Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Energieverbrauchsmeßgerät mWh


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von H. L. (hans_la)


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Hallo,
wie im Titel angegeben, suche ich ein Meßgerät, mit dem ich 
Energieverbräuche im mWh-Bereich messen kann (Gleichspannung, möglichst 
ab 1V, max. 10V)
Ich find nur die Teile aus dem Flugmodellbau, aber da ist mir die 
Genauigkeit etwas zu gering, die sind alle schon im Bereich größer 10Wh 
angesiedelt.
Hat jemand einen Tip?,
Danke

von Jörg R. (solar77)


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H. L. schrieb:
> Hat jemand einen Tip?,

Gossen Metrahit Energy, ist aber kein Schnäppchen.

Selber bauen?

: Bearbeitet durch User
von Bernhard D. (pc1401)


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H. L. schrieb:
> Hallo,
> wie im Titel angegeben, suche ich ein Meßgerät, mit dem ich
> Energieverbräuche im mWh-Bereich messen kann (Gleichspannung, möglichst
> ab 1V, max. 10V)

Rohde & Schwarz HMC8015

Zimmer LMG 610 z.B.? Halt kein Schnäppchen.

von H. H. (hhinz)


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Eines der billigen DC Energy Meter von den Chinesen modifizieren.


https://www.youtube.com/watch?v=tgneN2hzRe0

von H. L. (hans_la)


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Vermögen wollte ich keines dafür ausgeben, ist nur für wenige Messungen 
im Hobbybereich.
Gossen und R&S klingt (wie schon angemerkt) nicht nach Schnäppchen.
Selber bauen wäre möglich, habe aber aktuell Null Plan, wie so etwas 
aussehen könnte.
Das Teil aus Youtube meinte ich mit "Modellbauartikel", ob das 
modifizierbar ist? Müsste man sich mal bestellen und ansehen.

von Jack V. (jackv)


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Diese kleinen USB-Messgeräte sind recht preiswert, haben eine Auflösung 
von einer mWh, sind für Spannungen bis 30V zu haben (meins ist mit 24V 
angegeben) und sie sind recht präzise.

von H. L. (hans_la)


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"Diese kleinen USB-Messgeräte sind recht preiswert..."
meinst Du das aus dem obigen Link, oder.....?

von Dieter (Gast)


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H. L. schrieb:
> Energieverbräuche im mWh-Bereich messen kann

Wie Jörg schon richtig sagte, Gossen Energy.
Ich kenne sonst keines für so kleine Leistungen

Multimeter Test: Leistungsmessgerät Gossen Metrawatt METRAHIT ENERGY | 
Praxis Test | Review
https://www.youtube.com/watch?v=BEuls6zXFas

von Börne (Gast)


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Eventuell Strom und Spannung getrennt messen?
Zweimal mit hoher Auflösung, danach Leistung ausrechnen.
Per Shunt kann man ziemlich präzise messen.

von H. L. (hans_la)


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Wenn`s nur eine Momentaufnahme wäre, wäre U+I Messung sicher das 
Einfachste, aber es die Messung sollte schon über eine längere Zeit 
laufen.

von H. H. (hhinz)


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H. L. schrieb:
> Das Teil aus Youtube meinte ich mit "Modellbauartikel", ob das
> modifizierbar ist?

Ist es.

von Harald W. (wilhelms)


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H. L. schrieb:

> Ich suche ich ein Meßgerät, mit dem ich Energieverbräuche
> im mWh-Bereich messen kann

Grundsätzlich wird es schwierig, gleichzeitig ohne Umschalten
hohe und niedrige Verbräuche zu messen. Will man nur niedrige
Verbräuche messen, kann man problemlos den Strommessshunt eines
beliebigen Verbrauchsmessgerätes um den Faktor 10 oder 100 ver-
grössern. Man bekommt dann eine entsprechend grössere Auflösung,
verringert aber gleichzeitig den maximal messbaren Verbrauch.

von Jörg R. (solar77)


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Dieter schrieb:
> H. L. schrieb:
>> Energieverbräuche im mWh-Bereich messen kann
>
> Wie Jörg schon richtig sagte, Gossen Energy.
> Ich kenne sonst keines für so kleine Leistungen

Der Multimetermarkt ist ja sehr groß. Es gibt viel Konkurrenz von teuer 
bis preiswert. Ich kenne aber kein Messgerät das deutlich günstiger ist 
wie das Energy, aber mit vergleichbaren Funktionen. Selbst Fluke, 
Brymen, Keysight usw. hat nichts vergleichbares.


H. L. schrieb:
> wie im Titel angegeben, suche ich ein Meßgerät, mit dem ich
> Energieverbräuche im mWh-Bereich messen kann (Gleichspannung, möglichst
> ab 1V, max. 10V)

Welchen Bereich genau musst Du den abdecken, also wie hoch ist der 
minimale bzw. maximale Strom?


H. L. schrieb:
> Vermögen wollte ich keines dafür ausgeben,

Was heißt das in Zahlen?


Harald W. schrieb:
> Grundsätzlich wird es schwierig, gleichzeitig ohne Umschalten
> hohe und niedrige Verbräuche zu messen.

Das Energy kann das.

: Bearbeitet durch User
von Jack V. (jackv)


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H. L. schrieb:
> "Diese kleinen USB-Messgeräte sind recht preiswert..."
> meinst Du das aus dem obigen Link, oder.....?

Du meinst, aus dem YT-Video? Das weiß ich nicht – frag mich, wie man auf 
die Idee kommt, auf Videos zu verweisen, wenn man ein Produkt 
vorschlagen möchte.

Ich meine die Teile, die als „UM34C“ von verschiedenen Anbietern zu 
haben sind, beispielsweise 
https://www.amazon.de/Voltmeter-Multimeter-Spannungsprüfer-Bluetooth-Amperemeter-Multimeter-44-Zoll-Farb-LCD-Display/dp/B07DK6K5HD

von H. H. (hhinz)


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Jack V. schrieb:
> frag mich, wie man auf
> die Idee kommt, auf Videos zu verweisen, wenn man ein Produkt
> vorschlagen möchte.

Weil man dort das zu modifizierende Innenleben sieht.

von Jack V. (jackv)


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Sorry, war missverständlich meinerseits: ich wollte mich damit auf die 
reine Produktvorstellung aus

Dieter schrieb:
> Multimeter Test: Leistungsmessgerät Gossen Metrawatt METRAHIT ENERGY |
> Praxis Test | Review
> https://www.youtube.com/watch?v=BEuls6zXFas

bezogen haben.

von H. L. (hans_la)


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Update:
Ich könnte so ein Gerät leihweise bekommen, nach Durchsicht der Doku bin 
ich mir aber noch nicht ganz klar, ob es geeignet ist.
Bei meinem Versuchsaufbau ist eine LED enthalten, welche unregelmässig 
kurze Lichtblitze als Funktionskontrolle abgibt.
Ich versuche noch herauszubekommen, ob das mit der Abtastrate des Gossen 
funktionieren kann.

von Thomas W. (goaty)


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Schau mal Geräte an wie das OTII oder Joulescope.

Für kürzere Zeiträume evtl. Oszilloskop mit Shunt, zwei Tastköpfen und 
Mathematikfunktion.

Als Verstärker für den Shunt hab ich mir mal den "uCurrent" 
(Verstärkerteil, 100x) aufgebaut, das funktioniert recht gut.

: Bearbeitet durch User
von Achim S. (Gast)


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H. L. schrieb:
> Bei meinem Versuchsaufbau ist eine LED enthalten, welche unregelmässig
> kurze Lichtblitze als Funktionskontrolle abgibt.
> Ich versuche noch herauszubekommen, ob das mit der Abtastrate des Gossen
> funktionieren kann.

Kurze Pulse bedeutet auch hoher Crestfactor. Auf S. 5 ist angegeben, 
wann der Crestfactor zu Messfehlern führt und dass du bei niedrigen 
Anzeigewerten besser fährst. Also ggf. den Messbereich auf den nächst 
gröberen Bereich einstellen.
https://www.gossenmetrawatt.com/resources/tt/metrahit_energy/db_d.pdf

von Torsten (Gast)


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Für unter 100€ gibt es das POWER PROFILER KIT II von Nordic.

https://www.nordicsemi.com/Products/Development-hardware/Power-Profiler-Kit-2

von H. L. (hans_la)


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@all
Danke für die vielen Tips,
das Gossen ist damit eigentlich raus (CF>10, höchstwahrscheinlich)
Schade, hätte ich für eine Tasse Bier ausleihen können.
Das Teil von Nordic muss ich mir mal in Ruhe ansehen, die äußern sich 
(auf den ersten Blick) nicht zum CF,
Die Lösung mit Shunt und Oszi ist klar, aber ich wollte schon mal über 
eine längere Zeit messen, und da ist diese nicht so sonderlich geeignet.
Das uCurrent hat aber wieder keine "integrierende" Funktion, was müsste 
da nachgeschaltet werden um längere Messungen durchzuführen?
Irgendwie habe ich mir das einfacher vorgestellt, aber so ist das im 
Hobby, der Weg ist das Ziel.

von Thomas W. (goaty)


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Das uCurrent ist nur ein Shunt und Verstärker sonst nichts.

Alternativ evtl. zwei Multimeter mit Schnittstelle und dann alles 
weitere am PC ?

Oder: Analog Discovery2

Oder: https://www.dreamsourcelab.com/product/dscope-series/

: Bearbeitet durch User
von Achim S. (Gast)


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H. L. schrieb:
> das Gossen ist damit eigentlich raus (CF>10, höchstwahrscheinlich)

Bei deinem gepulsten Strom ist der Crestfactor 1/Wurzel(Tastgrad)

Wenn die Pulse "einzeln" mit sehr großem Abstand kommen zählt als 
Tastgrad nicht mehr On-Zeit/(gesamte Pulsperiode) sondern eher
On-Zeit/(Mittelungsdauer Multimeter)

Wenn die Mittelungsdauer des Metrahit grob geschätzt in der 
Größenordnung 500ms liegt, kommst du mit einem Crestfactor 5 immerhin 
bis auf Pulsdauern von 500ms/25=20ms runter. Ich würde also ca. ab 
Pulsen unter 20ms einen Anstieg der Messtoleranzen erwarten. Ist aber 
eben nur eine grobe Abschätzung: wenn deine Leistung wirklich in sehr 
kurzen Pulsen aufgenommen wird, dann wird natürlich auch das Metrahit 
irgendwann nicht mehr mitkommen.

Aber wenn du die Leistung "in der Zuleitung" misst und noch sowas wie 
Stützkondensatoren in deiner Schaltung vorhanden sind, verschmiert sich 
der Stromfluss zur Schaltung über einen wesentlich längeren Zeitbereich, 
der CF wird damit unkritischer.

von Anja (Gast)


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H. L. schrieb:
> Die Lösung mit Shunt und Oszi ist klar, aber ich wollte schon mal über
> eine längere Zeit messen, und da ist diese nicht so sonderlich geeignet.

Die Frage ist mit welcher Bandbreite kommt der Strom.
Oftmals wird ja schon durch die Abblockkondensatoren die 
Anstiegsgeschwindigkeit drastisch reduziert. GGF reicht ja eine geringe 
Abtastrate (kHz) und ein Oszi mit genügend internem Speicher.

Bei den meisten Multimetern ist zu beachten daß diese weniger als die 
Hälfte der Zeit den Eingang integrieren.
Bei einem Quad-Slope Verfahren z.B. während der De-Integrationsphase und 
während dem Offsetabgleich überhaupt nicht.
Bei einem Tischmultimeter mit Multislope sieht es etwas besser aus, der 
Offsetabgleich (und manchmal Full-Scale Abgleich) ergeben auch 
mindestens 50% Blindflug.

Gruß Anja

von Joachim B. (jar)


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H. L. schrieb:
> Wenn`s nur eine Momentaufnahme wäre, wäre U+I Messung sicher das
> Einfachste, aber es die Messung sollte schon über eine längere Zeit
> laufen.

wo ist dein Problem?

du kannst locker Strom und Spannung etliche male pro 100ms oder kleiner 
messen und aufaddieren, was sollte da hindern?
Du willst doch nur die Summe, oder willst du jede µs den aktuellen 
Verbrauch wissen?

von Pandur S. (jetztnicht)


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Fuer Selbstbauer, allenfalls einen fertigen Chip verwenden und nur das 
Interface anpassen. zB ADE7758, oder aehnlich die haben 24 bit Wandler 
drin

: Bearbeitet durch User
von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Früher gab's diese kleinen Röhrchen, bei denen bei Stromfluss eine Marke 
wanderte. Man konnte sie auch umdrehen, dann wanderte der Strich wieder 
in die andere Richtung.

von Harald W. (wilhelms)


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Abdul K. schrieb:

> Früher gab's diese kleinen Röhrchen, bei denen bei Stromfluss eine Marke
> wanderte.

Da ist Quecksiber drin, und das will man heutzutage nicht mehr haben.

von Bernd (Gast)


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Jack V. schrieb:
> Diese kleinen USB-Messgeräte sind recht preiswert, haben eine Auflösung
> von einer mWh, sind für Spannungen bis 30V zu haben (meins ist mit 24V
> angegeben) und sie sind recht präzise.

Wie Präzise sind diese USB-Voltmeter???

ich habe drei verschiedene und bekannte Marken (alle >=20Eur Bereich), 
mWh Angaben sind sicher mit ""signifikanter"" Abweichung ggü Messungen 
mit Profi-Geräte.

von Joachim B. (jar)


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Bernd schrieb:
> Wie Präzise sind diese USB-Voltmeter???

wie genau braucht es denn der TO in % bei wievielen Messungen/s?

Joachim B. schrieb:
> jede µs den aktuellen
> Verbrauch


???

von fW (Gast)


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Joachim B. schrieb:
> wie genau braucht es denn der TO in % bei wievielen Messungen/s?

Oder anders gefragt (@TO):

"Welche Verbräuche willst Du zu welchem genauen Zweck ermitteln?"

von H. L. (hans_la)


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Tja, so ganz genau steht es noch nicht fest (es ist ein Schülerprojekt, 
welches ich einfach mit Equipment und etwas Geld, wenn notwendig, 
unterstütze)
Die Schüler besimmen was gemacht wird, da wird nicht diskutiert, sie 
müssen ja letztendlich auch ihr Ergebnis präsentieren und verantworten.
Bei dem Projekt geht es um Tierverhalten, also Outdoor, und da soll der 
Akku halt möglichst lange halten. Sie wollen halt mal den Verbrauch 
ihres Aufbaues messen, dazu sind u.a. zwei LED´s verbaut, welche den 
"Zustand" der Vorrichtung signalisieren sollen. Das ganze basiert 
natürlich auf einem Arduino (was sonst) Ich kenne die letzten Details 
nicht so genau, ist ja auch nicht wichtig, der betruenede Lehrer meldet 
sich halt immer bei mir, wenn er was braucht. Den Schülern wird halt 
geholfen, wo möglich, aber nicht dreingeredet.
Ich habe keine Ahnung (z.B.) wie lange eine LED leuchten (blitzen ) 
muss, das man es beobachten kann, den Arduino und die Sensorik haben sie 
(glaube ich) schon ausgemessen, es geht halt um die Blitzerei.

von Joachim B. (jar)


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H. L. schrieb:
> Den Schülern wird halt
> geholfen, wo möglich, aber nicht dreingeredet.

scheint mir ein sinnloses Konzept!
wer noch nicht laufen kann fängt nicht mit dem 100m Sprint oder Marathon 
an!

Solange NIEMAND die Spezifikation definiert kann doch keine Lösung 
erarbeitet werden!

H. L. schrieb:
> dazu sind u.a. zwei LED´s verbaut, welche den
> "Zustand" der Vorrichtung signalisieren sollen

und keiner weiss was verbaut ist? sehr merkwürdig!

Habe ich die LED kenn ich die Daten, Vf, If, Cd oder mCd sowie 
Öffnungswinkel! Wenn nicht kann man die Daten nachlesen oder ermitteln!

Soll die LED erkennbar sein wenn man vorne reinsieht oder von der Seite?
Öffnungswinkel!
Soll sie innen oder im halbdunkel erkennbar sein oder hi noon bei 
höchstem Sonnenstand und besten Sommerwetter draussen.

Die Schüler haben sich bestimmt schon mal zum Essen an den Tisch 
gesetzt, was war dazu wohl nötig?

1. Sie hatten Hunger
2. Sie wissen wie sie sich an den Tisch setzen
3. Sie wissen mit Messer und Gabel umzugehen
4. wenn nicht fällt ihnen eine andere Lösung ein (vielleicht mit den 
Fingern?)

Was machen sie denn wenn der Tisch 5m weit von ihrem jetzigen Standort 
wegsteht?
Ob sie da eine Idee haben oder verhungern?

Zuerst muss der Plan im Kopf reifen, wenn der verstanden ist geht um die 
Machbarkeit! Nicht umgekehrt!
Dazu gehört auch die Aufgabe in ein Konzept zu bringen was man lösen 
kann!

: Bearbeitet durch User
von Jörg R. (solar77)


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H. L. schrieb:
> wie im Titel angegeben, suche ich ein Meßgerät, mit dem ich
> Energieverbräuche im mWh-Bereich messen kann (Gleichspannung, möglichst
> ab 1V, max. 10V)

Wie kommst Du auf diese Werte, vor allem die 1V? Wenn es um Arduino und 
LEDs geht sind es eher 3,3V bis 5V. Unter LEDs verstehe ich in deinem 
Fall „Standard-LEDs“ die mit wenigen mA betrieben werden.


H. L. schrieb:
> Ich habe keine Ahnung (z.B.) wie lange eine LED leuchten (blitzen )
> muss, das man es beobachten kann, den Arduino und die Sensorik haben sie
> (glaube ich) schon ausgemessen, es geht halt um die Blitzerei.

Wenn der Arduino die LEDs blitzen lässt kannst Du, oder die Schöööler, 
die mittlere Stromaufnahme berechnen, anhand des Tastverhältnis.

Bei einer LED die selber blitzt, durch eine integrierte Elektronik, 
hilft ein Oszi zur Ermittlung der mittleren Stromaufnahme.

Meinst Du dass du den Schülern eine gute Hilfe bist?🤔


H. L. schrieb:
> Die Schüler besimmen was gemacht wird, da wird nicht diskutiert,

Dann sollten die Schüler aber auch eigene Ansätze haben.

: Bearbeitet durch User
von H. L. (hans_la)


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"Dann sollten die Schüler aber auch eigene Ansätze haben"

haben sie ja, diese Ansätze versuche ich abzudecken, ob es immer 
sinnvoll ist, spielt ja keine Rolle, auch ein Flop (wenn er begründet 
ist) ist ein positives Ergebnis.
Und die Hilfe besteht ausschließlich darin, dass man versucht, das zur 
Verfügung zu stellen, was sie gerne hätten,

von Jörg R. (solar77)


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H. L. schrieb:
> "Dann sollten die Schüler aber auch eigene Ansätze haben"

Beim zitieren sollte der Zitierte zu erkennen sein.


H. L. schrieb:
> Und die Hilfe besteht ausschließlich darin, dass man versucht, das zur
> Verfügung zu stellen, was sie gerne hätten,

Dazu müsstest Du aber erstmal wissen was sie gerne hätten, z.B. weshalb 
von 1V bis 10V. Auf den Punkt gehst du nicht ein.

von zipp (Gast)


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Bei 99% der Versuche irgend etwas, ohne es verstanden zu haben, zu 
machen, geht es schief, sag ich mal.

von H. L. (hans_la)


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Wieviel ist denn schiefgegangen, als wir anfingen?

Allerdings haben sie jetzt selbst eine pragmatische Lösung (ohne viel 
Equipment) gefunden, sie laden/entladen den Akku mal mehrmals mit einen 
Akkumaster, anschließend wird der geladene Akku wieder an den Akkumaster 
und parallel an 5 vorhandene Module angeschlossen und entladen, aus der 
Differenz wollen sie auf den Verbrauch der Module schließen.
Mal sehen, was dabei rauskommt.

von Joachim B. (jar)


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H. L. schrieb:
> Allerdings haben sie jetzt selbst eine pragmatische Lösung

das ist OK!

von Jörg R. (solar77)


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Joachim B. schrieb:
> H. L. schrieb:
>> Allerdings haben sie jetzt selbst eine pragmatische Lösung
>
> das ist OK!

Nein, da bin ich anderer Meinung. Die ursprüngliche Forderung war:

H. L. schrieb:
> suche ich ein Meßgerät, mit dem ich
> Energieverbräuche im mWh-Bereich messen kann..

Und dass ist mit der nun genannten Methode nicht machbar.


Ohne die Anforderung mWh ist die Methode für eine grobe Abschätzung aber 
ok.

von Andrew T. (marsufant)


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H. L. schrieb:
> Die Schüler besimmen was gemacht wird, da wird nicht diskutiert, sie
> müssen ja letztendlich auch ihr Ergebnis präsentieren und verantworten.

Das ist wohl so zu lesen: Du diskutierst nicht mit den Schülern über 
Sinn, bzw. Nicht-Sinn.
Die Schüler untereinander diskutieren sehr wohl wie sie das Projekt 
voranbringen.
Richtig?

> , der betruenede Lehrer meldet
> sich halt immer bei mir, wenn er was braucht.

Ok, d.h. Du unterstützt technishc.

> Den Schülern wird halt
> geholfen, wo möglich, aber nicht dreingeredet.

Nun ja, das bewirkt dann wohl das die Schüler intensiv nachdenken sollen 
bzw. müssen. Und ggfs. auch "Sackgassen" durchlaufen.
Eigentlich zu dem Lebensalter (der Schüler) eine ganz gute Idee, da ein 
"eigenständiges Denken" zu fördern.

Soviel Zeit haben "wir" im Berufsleben eher nicht mehr, aber in der 
Schule schon ein Ansatz den man machen kann. So eine Art "Lernen aus 
Misserfolgen".

> Ich habe keine Ahnung (z.B.) wie lange eine LED leuchten (blitzen )
> muss, das man es beobachten kann, den Arduino und die Sensorik haben sie
> (glaube ich) schon ausgemessen, es geht halt um die Blitzerei.

Hinweis:
Wenn Du den Schülern noch den Tipp gibst das ein passend gewählter 
Puffer-Elko die Meßergebnisse der Batterie-Lebensdauer deutlich erhöht, 
dann hast Du ihnen einen Ansatz gegeben um ihre Messergebnisse zu 
bewerten.

von Joachim B. (jar)


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Jörg R. schrieb:
> Nein, da bin ich anderer Meinung. Die ursprüngliche Forderung war:
>
> H. L. schrieb:
>> suche ich ein Meßgerät, mit dem ich
>> Energieverbräuche im mWh-Bereich messen kann..
> Und dass ist mit der nun genannten Methode nicht machbar.

das stimmt, ABER
es ging auch darum das die Schüler selber eine Methode entdecken was 
geht und was nicht!

> Ohne die Anforderung mWh ist die Methode für eine grobe Abschätzung aber
> ok.

und das merken sie dann, das es für mWh nicht genau reicht!

Andrew T. schrieb:
> Nun ja, das bewirkt dann wohl das die Schüler intensiv nachdenken sollen
> bzw. müssen. Und ggfs. auch "Sackgassen" durchlaufen.
> Eigentlich zu dem Lebensalter (der Schüler) eine ganz gute Idee, da ein
> "eigenständiges Denken" zu fördern.

dito!

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Harald W. schrieb:
> Da ist Quecksiber drin, und das will man heutzutage nicht mehr haben.

Warum nicht? Wir hantieren jeden Tag mit Gefahrstoffen, da macht so ein 
klitzekleines gut verpacktes Röhrchen den Kohl nicht fett.

von Werner H. (werner45)


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...Da ist weniger als 1g Quecksilber enthalten.
In Brasilien werden am Tag einige TONNEN Quecksilber bei der 
Goldgewinnung hemmungslos verkocht.

von H. L. (hans_la)


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Andrew T. schrieb:
> Hinweis:
> Wenn Du den Schülern noch den Tipp gibst das ein passend gewählter
> Puffer-Elko die Meßergebnisse der Batterie-Lebensdauer deutlich erhöht,
> dann hast Du ihnen einen Ansatz gegeben um ihre Messergebnisse zu
> bewerten.

Das ist gut, da hätte ich jetzt nicht daran gedacht, aber mit den kurzen 
Spitzen könnte es etwas bringen.
Danke

von Wolfgang (Gast)


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H. L. schrieb:
> wie im Titel angegeben, suche ich ein Meßgerät, mit dem ich
> Energieverbräuche im mWh-Bereich messen kann (Gleichspannung, möglichst
> ab 1V, max. 10V)

Mit welcher Bandbreite musst du messen?
Deine Angabe "Gleichspannung" sagt nichts über die Art der Stromaufnahme 
deines Messobjektes.

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