ding nicht.

Viele Jahre her, brauchte ich eine Analoganzeige, Drehspulmeßwerk für 5 
Ampere. Spannungsabfall und Verlustleistung sind lästig, also einen 
kleinen Shunt und einen LM324 dran. Über mehrere Tage bei Raumtemperatur 
war es mir nicht möglich, den Nullpunkt des Instrumentes stabil zu 
halten.

Ich habe mir dann eine negative Betriebsspannung hergezaubert (wollte 
ich vermeiden), einen TL074 eingesetzt und keinen Ärger mehr.

Der 324 kommt seitdem in meinen Projekten nicht mehr vor. Wir sind 20 
Jahre weiter, es gibt jede Menge OPs, die auch ohne negative Spannung 
direkt über Null funktionieren und eine zu vernachlässigende Drift 
aufweisen.

Ich nenne jetzt keine konkreten Typen, hier im Forum sind genug Leute, 
die den aktuellen Stand der Technik besser kennen und hoffentlich 
ergänzen werden!

von Robin (Gast)


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habe jetzt ein paar Tests gefahren. Die Schaltung mit dem LM324N verhält 
sich in der Praxis wie in der Simulation, allerdings kippt der Ausgang 
vom Komperator nach ca. 2 s wieder in den Ausgangszustand, egal ob die 
30 mA oder nur 20 mA durch 1,5R fließen. Da scheint irgendwo noch eine 
Kapazität einzuwirken.
PS: der LTC bei Reichelt ist mir zu teuer

von Robin (Gast)


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Update: ich hab's mit OPs nicht hingekriegt. Zunächst sah das mit dem 
LM324 gut aus, Spannung am Ausgang proportional zum Strom durch den 
Shunt. Aber teilweise dann ein Spannungssprung und umgekehrter Verlauf, 
d.h. mit steigendem Strom wurde die Spannung kleiner. Dachte zuerst, die 
Eingänge sind übersteuert. Verkleinerung der Rückkopplung hat aber nicht 
geholfen. Dann hab ich mich an ein Bildchen erinnert, dass unter 
gewissen Bedingungen der LM-Ausgang kippt. Aber auch ein OP07 zeigte das 
gleiche Problem.
Nächster Verdacht wäre die Spannungsversorgung für den OP durch das 
Kondensatornetzteil und die damit verbundene Phasenverschiebung. Hab ich 
jetzt nicht mehr geprüft. Hab noch irgendwo einen JFET OP rumliegen, den 
hab ich jetzt aber auch nicht mehr getestet, weil: ich hatte in meiner 
Krabbelkiste auch noch einen IL47 - und mit dem funktioniert alles 
prima. Da ich ja nicht den genauen Wert des Stroms brauche, sondern nur 
ob der Strom größer als 20 mA ist, kann ich durch geeignete Wahl des 
Shunts den benötigten AP grob wählen und mit einem Komperator am Ausgang 
vom IL47 noch mal feinjustieren. Und on Top kriege ich die gal. Trennung 
(auch wenn ich sie nicht unbedingt brauche)

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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ACS758

von Robin (Gast)


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besser ist der ACS723. Den hatte ich mir schon angeschaut. Gibt's als 
Breakout für'n 11er beim großen A. Ein Opto gibt's halt aber schon für 
21 Cent.

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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Gut, der genaue Typ war jetzt rein willkürlich gewählt, weil ich mit dem 
Ding schon rumgebastelt habe. Ich wollte nur das Prinzip bzw. diese Art 
Stromsensor aufzeigen, weil einfacher kommt man nicht an eine galvanisch 
getrennte stromabhängige Spannung.

von Mani W. (e-doc)


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Robin schrieb:
> Update: ich hab's mit OPs nicht hingekriegt. Zunächst sah das mit dem
> LM324 gut aus, Spannung am Ausgang proportional zum Strom durch den
> Shunt. Aber

Schaltplan Deinerseits?

von Robin (Gast)


Angehängte Dateien:

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ungefähr so

von Mani W. (e-doc)


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Robin schrieb:
> Nächster Verdacht wäre die Spannungsversorgung für den OP durch das
> Kondensatornetzteil und die damit verbundene Phasenverschiebung. Hab ich
> jetzt nicht mehr geprüft.

Schaltung?

von Robin (Gast)


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vorhanden

von Robin (Gast)


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Ergänzungsfrage: ich habe jetzt eine funktionierende Schaltung, 
allerdings mache ich mir noch Gedanken wegen Rs (mal den ganzen rechten 
Teil mit OP uneberücksichtigt gelassen):
Ich setze für Rs eine Parallelschaltung von 2 Widerständen mit 4,7R 1/2W 
ein, durch Rl fließt ziemlich konstant 1A (über 1A löst Sicherung aus). 
Von der Leistung her sind die Widerstände etwas über der rechnerische 
Grenze (in der Praxis laufen sie aber ohne starke Erwärmung). Wenn nun 
durch Alterung oder andere Effekte der Widerstandswert steigt, dann 
sieht es schon übler aus. Würde der Wert beider Widerstände auf 8R 
steigen, würden beide schon 2W verbraten. Oder wenn einer der 
Widerstände komplett ausfällt (kalte Lötstelle), müsste der andere 4,7W 
"ertragen".
Muss ich das wirklich für den Worst Case dimensionieren und 2 x 4,7R 5W 
verbauen? Oder gibt es dafür eine cleverere Lösung (= ohne großen 
schaltungstechnischen Aufwand, ICs usw.)? Z.B. sowas wie eine 
"Spannungssicherung", die ab 2,5V die Widerstände kurzschließt?

von Andrew T. (marsufant)


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Manfred schrieb:
> Robin schrieb:
>> Manfred schrieb:

>
> Viele Jahre her, brauchte ich eine Analoganzeige, Drehspulmeßwerk für 5
> Ampere. Spannungsabfall und Verlustleistung sind lästig, also einen
> kleinen Shunt und einen LM324 dran. Über mehrere Tage bei Raumtemperatur
> war es mir nicht möglich, den Nullpunkt des Instrumentes stabil zu
> halten.
>
> Ich habe mir dann eine negative Betriebsspannung hergezaubert (wollte
> ich vermeiden), einen TL074 eingesetzt und keinen Ärger mehr.
>
> Der 324 kommt seitdem in meinen Projekten nicht mehr vor. Wir sind 20
> Jahre weiter, es gibt jede Menge OPs, die auch ohne negative Spannung
> direkt über Null funktionieren und eine zu vernachlässigende Drift
> aufweisen.
>


Wieder mal Freitag hier im Forum?!

Dann lag es sicher nicht an der Drift der LM324 und TL072,
sondern an Deinem Schaltungsdesign.

Wenn man mal
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tl072a.pdf
und
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm324-n.pdf

in den Parametern vergleicht, fällt ins Auge das deren Vos Drift eng 
beieinander liegt.


Wieder mal Freitag hier im forum.

von Andrew T. (marsufant)


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Robin schrieb:
> Ich setze für Rs eine Parallelschaltung von 2 Widerständen mit 4,7R 1/2W
> ein, durch Rl fließt ziemlich konstant 1A (über 1A löst Sicherung aus).
> Von der Leistung her sind die Widerstände etwas über der rechnerische
> Grenze (in der Praxis laufen sie aber ohne starke Erwärmung).

Sofern 1A über die beidne paralleln 4,7 Ohm Widerstände fließt,
sind diese mit 0.5W each
total unterdimensioniert.

somit kann:
"etwas über der rechnerische  Grenze"

nur fehlerhaft sein.

> (in der Praxis laufen sie aber ohne starke Erwärmung)

Dann fließen da auch WESENTLICH wenige als 1 Ampere -- ist die logische 
Schlußfolgerung.

also entweder sind Deine Vorgaben im Eingangspost andere als die, die Du 
jetzt verwendest.
oder Du hast wichtige angaben nicht genannt (hier)

> Muss ich das wirklich für den Worst Case dimensionieren und 2 x 4,7R 5W
verbauen?

Ja. 5W bzw. 3W Widerstände.
1 Ohm 2 Watt würde es ebenfalls tun.

> Oder gibt es dafür eine cleverere Lösung (= ohne großen
> schaltungstechnischen Aufwand, ICs usw.)? Z.B. sowas wie eine
> "Spannungssicherung", die ab 2,5V die Widerstände kurzschließt?

Deise clevere Lösung heißt: Antiparalle Dioden zu den 4.7 Ohm R.
Benötigst du aber 6 bzw. 8 Stück von, und ob das eine clevere Änderung 
ist, bezogen auf den Aufwand: YMMV

: Bearbeitet durch User
von hinz (Gast)


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Andrew T. schrieb:
> Wieder mal Freitag hier im Forum?!

Du antwortest auf ein zwei Monate altes Posting.

von Andrew T. (marsufant)


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hinz schrieb:
> Andrew T. schrieb:
>> Wieder mal Freitag hier im Forum?!
>
> Du antwortest auf ein zwei Monate altes Posting.

Ich weiß.

Es sind aber erst 7 Wochen Alterung :-)

Aber danke für Deinen Beitrag.

: Bearbeitet durch User
von Robin (Gast)


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@Andrew:
> ... oder Du hast wichtige angaben nicht genannt (hier)
oder du hast nicht richtig gelesen
ich habe geschrieben durch Rl fließt 1A, durch die 4,7R damit also nur 
~0,5A. Nix total total unterdimensioniert.

von Kerko (Gast)


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> Deise clevere Lösung heißt: Antiparalle Dioden

die noch cleverere Lösung heißt: Thermosicherung. Auf der PCB zwischen 
die beiden 4,7ner gepackt oder quer drüber, dann noch 2 gr. 
Wärmeleitpaste reingedrückt. Sobald einer der Kameraden zu warm wird, 
geht die Schaltung vom Netz! Damit kannst du bei den 0,5 W bleiben.

von Robin (Gast)


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gute Idee. Mach ich.

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