Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Mit welchem IC Strom im 50/60Hz Netz messen?


von Messi (Gast)


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Hallo zusammen,
ich möchte mit einem IC die Leistung eines Verbrauchers messen, den ich 
an eine Haushaltssteckdose stecke - z.B. um sie anzuzeigen wie auf einem 
Multimeter.

Wenn ich die Spannung kenne, reicht es mir ja, den Strom zu messen. Ich 
habe 3.3V Versorgungsspannung zu verfügung.
Das geht z.B. mit dem TMCS1107, allerdings hat dieser eine Bandbreite 
von 80kHz, sodass man den Strom wirklich genauestens nachverfolgen kann, 
was ich gar nicht möchte. Ich möchte einfach nur den RMS Strom haben, 
gerne über 1s oder so gemittelt.
Klar kann ich das mit einem Mikrocontroller samplen und dann ausrechnen, 
aber vielleicht gibt es da ja schon was fertiges - das scheint mir jetzt 
keine allzu seltene Aufgabe zu sein.

Kennt da jemand was passendes?

von Nicht-Binärer Labrador-Transceiver (Gast)


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Messi schrieb:
> Wenn ich die Spannung kenne, reicht es mir ja, den Strom zu messen


Von Phasenverschiebung und Leistungsfaktor hast du aber schon was 
gehört?

von Messi (Gast)


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Die Messung muss nicht genau sein. 25% Abweichung ist für mich kein 
Problem! Ich will nur grob erkennen, ob das Gerät im realistischen 
Bereich läuft.

von Christian S. (roehrenvorheizer)


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Es gab mal in früher Vorzeit einen Bauvorschlag mit MC1496 und ein paar 
Bauteilen drumherum, ungefähr in Postkartengröße, der genau so etwas 
konnte. War glaube ich in Elektor.

mfg

von µ'' (Gast)


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Was denn nun?

Messi schrieb:
> ich möchte mit einem IC die Leistung eines Verbrauchers messen, den ich
> an eine Haushaltssteckdose stecke - z.B. um sie anzuzeigen wie auf einem
> Multimeter. (Halbwegs genaue Strom- oder Leistungsmessung erforderte
> übrigens auch halbwegs hohe Meßbandbreite...)

ODER

Messi schrieb:
> Die Messung muss nicht genau sein. 25% Abweichung ist für mich kein
> Problem! Ich will nur grob erkennen, ob das Gerät im realistischen
> Bereich läuft.

Das sind zwei völlig unterschiedliche Dinge.

Nenne besser den Verbraucher, und beschreibe unmißverständlich WAS Du
warum messen, prüfen oder einfach nur "sich in einem gewissen Bereich 
befindlich wissen" willst.

(Damit UNS die Mindestanforderungen klar werden - es könnte nämlich
sehr viel simplere Lösungsansätze geben, als TRMS-Messung etc.)

von Paul (Gast)


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Messi schrieb:
> Ich will nur grob erkennen, ob das Gerät im realistischen
> Bereich läuft.

Messwandler um die Zuleitung und mit den internen AD auswerten. Dürfte 
immernoch deutlich unter Deinen 25% liegen.

von Sebastian R. (sebastian_r569)


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BL0937 und HLW8012 sind beliebte Sensoren für sowas und z.B. im Shelly 
PLug zu finden.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Messi schrieb:
> Wenn ich die Spannung kenne, reicht es mir ja, den Strom zu messen.
Wofür "reicht" es? Willst du daraus eine Leistung berechnen? Oder gar 
einen Verbrauch, so wie ein Energiezähler?

Dann wärst du gut beraten, wenn du nicht nur die Scheinleistung 
ausrechnen, sondern von dieser die Blindleistung abziehen und die 
Wirkleistung ausrechnen und aufsummieren würdest.

Und wenn du nach deisen 3 hervorgehobenen Begriffen suchst, dann stößt 
du auch auf das, was der
Nicht-Binärer Labrador-Transceiver schrieb:
> Phasenverschiebung und Leistungsfaktor

von Messi (Gast)


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Sebastian R. schrieb:
> BL0937 und HLW8012 sind beliebte Sensoren für sowas

BL0937 sieht echt passend aus (HLW8012 hat 5V Versorgungsspannung)! 
Leider braucht der deutlich mehr äußere Beschaltung als der TMCS1107 
(denn der braucht praktisch nichts außer eine Versorgungsspannung). 
Etwas ähnliches, aber mit integriertem Shunt und allem drum und dran 
wäre ideal! Außerdem gerne mit galvanischer Trennung.
Vielen Dank schonmal für den Tipp!

Paul schrieb:
> Messwandler um die Zuleitung und mit den internen AD auswerten. Dürfte
> immernoch deutlich unter Deinen 25% liegen.

Dann habe ich doch immer noch dasselbe Problem, dass ich samplen und den 
Durchschnitt selbst berechnen muss, oder nicht?

µ'' schrieb:
> Das sind zwei völlig unterschiedliche Dinge.
>
> Nenne besser den Verbraucher, und beschreibe unmißverständlich WAS Du
> warum messen, prüfen oder einfach nur "sich in einem gewissen Bereich
> befindlich wissen" willst.
>
> (Damit UNS die Mindestanforderungen klar werden - es könnte nämlich
> sehr viel simplere Lösungsansätze geben, als TRMS-Messung etc.)

Ich will messen, ob meine Verbraucher grob richtig funktionieren. 
Einfacher Verbraucher ist z.B. ein Flutlicht - ist es angeschlossen? Ist 
vielleicht die Hälfte ausgefallen?
Etwas schwieriger Verbraucher ist eine Pumpe: Ist sie angeschlossen? 
Blockiert sie (hoher Strom)?
Es soll wirklich nur sehr grob gemessen werden. 400W-2000W ist z.B. der 
zulässsige Bereich für die Pumpe.

Am besten wäre eine Lösung mit (fast) nur einem einzigen IC und 
galvanischer Trennung.

von Εrnst B. (ernst)


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Messi schrieb:
> Am besten wäre eine Lösung mit (fast) nur einem einzigen IC und
> galvanischer Trennung.

Was spricht da gegen Shelly&Co, ggfs. mit Tasmota?
Da ist die galvanische Trennung durch Wlan sichergestellt, und du kannst 
direkt im Gerät einen "erlaubten" Leistungsbereich festlegen, und z.B. 
bei Blockieren die Pumpe abschalten und eine Warnmeldung verschicken.

Zeitschaltuhr etc. wäre auch gleich damit erledigt.

Und fertig als Zwischenstecker für die Haushaltssteckdose gibt's das 
auch, brauchst also keine Stecker, Kabel, Gehäuse, Dose...

von Helge (Gast)


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Wenns ganz einfach und fixfertig werden soll, Stromzähler kaufen. Gibts 
ungeeicht ab ungefähr 15€. Draufschauen und an der Geschwindigkeit der 
Scheibe abschätzen, obs passt.

Etwas mehr Bastelaufwand: Hallsensor an einen (isolierten) Leiter 
anbringen, ADC, fertig. Oder Stromwandler 1:100 und Shuntwiderstand zum 
messen.

Industriefähig: Lastabfallrelais.

von Messi (Gast)


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Εrnst B. schrieb:
> Was spricht da gegen Shelly&Co, ggfs. mit Tasmota?
> Und fertig als Zwischenstecker für die Haushaltssteckdose gibt's das
> auch, brauchst also keine Stecker, Kabel, Gehäuse, Dose...

Das wäre eine super Lösung für Zuhause, aber ich brauche eine (low-cost) 
rugged Lösung, die transportiert werden kann - z.B: zur Überwachung 
einer Hüpfburg. D.h. Kabel und Stecker brauche ich eh. Ich brauche auch 
eigene Ausgänge z.B. für eine Warnlampe u.Ä., mache also ohnehin eine 
Platine.

von Messi (Gast)


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Helge schrieb:
> Etwas mehr Bastelaufwand: Hallsensor an einen (isolierten) Leiter
> anbringen, ADC, fertig.

Das ist wie der TMCS1107, mit denselben Nachteilen.

von Stefan F. (Gast)


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Messi schrieb:
> Dann habe ich doch immer noch dasselbe Problem, dass ich samplen und den
> Durchschnitt selbst berechnen muss, oder nicht?

Du kannst natürlich auch ein fertiges Messgerät kaufen, dass dir diese 
triviale Arbeit abnimmt und seriell ausgibt.

Bastler schließen gerne solche Stromwandler Spulen an ihre 
Mikrocontroller an: 
https://www.amazon.de/-/en/ARCELI-SCT-013-050-Non-Invasive-Converter-Arduino/dp/B07MY3NNFR

Ich denke, diese Spulen kannst du sogar mit dem Audio-Eingang deines PC 
verbinden.

von MaWin (Gast)


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Messi schrieb:
> Wenn ich die Spannung kenne, reicht es mir ja, den Strom zu messen.

Natürlich nicht.

Messi schrieb:
> das scheint mir jetzt keine allzu seltene Aufgabe zu sein.

Der Weg ist noch weit, mit vielrn Überraschungen.

> Kennt da jemand was passendes?

Ein Shelly 
https://www.amazon.de/Shelly-1-PM-WLAN-Schalter/dp/B07QB2JBZC/ misst und 
überträgt per WLAN, ein 
https://de.aliexpress.com/item/1005004074510684.html misst und überträgt 
per RS485, ein
https://www.belling.com.c 
n/media/file_object/bel_product/BL0937/datasheet/BL0937_V1.02_en.pdf 
BL0937, liefert Spannung, Strom, Leistung als frequenzmoduliertes 
Signal, ein
https://www.ebay.de/itm/402770539483 "current transformer 2ma" ZMPT107-1 
2mA/2mA Miniature Voltage Transformer Sensor Isolation Voltage 3000 H5
https://www.electrodragon.com/product/energy-meter-hlw8032-breakout-board/
V trennt die 230V von deiner Elektronik, weiteres unter 
https://dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.28

von Stefan F. (Gast)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Ich denke, diese Spulen kannst du sogar mit dem Audio-Eingang deines PC
> verbinden.

Das fehlt noch was: Ein 100Ω Lastwiderstand.

von Falk B. (falk)


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Messi schrieb:
> Kennt da jemand was passendes?

Kauf dir ein fertiges Leistungsmessgerät. EInfacher, genauer und 
PREISWERTER geht es nicht.

https://www.reichelt.de/energiekostenmessgeraet-digital-emg-pl-pm231e-p119261.html?&trstct=pol_2&nbc=1

Das Ding war vor Jahren Testsieger in der CT. Hab ich auch, funktioniert 
sehr gut (wenn gleich ich keine professionellen Vergleichsmessungen 
gemacht habe).

von Messi (Gast)


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Vielen Dank für die Zahlreichen vorschläge!

Ich denke ich hole mir einfach dieses Board (ähnlich dem von MaWin 
vorgeschlagenem):
https://www.electrodragon.com/product/vac-energy-meter-power-sensor-board-hlw8032-isolated-version/

Bzw. baue mir sowas ähnliches mit einer 3.3V alternative nach. Das wird 
die günstigste Lösung sein - und erfüllt immer noch alle anforderungen.

von Stefan F. (Gast)


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Messi schrieb:
> Ich denke ich hole mir einfach dieses Board :
> 
https://www.electrodragon.com/product/vac-energy-meter-power-sensor-board-hlw8032-isolated-version/

Da ist aber etwas faul, laut Produktbeschreibung:
> On board LDO LM7805, power supply for HLW8032 from 5V-24V.

Der LM7805 braucht an seinem Eingang mindestens 7 Volt! Also muss das 
Modul mit 7-24 Volt versorgt werden.

Messi schrieb:
> Bzw. baue mir sowas ähnliches mit einer 3.3V alternative nach.

Der HLW8032 Chip braucht allerdings 5V.

von /0 (Gast)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Da ist aber etwas faul, laut Produktbeschreibung:
>> On board LDO LM7805, power supply for HLW8032 from 5V-24V.
>
> Der LM7805 braucht an seinem Eingang mindestens 7 Volt!

Denn er ist ja mit Sicherheit kein LDO. (Guhgel: "LDO" bzw. "Low
Drop Out Linear Voltage Regulator" - der LM7805 hingegen ist ein
GEWÖHNLICHER Linearregler, ein "High Drop Out"-Typ sozusagen.

> Also muss das Modul mit 7-24 Volt versorgt werden.

Es sei denn man speist stabilisierte 5VDC (z.B. aus einem 5VDC
Schaltnetzteil, einem DC-DC-Wandler mit 5VDC Ausgang oder auch
aus etwas höherer Spannung erzeugt mit einem tatsächlichen LDO)
hinter dem LM7805 ein.

Genaueres welchen Strom welcher Linearregler innerhalb welchen
Eingangsspannungsbereichs liefern kann übrigens ausschließlich im
zugehörigen_Datenblatt_des_Herstellers (es gibt VIELE 7805...).

von mIstA (Gast)


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Messi schrieb:
> Das wäre eine super Lösung für Zuhause, aber ich brauche eine
> (low-cost) rugged Lösung, die transportiert werden kann

Solche Zwischenstecker gibts (von anderen Anbietern) durchaus auch als 
Outdoor-Versionen…

Messi schrieb:
> Ich brauche auch
> eigene Ausgänge z.B. für eine Warnlampe u.Ä.

… und sogar mit mehreren unabhängig voneinander schaltbaren Steckdosen.

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