Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Spannungs Logger


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von Peter G. (peterdergrosse)


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Moin

Ich möchte den Spannungsverlauf einer 24VDC Spannungsquelle über einige 
Wochen hinweg aufzeichnen mit mind. 2 Messungen pro Sekunde.

Welche Geräte würdet ihr dafür empfehlen?

von Sebastian R. (sebastian_r569)


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Wie genau möchtest du es haben? Was darf es kosten?

Ansonsten geht alles von "Arduino mit Spannungsteiler" über "Multimeter 
mit USB" oder "VC-11015505 Dedizierter Spannungslogger" bis hin zu 
"Keysight 34461A Multimeter mit eingebautem Logger" wären möglich

von Peter M. (r2d3)


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Bei einer so geringen Messfrequenz würde ein Multimeter mit externem 
Datenausgang reichen, wenn die Batterie oder der Akku des Multimeters so 
lange halten würde. Du müsstest also an das Multimeter eine externe 
Spannungsversorgung anschließen.

Du solltest vielleicht noch erwähnen, welche Auflösung erforderlich ist 
und ob der gesamte Messbereich bis O Volt herunter ausgenützt wird. 
Liegt die Untergrenze höher, z.B. bei 18 Volt, könntest Du mit einer 
Zusatzschaltung (Subtrahierer) den Messbereich verkleinern und damit 
auch die Auflösung erhöhen, was bei Verwendung eines Arduinos sinnvoll 
erscheint.

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


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Peter G. schrieb:
> Spannungsverlauf einer 24VDC Spannungsquelle über einige Wochen hinweg
> aufzeichnen mit mind. 2 Messungen pro Sekunde.
Willst du das wirklich? Das ergibt ja nur eine Linie auf 24V...

Oder willst du eigentlich feststellen, ob (und wie oft) (und wie weit) 
(und wann) (und wie lange) diese Spannung nach unten (und/oder oben) vom 
Sollwert 24V abweicht?

Denn was helfen dir 2 Abtastungen pro Sekunde, wenn die Spannung kurz 
mal für 400ms auf 0V abfällt oder für 200ms auf 40V ansteigt?

: Bearbeitet durch Moderator
von Georg M. (g_m)


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Peter G. schrieb:
> Ich möchte den Spannungsverlauf einer 24VDC Spannungsquelle über einige
> Wochen hinweg aufzeichnen mit mind. 2 Messungen pro Sekunde.
>
> Welche Geräte würdet ihr dafür empfehlen?

Mit PC oder ohne?

von N. M. (mani)


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Mit SBC oder ohne? 😄
Versorgung aus den 24V, Batterie oder Netzspannung?
Wie genau sollen die 24V gemessen werden?
Brauchst du einen Zeitstempel?

Du siehst anhand der vielen Nachfragen, dass du viel zu wenig Angaben 
gemacht hast!

Wenn du das absolute Minimum deiner Idee heranziehst (kein Zeitstempel 
und nur 1 Byte für die 24V), dann sind das pro Woche ca. 1,2M 
Datenpunkte.
Bei mehreren Wochen dementsprechend mehr.
Wieviel eigentlich genau?
Mit Excel machst du da graphisch nicht mehr viel. Da brauchst du dann 
eher Octave o.ä.
Zusätzlich brauchst du externe Speicher (Flash, SD,...) oder eine 
externe Schnittstelle wo du die Daten wegschieben kannst und ein anderer 
kümmert sich um das Speichern (Seriell, Ethernet,...).
Wenn wir dann einen realistischen Wert für die Daten hernehmen (z.B 
8Byte Zeitstempel und 4Byte Wert), dann sind es schon 12MB/Woche.

Was willst du also mit den ganzen Daten?
Hast du über Lothars Anmerkungen nachgedacht?
Erzähl Mal deinen genauen Anwendungsfall was du damit machen möchtest!

: Bearbeitet durch User
von Peter G. (peterdergrosse)


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um ein paar Fragen zu beantworten:

die Messung möchte ich durchführen um vielleicht herausfinden zu können, 
warum an der Spannungsquelle ansgeschlossene Geräte in unregelmäßigen 
Abständen abzstürzen.

Der Messintervall kann ruhig höher sein.

Beim Logger sollte es sich um einigermaßen professionelles Gerät 
handeln, bzw. keine Raspi oder Arduino Lösung.

Preislimit denke ich um die 300€ (im Grunde handelt es sich ja nur um 
die SPannungsmessung eines Multimeters mit Aufzeichnungsfunktion).

Der Logger sollte eigenständig, also ohne Laptop oder weiters Equipment 
laufen.

von Manfred P. (pruckelfred)


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> Ansonsten geht alles von "Arduino mit Spannungsteiler"

Eigenbau, mit einem Pro-Mini (Mega328@8 MHz) und einem ADS1115 sogar 
sehr genau:

https://www.mikrocontroller.net/attachment/574330/kpl_verdrahtet.jpg
https://www.mikrocontroller.net/attachment/574333/Volt_Logger..png

N. M. schrieb:
> dann sind das pro Woche ca. 1,2M Datenpunkte.

Und damit sehr unhandlich auszuwerten.

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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Peter G. schrieb:
> warum an der Spannungsquelle ansgeschlossene Geräte in unregelmäßigen
> Abständen abzstürzen.

In dem Falle wirst Du im betreffenden Intervall jeweils auch den 
Minimal- und Maximalwert der Spannung erfassen müssen. Hinzu käme noch 
die Spannungslagemessung gegenüber der Erdung.

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


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Peter G. schrieb:
> warum an der Spannungsquelle ansgeschlossene Geräte in unregelmäßigen
> Abständen abzstürzen.
Mehrere? Gleichzeitig?

von N. M. (mani)


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Manfred P. schrieb:
> Eigenbau, mit einem Pro-Mini (Mega328@8 MHz) und einem ADS1115 sogar
> sehr genau:
> https://www.mikrocontroller.net/attachment/574330/kpl_verdrahtet.jpg
> https://www.mikrocontroller.net/attachment/574333/Volt_Logger.png

Ein Eigenbau, der laut deinem Threads anscheinend gerade so geht, hat 
der TO mittlerweile ausgeschlossen. Er sucht was käuflich erwerbbares.

Peter G. schrieb:
> Beim Logger sollte es sich um einigermaßen professionelles Gerät
> handeln, bzw. keine Raspi oder Arduino Lösung.

Manfred P. schrieb:
> Und damit sehr unhandlich auszuwerten.

Ja das wollte ich oben mit der Aussage zu Excel und Octave zum Ausdruck 
bringen.
Da der TO mittlerweile den Anwendungsfall genannt hat, hat sich Lothars 
Vermutung bestätigt und ein kontinuierliches loggen ist eigentlich nicht 
dass was der TO braucht.

Peter G. schrieb:
> die Messung möchte ich durchführen um vielleicht herausfinden zu können,
> warum an der Spannungsquelle ansgeschlossene Geräte in unregelmäßigen
> Abständen abzstürzen.

Ein Gerät das möglichst schnell in einen ausreichend großen Ringpuffer 
(RAM) schreibt und bei Verlassen eines gültigen Spannungsbereich 
triggert und die Daten wegschreibt ist da wahrscheinlich sinnvoller.
Dann hast du nur genau den Fehlerfall.
Im Idealfall gibt es da noch einen absoluten Zeitstempel aka Uhrzeit 
dazu.
High Class ist dann noch wenn das Gerät die dass gleich noch 
signalisiert (Alarm, E-Mail, usw...).

All das kann ein Oszi heutzutage durch eine Pass/Fail Auswertung.
Mein MSO5104 kann das definitiv.
Evtl gibt es da auch noch günstigere von Rigol, Sigilent oder anderen 
Herstellern...

: Bearbeitet durch User
von Εrnst B. (ernst)


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Peter G. schrieb:
> die Messung möchte ich durchführen um vielleicht herausfinden zu können,
> warum an der Spannungsquelle ansgeschlossene Geräte in unregelmäßigen
> Abständen abzstürzen.

Möchtest du dann vielleicht zusätzlich den Strom mit Aufzeichnen?
Wenn das Gerät "einfach so" abstürzt und neu startet, wackeln die 12V 
Versorgungsspannung nur wenig, aber der Strom vmtl. stark.

von Manfred P. (pruckelfred)


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N. M. schrieb:
> Ein Eigenbau, der laut deinem Threads anscheinend gerade so geht,

Ich hatte Ärger mit dem verfügbaren Speicher des Arduinos. Nachdem das 
gelöst wurde, hat das Gerät inzwischen viele hundert Stunden Daten 
geschrieben, vollkommen stabil.

Nicht verschweigen will ich, dass die A*-SD-Library generell Ärger mit 
modernen großen SD-Karten hat, da setze ich ausschließlich kleine Xmore 
und ATP ein.

> hat
> der TO mittlerweile ausgeschlossen. Er sucht was käuflich erwerbbares.

Ja, hat er geschrieben, während ich meinen Text verfasst habe. Aber er 
hat leider falsche Vorstellungen, was die Kosten angeht und schließt 
einen PC zur Erfassung aus.

> Manfred P. schrieb:
>> Und damit sehr unhandlich auszuwerten.
> Ja das wollte ich oben mit der Aussage zu Excel und Octave zum Ausdruck
> bringen.

Da sind wir uns einig. Zur grafischen Aufbereitung nutze ich 
Softmaker-Free und laufe vor die Wand, weil die Anzahl der Datensätze zu 
hoch wird.

> Da der TO mittlerweile den Anwendungsfall genannt hat, hat sich Lothars
> Vermutung bestätigt und ein kontinuierliches loggen ist eigentlich nicht
> dass was der TO braucht

Richtig, diese Salamischeibe hat er inzwischen nachgelegt. Ich denke 
auch, er muß im Bereich einiger ms messen und schnell auf Einbrüche 
reagieren.

von Wolf17 (wolf17)


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Dann würde ich erstmal ein oder zwei Multimeter mit MIN MAX Funktion 
dranhängen und gelegenlich kontrollieren und Batterie wechseln.
Es muss ja nicht gleich die teure 250µs Lösung von Fluke sein:
https://www.fluke.com/en/learn/blog/digital-multimeters/under-utilized-functions-how-to-use-fast-peak-min-max-on-your-dmm

Wenn es nur eine MAX Funktion gibt, probieren, ob verpolen funktioniert 
(-24V, ein Einbruch auf 18V wäre dann -18V, also eine positivere=höhere 
Spannung).
Sonst Differenz zu 3x9V Block messen:  Normal -3V bei Einbruch auf 18V 
dann -9V.

von Thomas W. (goaty)


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Ich hatte Mal ein Victor VC98, das konnte loggen, wenn ein Bereich 
verlassen wurde, also z.b. <23,9V und >24,1V

von Ich A. (alopecosa)


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https://www.scanntronik.de/Produkt_Voltfox_Maxi_deu.php

2kHz Min/Max Erfassung.

Messinterval so legen das die 64000 Speicherpunkte reichen. Dann sollte 
man dem Ziel schon näher kommen.

Will man es noch "genauer" wirds halt teurer.

von Jörg R. (solar77)


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Peter G. schrieb:
> die Messung möchte ich durchführen um vielleicht herausfinden zu können,
> warum an der Spannungsquelle ansgeschlossene Geräte in unregelmäßigen
> Abständen abzstürzen.

Scheinbar ist die Spannungsquelle nicht geeignet die angeschlossenen 
Geräte zu versorgen. Daher würden Deine Messungen doch nur ergeben dass 
die Spannung einbricht, weil vermutlich die Strombegrenzung des NT 
einsetzt. Wann und wie oft dies passiert spielt dann doch überhaupt 
keine Rolle.

: Bearbeitet durch User
von Rainer W. (rawi)


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Wolf17 schrieb:
> Es muss ja nicht gleich die teure 250µs Lösung von Fluke sein

Wenn es um 250us-Spikes ginge, würde ein einfacher Kondensator zum 
Abblocken von  über die Versorgung kommenden Störungen helfen. 
Vernünftige "angeschlossene Geräte" sollten intern so etwas allerdings 
besitzen.

von Sheeva P. (sheevaplug)


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Manfred P. schrieb:
> Da sind wir uns einig. Zur grafischen Aufbereitung nutze ich
> Softmaker-Free und laufe vor die Wand, weil die Anzahl der Datensätze zu
> hoch wird.

Vielleicht möchtest Du einen Blick auf Python und seine Bibliotheken zur 
Datenverarbeitung und -Visualisierung werfen, insbesondere numpy, Pandas 
für die Verarbeitung sowie Seaborn, Matplotlib, Plotly und Bokeh für die 
Visualisierung. Für interaktives Arbeiten mit den Daten ist Jupyter (als 
Kommandozeilen- und Webversionen) sehr angenehm. Wenn Du mehr aus Deinen 
Daten holen möchtest, können dazu die wissenschaftliche Bibliothek scipy 
und die Machine- und DeepLearning-Bibliotheken scikit-learn, Tensorflow, 
oder PyTorch nützlich sein, für statistische Tests gibt es statsmodels.

Vorsicht: bei meiner Aufzählung wird die Lernkurve zunehmend steil, aber 
die genannten Werkzeuge sind stabil, zuverlässig, und meistens auch sehr 
ressourcensparend und performant. Viel Spaß und Erfolg!

von Peter R. (pnu)


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Dann ist ein spezialisierter logger sinnvoll:(der Fachausdruck fällt mir 
gerade nicht ein)

Er liest kontinuierlich in einen (Ring-) Speicher ein. Beim Auftreten 
eines Störungsfalls wird ein Zeitbereich vor und nach dem Ereignis 
zusammen mit Zeitmarkierung einem Ereignisspeicher übergeben. Dann kann 
man auch mit hoher zeitlicher Auflösung überwachen.

Wäre eigentlich ein schönes Objekt fürs Programmieren. Gibts aber auch 
fertig zu kaufen.

Möglich wäre auch ein Speicheroszilloskop, das durch die Störereignisse 
getriggert, jedesmal ein Bild des Signalverlaufs speichert.

: Bearbeitet durch User
von Peter R. (pnu)


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Inzwischen fiel mir der passende Suchbegriff ein: Transientenlogger

von Carypt C. (carypt)


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im pc hätte man die audioprogramme audacity (wav) oder viel besser 
mp3directcut (mp3), das schreibt über tage hinweg die aufnahmedateien 
eins nach der anderen auf die platte bis voll. es gibt auch das programm 
silentbob  welches einen audiostream im hintergrund mitschreibt, aber 
erst wenn man den recordbutton die aufnahme behält, aber wohlgemerkt 
auch ein gewisse zeit vor dem button-druck (ca 5 min).
das problem bei soundkarten ist aber der hochpass 
(20Hz+)(gleichstromsignale werden nach ground gezogen) und 
phantom-speise-spannung im microeingang.
aber ein pwm-signal könnte man aufzeichnen. es gibt auch 
ardunio-oszilloskope bausätze und anleitungen bei theremino. 
https://www.theremino.com/de/downloads/foundations#logger

ja, pc war nicht gewünscht. man könnte auch eigenständige soundrecorder 
zum aufzeichnen nehmen. ja, alles nicht das wahre, sry.

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