Wattmeter selber bauen U i P Gleichstrom ATmega8 Assembler

OP #7614482
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Geschätztes Forum,

mit wenig Aufwand einen kleinen Leistungsmesser selber bauen 30V 10A 300W.

Spannung und Strom gleichzeitig messen und beide Werte miteinander multiplizieren und Ergebnis anzeigen.

Folgende Werte können angezeigt werden:

  • U
  • I
  • P
  • P(max)
  • ADC0
  • ADC-1

Der Strombedarf für das Display und µC beträgt ca. 50mA.

Bernhard

PS: Hervorragend geeignet um den MPP von Solarpanelen per Hand zu ermitteln.

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(Firma: 1984now) #7614792
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Bernhard S. schrieb:

Spannung und Strom gleichzeitig messen

Tust du nicht wirklich. Allerdings spielt das für die konkrete (Quasi-DC-) Anwendung auch keine Rolle.

Für echte Leistungsmessung in AC-Schaltungen musst du da noch erheblich nachbessern. Und selbst mit diesen Nachbesserungen wird es mit einem Mega8 als Hardwarebasis notwendigerweise immer sehr unvollkomen bleiben müssen, weil mit nur einer ADC halt unmöglich eine echte Gleichzeitigkeit der Messung zweier Kanäle erreicht werden kann.

#7614822
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Ob S. schrieb:

Bernhard S. schrieb:

Spannung und Strom gleichzeitig messen

Tust du nicht wirklich. Allerdings spielt das für die konkrete (Quasi-DC-) Anwendung auch keine Rolle.

Für echte Leistungsmessung in AC-Schaltungen musst du da noch erheblich nachbessern. Und selbst mit diesen Nachbesserungen wird es mit einem Mega8 als Hardwarebasis notwendigerweise immer sehr unvollkomen bleiben müssen, weil mit nur einer ADC halt unmöglich eine echte Gleichzeitigkeit der Messung zweier Kanäle erreicht werden kann.

Schon anhand der Verpolungsschutzdiode sehe ich wenig Möglichkeiten "für eine echte Leistungsmessung in AC-Schaltungen".

Arno

#7614827
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Ob S. schrieb:

Bernhard S. schrieb:

Spannung und Strom gleichzeitig messen

Tust du nicht wirklich. Allerdings spielt das für die konkrete (Quasi-DC-) Anwendung auch keine Rolle.

Für echte Leistungsmessung in AC-Schaltungen musst du da noch erheblich nachbessern.

In der Titelzeile steht doch groß und fett „Gleichstrom“. Was faselst Du jetzt von AC?

(Firma: 1984now) #7614837
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Jörg R. schrieb:

In der Titelzeile steht doch groß und fett „Gleichstrom“. Was faselst Du jetzt von AC?

Das kommt wohl davon dass ich das Posting OT gelesen habe und dessen Inhalt mehr Gewicht zugemessen habe als dem Topic. Und im OT steht:

Spannung und Strom gleichzeitig messen

Und das tut er nunmal definitiv nicht.

Dass das in der konketen Anwendung (nahezu) irrelevant ist, hatte ich ja auch gleich dazu geschrieben.

(Firma: 1984now) #7615391
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Bernhard S. schrieb:

Natürlich wird der ADC für U und i nicht absolut gleichzeitig gemessen,ca. 100ms Zeitversatz,

Also das könnte man selbst mit einem AVR8 als Hardwarebasis noch sehr deutlich verbessern. Echte Gleichzeitigkeit ist und bleibt natürlich unerreichbar, aber eine viel engere zeitliche Bindung der beiden Kanäle wäre durchaus möglich.

Die Frage könnte höchstens sein: wie relevant wäre diese grundsätzliche Verbesserung bezüglich der konkreten Anwendung. Sehr wahrscheinlich: irrelevant. Aber: wenn man den Code in einem anderen Kontext wiederverwenden will, könnte das schon völlig anders aussehen...

#7616080
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Wie kommt man bloß auf die verrückte Idee, mit 74HC164 zu multiplexen. Das Schieben ist doch sichtbar, d.h. man hat massiv mit Geistersegmenten zu kämpfen, wie ja auch gut zu sehen ist. Auch ist dessen Treiberleistung mit max 5,2mA nicht so dolle, das ergibt nur 0,08mA Segmentstrom effektiv. Man sollte wenigstens den 74HC595 nehmen, da kann man unsichtbar schieben, d.h. ohne Geister zu sehen. Am einfachsten ist natürlich ein MAX7219, der kann auch schön viel Strom.

#7616100
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Peter D. schrieb:

Wie kommt man bloß auf die verrückte Idee, mit 74HC164 zu multiplexen.

Weil Langnasen prinzipiell das allerbilligste bei Ali kaufen, und ein 164 kostet nun mal weniger als deine beiden.

Bernhard S. schrieb:

30V 10A 300W.

Hmm, 1V Verlust bei 10A bloss um einen OpAmp zu sparen, zudem handelt man sich mit der Strommessung auf GND Masseprobleme ein. So was wie ein MAX4080 war der Langnase wieder zu teuer.

Zudem: Wenn man Watt auf 1er Stelle genau anzeigen will, muss man bei 30V auf 0.033V genau messen und bei 10A (1V) auf 0.1A (0.01V) genau. Geht, erfordert aber schon im Spannungsteiler Widerstände besser als 1% (0.1% wäre ja beschaffbar).

(Firma: ;-) gibt es auch) #7620492
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Michael B. schrieb:

Zudem: Wenn man Watt auf 1er Stelle genau anzeigen will, muss man bei 30V auf 0.033V genau messen und bei 10A (1V) auf 0.1A (0.01V) genau. Geht, erfordert aber schon im Spannungsteiler Widerstände besser als 1% (0.1% wäre ja beschaffbar).

Wer messen und rechnen kann, braucht genaue Widerstände nicht! Korrekturfaktor bestimmen und in der Weichware verrechnen!

#7620501
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Ob S. schrieb:

Bernhard S. schrieb:

Natürlich wird der ADC für U und i nicht absolut gleichzeitig gemessen,ca. 100ms Zeitversatz,

Also das könnte man selbst mit einem AVR8 als Hardwarebasis noch sehr deutlich verbessern. Echte Gleichzeitigkeit ist und bleibt natürlich unerreichbar, aber eine viel engere zeitliche Bindung der beiden Kanäle wäre durchaus möglich.

Nun ja, man koennte ja 2 S/H vor den Analog/Digital-Wandler schalten. Und man koennte statt der schlechten internen ADCs z.B. einen softwaregestuetzten Zweiflankenumsetzer bemuehen.

Dann waere das mir etwas zu euphorische:

PS: Hervorragend geeignet um den MPP von Solarpanelen per Hand zu ermitteln.

vielleicht angebracht. So wie es ist, ist es nur ein Schaetzeisen. Vielleicht reicht das dem TO ja auch.

(Firma: ;-) gibt es auch) #7620542
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Motopick schrieb:

Ob S. schrieb:

Bernhard S. schrieb:

Natürlich wird der ADC für U und i nicht absolut gleichzeitig gemessen,ca. 100ms Zeitversatz,

Also das könnte man selbst mit einem AVR8 als Hardwarebasis noch sehr deutlich verbessern. Echte Gleichzeitigkeit ist und bleibt natürlich unerreichbar, aber eine viel engere zeitliche Bindung der beiden Kanäle wäre durchaus möglich.

Nun ja, man koennte ja 2 S/H vor den Analog/Digital-Wandler schalten. Und man koennte statt der schlechten internen ADCs z.B. einen softwaregestuetzten Zweiflankenumsetzer bemuehen.

Dann waere das mir etwas zu euphorische:

PS: Hervorragend geeignet um den MPP von Solarpanelen per Hand zu ermitteln.

vielleicht angebracht. So wie es ist, ist es nur ein Schaetzeisen. Vielleicht reicht das dem TO ja auch.

Besser und mehr Aufwand geht sicher immer! Aus meiner Sicht spielt der Zeitversatz bei der vorgebenen Anwendung eine völlig untergeordnete Rolle. Auch ob nun ein oder zwei Prozent Genauigkeit das Messergebnis beieinflussen ist nun wirklich unerheblich.

Für die Nörgler hier: Zeigt real, wie ihr es besser macht. Und natürlich auch den Kostenaufwand dazu nennen bitte. Ich bin sehr gespannt!

Viele Grüße Ove

(Firma: ;-) gibt es auch) #7620548
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Michael B. schrieb:

Zudem: Wenn man Watt auf 1er Stelle genau anzeigen will, muss man bei 30V auf 0.033V genau messen und bei 10A (1V) auf 0.1A (0.01V) genau. Geht, erfordert aber schon im Spannungsteiler Widerstände besser als 1% (0.1% wäre ja beschaffbar).

Zur Vervollständigung; Du hast dir, so wie ich auch, den Schaltplan nicht angesehen. Denn dann hättest du gesehen, daß es dort einstellbare Wiederstände gibt, um das Ganze abzugleichen. Viele Grüße Ove

#7620564
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Ove M. schrieb:

Wer messen und rechnen kann, braucht genaue Widerstände nicht! Korrekturfaktor bestimmen und in der Weichware verrechnen!

Das wäre die chinesische Antwort. Natürlich sind ungenaue Widerstände auch über Alterung und Temperatur ungenauer.

Ove M. schrieb:

daß es dort einstellbare Wiederstände gibt, um das Ganze abzugleichen

Ich hatte ihn mir angesehen, und weiss, dass ein Trimmpoti keineswegs seine Einstellung hält, einen drastisch schlechteren Temperaturgang hat als ein Festwiderstand, und bei quasi vollem bzw. 1/3 Spannungsteiler gar nicht auf 0.1% einstellbar ist.

So was machen nicht mal Chinesen.

OP #7624709
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Ein kleines Beispiel eines low cost DC Wattmeters / Leistungsmesser.

ATmega8 und 4HSG21010B26-1W.

7...20V max 10A => max 200 Watt.

Ohne Potentiometer, die Justierung erfolgt in der Assembler-Software

.equ FAKTOR_U=291 .equ FAKTOR_i=263

Menuegeführt: Leistung, Strom, Spannung, ADC Spannung, ADC Strom

Strom und Spannung werden nacheinander 256x gemessen und der Mittelwert errechnet.

Bei der Messung leuchtet der rechte untere Dezimalpunkt.

Stromaufnahme: ca. 50mA

Pinbelegung: Beitrag "Pollin LED-Anzeige 4HSG21010B26-1W 10mm grün 4 digit"

Anmerkung:

der 0,1Ohm Widerstand erwärmt sich bei 10A ganz ordentlich ^^

10A x 10A x 0,1Ohm = 10W

Bernhard

Angehängte Dateien:
#8086832
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Lötzinn V. schrieb:

Moin, gibt es Werte für die beiden Widerstände an Pin1 vom Atmega8 und die 8 Widerstände am Diplay ? MfG.

Nein.

Die Widerstände am Display hängen vom Display ab, hier grün mit vielleicht 2.1V Vorwärtsspannung ergibt bei 20mA für einen Digitausgang maximal 2.85mA pro Segment macht (5V-2.1V=2.9V)/0.0285=1k als Vorwiderstand mit einer mittleren Helligkeit als ob das Segment von 700uA durchflossen wird. Man braucht also effiziente Displays und kann sie trotzdem nur im dunklen ablesen.

Und an Pin1 ist die LED einfach grober Blödsinn, die gehört zwischen plus und minus als Betriebsanzeige. Der andere Widerstand am Elko ist üblicherweise 10k, hängt etwas davon ab wie schnell die Spannung beim Einschalten steigt.

Die von der LED halt so daß die LED in der gewünschten Helligkeit leuchtet.

#8087146
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Ich habe da mal eine Frage zu diesem und allen anderen Geräten.

Das ist wohl sinnvoll beim Einstellen der Module?

Wenn man sich jetzt nicht solch ein Gerät baut oder kauft, tut es dann nicht die Strommesszange? Wenn der maximale Strom erreicht ist, dann sollte doch das Modul richtig eingestellt sein. Oder sehe ich das falsch?

#8087151
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Ralf X. schrieb:

Es geht hier nicht um die grobmotorische Messung an E-Gabelstaplern.

Es gibt Messzangen, die im mA-Bereich arbeiten können, insofern ist das Argument auch nicht gar so treffend. Wie der User allerdings darauf kommt, dass hier eine Strommesszange das vorgestellte Projekt ersetzen könne, ist mir auch nicht recht klar. Vielleicht ein Wunsch nach Aufmerksamkeit?

#8087155
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Jack V. schrieb:

Ralf X. schrieb:

Es geht hier nicht um die grobmotorische Messung an E-Gabelstaplern.

Es gibt Messzangen, die im mA-Bereich arbeiten können, insofern ist das Argument auch nicht gar so treffend.

Klar gibt es die auch im mA-Bereich.
Aber an sich ist bekannt, wie lageabhängig diese Messungen im DC-Bereich sind, da ja selbst das Erdmagnetfeld seinen Einfluss hat und man an sich vor jeder Einzelmessung den Strom unterbrechen müsste, um die Messeinrichtung zu nullen.

#8087160
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Jack V. schrieb:

Vielleicht ein Wunsch nach Aufmerksamkeit?

Ganz sicher nicht. Ich habe hier einen Beitrag laufen, wo es um ein bBlkonkraftwerk geht, welches ich demnächst aufbauen werde. Gedanken zur Ausrichtung der Module habe ich mir schon gemacht und eben dieser Punkt ist offen. Da ich eine Strommesszange besitze, die auch wenige Milliampere messen kann, habe ich überlegt, ob ich für dieses eine Mal beim Aufbau überhaupt noch ein Messgerät anschaffen soll, auch wenn das nicht so teuer ist.

#8087161
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Ralf X. schrieb:

Es geht hier nicht um die grobmotorische Messung an E-Gabelstaplern.

Du kriegst so einen Stapler aber garantiert nicht wieder zum fahren, wenn der kaputt ist. Ich habe in meinem Berufsleben schon einige Ingenieure gesehen, die dachten auch, dass es so einfach ist. Und tatsächlich waren es relativ einfache Fehler, für die ich nicht einmal messen musste, aber all diese Typen haben sich die Karten gelegt. Bleib mal fein auf deinem hohen Roß sitzen, fallen wirst du noch früh genug. Ich habe so viel in meinem Leben gelernt und gemacht, das wirst du sicher nicht aufholen können.

#8087166
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Frank O. schrieb:

Wenn man sich jetzt nicht solch ein Gerät baut oder kauft, tut es dann nicht die Strommesszange? Wenn der maximale Strom erreicht ist, dann sollte doch das Modul richtig eingestellt sein. Oder sehe ich das falsch?

Ja, das siehst du falsch. Den maximalen Strom bekomnst du im Kurzschlußfall, allerdings bei Null Leistung. Es geht beim MPP um das maximale Produkt aus Strom und Spannung, eben die maximale Leistung. Und man muß aufpassen, z.B. bei teilbeschatteten Panels, nicht auf ein lokales Maximum hereinzufallen, sondern das globale Maximum zu finden. Dazu muß man immer wieder mal den kompletten Lastbereich durchfahren und nicht nur vom aktuell gefundenen Punkt nachregeln, bis die Leistung maximal wird.

: Bearbeitet durch User

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