Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Wechselspannung verstärken und gleichrichten


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von Stefan (cyrusfd)


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Hallo,

ich möchte gerne wissen, ob meine Poolpumpe an oder aus ist. Dafür 
verwende ich einen SCT013-010, der mir eine Wechselspannung von etwa 80 
mV liefert, wenn der Motor läuft. Mit einem Spannungsteiler erzeuge ich 
einen Offset von 1,6 V, sodass ich Spannungen zwischen 1,68 V und 1,52 V 
erhalte. Diese Spannungswerte werden mit einem ADC (ADS1115) an den 
Raspberry Pi (FHEM) weitergegeben. Da ich jedoch nur alle 30 Sekunden 
eine Abtastung durchführe, kommt es vor, dass ich genau die 
Offsetspannung erhalte. Dadurch habe ich keine Möglichkeit 
festzustellen, ob der Motor an oder aus ist.

Ich habe darüber nachgedacht, die Wechselspannung gleichzurichten und zu 
glätten. Allerdings habe ich bei dieser Spannung das Problem, dass der 
Gleichrichter nichts durchlässt. Die Spannung müsste also zuerst 
verstärkt und dann gleichgerichtet werden.

Habt ihr einen Tipp für eine einfache Schaltung? Als Spannungsversorgung 
habe ich nur die 5v bzw 3,3v des RaspberryPi.

Vielen Dank!
Stefan

: Verschoben durch Moderator
von Clemens S. (zoggl)


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Stefan schrieb:
> 80
> mV liefert, wenn der Motor läuft.

Wickel das Kabel mehrfach durch den Kern. Dann bekommst du mehr Signal. 
Wenn du nur Ein / Aus erkennen willst, reicht es danach das Signal 
gleichzurichten.

sg

von Obelix X. (obelix)


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von H.Joachim S. (crazyhorse)


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Wer schaltet denn die Pumpe an oder aus? Vielleicht lieber dort 
anzapfen...
Ansonsten wäre ein Präzisionsgleichrichter eine Lösung für dein Problem.

von Stefan (cyrusfd)


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Clemens S. schrieb:
> Stefan schrieb:
>> 80
>> mV liefert, wenn der Motor läuft.
>
> Wickel das Kabel mehrfach durch den Kern. Dann bekommst du mehr Signal.
> Wenn du nur Ein / Aus erkennen willst, reicht es danach das Signal
> gleichzurichten.
>
> sg

Danke! Werde das mal ausprobieren.

von Rainer W. (rawi)


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Stefan schrieb:
> Dafür verwende ich einen SCT013-010, der mir eine Wechselspannung von
> etwa 80 mV liefert

Du bist sicher, dass deine Poolpumpe nur 0.8A zieht?
Mit welcher Leistung soll die Pumpe laufen?

von Stefan (cyrusfd)


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H.Joachim S. schrieb:
> Wer schaltet denn die Pumpe an oder aus? Vielleicht lieber dort
> anzapfen...
> Ansonsten wäre ein Präzisionsgleichrichter eine Lösung für dein Problem.

Die Pumpe wird auch vom uC gesteuert. Sie eine eigene Elektronik 
(verschieden Stufen), die nur über einen Schaltkontakt gesteuert wird. 
Ich bekomme keinerlei Rückmeldung.

von Stefan (cyrusfd)


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Rainer W. schrieb:
> Stefan schrieb:
>> Dafür verwende ich einen SCT013-010, der mir eine Wechselspannung von
>> etwa 80 mV liefert
>
> Du bist sicher, dass deine Poolpumpe nur 0.8A zieht?
> Mit welcher Leistung soll die Pumpe laufen?

Sie läuft bei normaler Stufe mit ca 250 Watt, also ca 1 A

von Stefan (cyrusfd)


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Obelix X. schrieb:
> https://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/0209092.htm

ich habe ja nur eine positive Spannung für die Versorgung des OP. Oder 
habe ich etwas verwechselt? Ist schon viele Jahre her, dass ich mich mit 
OP beschäftigt habe ;-)

von Michael B. (laberkopp)


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Stefan schrieb:
> Habt ihr einen Tipp für eine einfache Schaltung?

Einfach 5ms lang mehrere Messwerte nehmen und davon den grössten (oder 
rms) Wert.

Übrigen weisst du damit nur, ob die Pumpe Strom bekommt. Ob sie auch 
dreht, weisst du nicht. Sie könnte klemmen bzw. Kondensator platt sein.

Wozu man wissen will, ob die Pumpe läuft, wüsste ich aber nicht. Wenn 
überhaupt steuert man die Pumpe nach anderen Parametern, Zeit, 
Sonnenschein, PV Verfügbarkeit.

Es gäbe die Schaltung des Präzisionsgleichrichters, 
Spitzenwertgleichrichters und Komparators bei 3.3V mit Rail-To-Rail 
OpAmps wie LMC6462. Die könnte auch gleich ein digitales Schaltsignal 
erzeugen, spart den A/D Wandler.

: Bearbeitet durch User
von Bernd S. (soundgott)


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von Stefan (cyrusfd)


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von Obelix X. (obelix)


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Stefan schrieb:
> ich habe ja nur eine positive Spannung für die Versorgung des OP. Oder
> habe ich etwas verwechselt? Ist schon viele Jahre her, dass ich mich mit
> OP beschäftigt habe ;-)

Ein OP braucht nicht zwingend eine positive und negative 
Versorgungsspannung.

Google Suche : "single supply op amp"

von Rainer W. (rawi)


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Bernd S. schrieb:
> Warum so kompliziert?
>
> 
https://www.amazon.de/Hyuduo-Stromsensor-Einstellbarer-Aktionsstrom-Crrent-Sensorschalter/dp/B099NC6F8V/ref=sr_1_6?crid=1RSN8P956OY0&dib=eyJ2IjoiMSJ9.Kd7c3aFvcIa-TQQ-X8JP11zExtD3SCjCFwUjV0nLE33aW6OCqD0ASYUwDpp30bfRv0ml1g504CNgkCJI88w-6f-urEv3IHW00u2CIRyOzINBEc2edwQLrLiDaNY0ZN6VE_98RLKJlFrlHd-op1WzMU4Fxi0vBMJ2qVboMaEHYV7xSE9c4DcorfnOE540_IReEz8EhBruZz9rWh9Vm_qEnY9idzGGX6KrZeL_JnFqUQEwvfm8XkCDAYwmM9iYa5ZLlBMZ2tPRWGeyewmYAqHdV07jlSiDVUU-_yW3zQuXFkM.dDm8sZJ8pfeUp_YOJOJSsMtwQQggXoVBca_MaOx_aOA&dib_tag=se&keywords=stromsensor+ac&qid=1714729684&sprefix=stromsen%2Caps%2C117&sr=8-6

Das frage ich mich auch.
https://www.amazon.de/dp/B099NC6F8V

Deine "Lebensgeschichte" musst du doch nicht jedem auf die Nase binden.
Schon gar nicht würde ich die hier öffentlich ins Internet stellen.

Obelix X. schrieb:
> Ein OP braucht nicht zwingend eine positive und negative
> Versorgungsspannung.

Der weiß nicht einmal, was "positiv" und "negativ" ist.
"+/-2.5V" ist für einen OP das selbe wie "+5V/0V"). Ansonsten kommt es 
auf die Schaltung an, in der er benutzt wird.

: Bearbeitet durch User
von Obelix X. (obelix)


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Rainer W. schrieb:
> Der weiß nicht einmal, was "positiv" und "negativ" ist.
> "+/-2.5V" ist für einen OP das selbe wie "+5V/0V"). Ansonsten kommt es
> auf die Schaltung an, in der er benutzt wird.

Sag ich doch nur nicht so ausführlich ;-) . Das lernt man dann ja wenn 
man danach googelt.

: Bearbeitet durch User
von H. H. (hhinz)


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Du kannst auch eines der billigen Verstärkermodule mit LM386 nehmen.

von Monk (roehrmond)


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Stefan schrieb:
> ich möchte gerne wissen, ob meine Poolpumpe an oder aus ist. Dafür
> verwende ich einen SCT013-010

Damit erkennst du nur, ob Strom fließt. Es sagt nichts darüber aus, ob 
die Pumpe läuft.

> Da ich jedoch nur alle 30 Sekunden eine Abtastung durchführe, kommt
> es vor, dass ich genau die Offsetspannung erhalte. Dadurch habe ich
> keine Möglichkeit festzustellen, ob der Motor an oder aus ist.

Taste häufiger ab und verwende den Mittelwert.

Oder verwende einen "Arduino Sound Sensor", wo du das Mikrofon durch 
deine Sensorspule ersetzt.
https://www.makershop.de/wp-content/uploads/2017/04/155132.jpg

: Bearbeitet durch User
von Enrico E. (pussy_brauser)


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Mit nur einem Transistor bekommst du die Verstärkung so hoch, dass sich 
am Ausgang eine DC-Spannung zwischen 0 Volt und 2,5V (Je nach 
Motorstrom) auslesen lässt.

Mit dem 1k Trimmer lässt sich die notwendige Verstärkung stufenlos 
einstellen.

von Stefan (cyrusfd)


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Steve van de Grens schrieb im Beitrag
> Oder verwende einen "Arduino Sound Sensor", wo du das Mikrofon durch
> deine Sensorspule ersetzt.
> https://www.makershop.de/wp-content/uploads/2017/04/155132.jpg

Danke, gute Idee. Ich habe sogar irgendwo einen herumliegen.

von H. H. (hhinz)


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Steve van de Grens schrieb:
> Oder verwende einen "Arduino Sound Sensor", wo du das Mikrofon durch
> deine Sensorspule ersetzt.
> https://www.makershop.de/wp-content/uploads/2017/04/155132.jpg

Damit wird der Kern des Stromwandlers in Sättigung gehen.

von Monk (roehrmond)


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H. H. schrieb:
> Damit wird der Kern des Stromwandlers in Sättigung gehen.

Das ist kein unlösbares Problem. Lass ihn erst mal versuchen.

von Jürgen H. (hansmd)


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Dafür ("EIN" oder "AUS") ist eine kleine Schaltung wohl
ausreichend oder oder möchtest Du den genauen Strom messsen?
Dann nimm das von "crazyhorse"! Präzisionsgleichrichter! Oh, oh!

Mann nehme zwei Dioden in Reihe und dazu zwei antiparallel.
Dann mit einem widerstand (ca. 40 Ohm) über einen Optokoppler (AC).
Das ganze in ein kleines Gehäuse und vergießen. Und Mann hat einen
schönen Stromsensor für wenig Schotter!

Vor nicht allzu langer Zeit war hier ein Beitrag zu lesen, in dem
mal der Umgang in diesem Forum untereinander kritisiert wurde. Fand
ich gut! Außerdem läuft das eigentliche Thema immer häufiger aus dem
Ruder, da wohl jeder erst mal sein Wissen preisgeben möchte.

Schönes WE wünscht der Jürgen

: Bearbeitet durch User
von H.Joachim S. (crazyhorse)


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Jürgen H. schrieb:
> Mann nehme zwei Dioden in Reihe und dazu zwei antiparallel.
> Dann mit einem widerstand (ca. 40 Ohm) über einen Optokoppler (AC).
> Das ganze in ein kleines Gehäuse und vergießen. Und Mann hat einen
> schönen Stromsensor für wenig Schotter!

Du bist aber auch ein Fuchs!
Allerdings hast du grosszügig ein paar Sachen übersehen. Der Stromsensor 
ist schon da. Nicht jeder, der nicht so genial wie du ist, möchte die 
Netzleitung auftrennen und wieder isolieren, insbesonders im 
Nassbereich.
Dioden in Reihe? Tja, selbst mit einem kleinen Motor ist man im 
Anlaufmoment  mit einer 4007 schnell am Ende. Oben stand irgendwo was 
von 0,8A im Normalbetrieb. Anlauf, Blockade, Defekt - da ist man dann 
schnell bei bei 1N5407 o.ä., 4 Stk davon sind nicht mehr klein, 
Sicherheitsrisiken gratis dazu.

von Falk B. (falk)


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Stefan schrieb:
> ich möchte gerne wissen, ob meine Poolpumpe an oder aus ist. Dafür
> verwende ich einen SCT013-010, der mir eine Wechselspannung von etwa 80
> mV liefert, wenn der Motor läuft. Mit einem Spannungsteiler erzeuge ich
> einen Offset von 1,6 V, sodass ich Spannungen zwischen 1,68 V und 1,52 V
> erhalte. Diese Spannungswerte werden mit einem ADC (ADS1115)

Jaja, es lebe der Overkill! ;-)

Ein 60A Stromwandler und ein 16 Bit ADC für so eine "Mamutaufgabe"! 
Wie sind die nur damals zum Mond geflogen, mit einem BRUCHTEIL an 
Technologie?

> Ich habe darüber nachgedacht, die Wechselspannung gleichzurichten und zu
> glätten. Allerdings habe ich bei dieser Spannung das Problem, dass der
> Gleichrichter nichts durchlässt. Die Spannung müsste also zuerst
> verstärkt und dann gleichgerichtet werden.

Nö. Ein Stromwandler ist eine Konstantstromquelle, solange die 
Ausgangsspannung nicht zu groß wird.

> Habt ihr einen Tipp für eine einfache Schaltung? Als Spannungsversorgung
> habe ich nur die 5v bzw 3,3v des RaspberryPi.

Reicht doch.

Beitrag "Re: Haussteuerung, Strommessung AC"

Man nimmt einen Stromwandler, dessen Shunt man anpassen kann, dann geht 
fast jeder. Denn wenn man nur kleine Ströme messen will, kann man einen 
größeren Shunt für mehr Signal nutzen!

von Manfred P. (pruckelfred)


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H.Joachim S. schrieb:
> Jürgen H. schrieb:
>> Mann nehme zwei Dioden in Reihe und dazu zwei antiparallel.
>> ..
> Du bist aber auch ein Fuchs!

Der wird die nächste Nervensäge des Forums.

Falk B. schrieb:
> Jaja, es lebe der Overkill! ;-)
> Ein 60A Stromwandler und ein 16 Bit ADC für so eine "Mamutaufgabe"!

Wenn es an Grundlagen fehlt, ist es schwierig, sinnvolle Bauteile zu 
wählen.

> Man nimmt einen Stromwandler, dessen Shunt man anpassen kann, dann geht
> fast jeder. Denn wenn man nur kleine Ströme messen will, kann man einen
> größeren Shunt für mehr Signal nutzen!

Mit "größerem Shunt" bin ich nicht bei Dir, der muß schon im definierten 
Bereich des Wandlers bleiben.

Weiter vorne wurde empfohlen, den Leiter mehrfach duch den Stromwandler 
zu führen. Es bleibt ein Rätselspiel, solange die Daten der Pumpe nicht 
bekannt sind.

von Falk B. (falk)


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Manfred P. schrieb:
>> Man nimmt einen Stromwandler, dessen Shunt man anpassen kann, dann geht
>> fast jeder. Denn wenn man nur kleine Ströme messen will, kann man einen
>> größeren Shunt für mehr Signal nutzen!
>
> Mit "größerem Shunt" bin ich nicht bei Dir, der muß schon im definierten
> Bereich des Wandlers bleiben.

Nö. Lies mal den Artikel Stromwandler.
Klar kann es sein, daß man bei DEM Wandler schlecht bis gar nicht an den 
eingebauten Shunt rankommt, dann ist das halt Pech. Aber nur aus 
mechanischen, nicht elektrischen Gründen.

> Weiter vorne wurde empfohlen, den Leiter mehrfach duch den Stromwandler
> zu führen. Es bleibt ein Rätselspiel, solange die Daten der Pumpe nicht
> bekannt sind.

Warum? Er will 0,8A Strom sicher erkennen, das reicht als Information.

von Falk B. (falk)


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https://edistechlab.com/sct013-sensor-zum-wechselstrom-messen/?v=3a52f3c22ed6

Der mit Stromausgang ist besser, denn dort kann man den Shunt verändern 
UND mittels einfachem Gleichrichter gleichrichten!

von 1N 4. (1n4148)


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Eine popelige Tasmota-Steckdose mit Leistungsmessung ist keine Option?

von Stefan (cyrusfd)


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Manfred P. schrieb:
> Falk B. schrieb:
>> Jaja, es lebe der Overkill! ;-)
>> Ein 60A Stromwandler und ein 16 Bit ADC für so eine "Mamutaufgabe"!
>
> Wenn es an Grundlagen fehlt, ist es schwierig, sinnvolle Bauteile zu
> wählen.
... jetzt nimmt der Thread wieder einmal eine besondere Wendung.
Ich habe nie behauptet, dass es sich um einen 60A-Stromwandler handelt. 
Der von mir verwendete SPC 013-010 hat einen Spannungsausgang und misst 
einen Strom bis zu 10A!!! Daraus zu schließen, dass es mir an Grundlagen 
fehlt, ist für mich nicht nachvollziehbar.
Es ist merkwürdig, dass es immer wieder Personen gibt, die es für 
notwendig halten, in einem Forum, in dem sich weniger begabte 
Hobbyelektroniker mit einem Problem melden, ihre abwertenden Meinungen 
zum Wissensstand etc des Fragenden oder anderer Poster zu äußern. In der 
Psychologie wird dies als eine Form der Kompensation betrachtet. 
Entweder habe ich den Sinn eines Forums missverstanden, oder hier 
tummeln sich einige selbsternannte Experten, die nicht hier sind, um zu 
helfen, sondern um andere abzuwerten.
Zum Glück sind solche Fälle in Foren nicht die Regel. Wäre es nicht 
schön, wenn wir alle respektvoll miteinander umgehen und uns gegenseitig 
unterstützen würden, besonders in einer Gemeinschaft, die darauf 
abzielt, Wissen zu teilen und zu erweitern.
Wer nicht helfen will oder die Frage als dämlich ansieht, kann ja 
Kopfschüttelnd weiterziehen.

Und ja, es ist schon lange her, dass ich die Grundlagen der Elektronik 
gelernt habe. Dafür bin ich auch hier ...

von Enrico E. (pussy_brauser)


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Falk B. schrieb:
> Beitrag "Re: Haussteuerung, Strommessung AC"

Bei deinem Verstärker muss erst einmal die Flussspannung der Schottky 
Dioden überwunden werden. Das sind bestenfalls 2x 0,25V! Stefan sein 
Stromwandler bringt aber nur 80mV.

Also ist es klüger erst die Wechselspannung zu verstärken und zum 
Schluss gleichzurichten.

Der zweite OPV braucht nicht beschaltet zu werden, weil die Verstärkung 
dann schon zu hoch wäre. Ein LM358 würde hier auch ausreichen.

von Jürgen H. (hansmd)


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Ja Stefan,
das meinte ich mit meinem Beitrag etwas oberhalb. "crazyhorse" hat
sofort negativ geantwortet. Obwohl ich keine Dioden vorgeschlagen
hatte geht er sofort davon aus, dass es 4007 sind! Ich kann auch nicht 
nachvollziehen, dass er solch eine hohe Spannung erwartet. Und dazu noch
die Anmerkung über den Nassbereich (wahrscheinlich ist seine Glaskugel 
deffekt). Aber er hat ja recht, denn der Stromsensor hat keine
Probleme mit dem "Nassbereich" und Mann muß auch kein Kabel dafür
auftrennen. ;-))
Übrigens die Schaltung passt mit einem Schrumpfschlauch in den
Anschlußkasten einer Pumpe von Gardena. Ich habe aber so etwas
schon mehrmals in einen extra Verteilerkasten in einem Gehäuse von
Reichelt (sieht aus wie ein leerer Sicherungsautomat) mit zusätzlichem
FI-Schutzschalter verbaut. Aber das ist hier nicht das Thema!

Die beste Antwort für mich auf eine Frage war übrigens: "Müßte gehen!"
Zwei Worte um wahrscheinlich Likes zu sammeln.
Leute mit Halbwissen (erworben mit Smartfon) sind eigentlich gefährlich 
und haben ständig etwas beizutragen.

: Bearbeitet durch User
von Falk B. (falk)


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Enrico E. schrieb:
> Bei deinem Verstärker muss erst einmal die Flussspannung der Schottky
> Dioden überwunden werden.

Nö. Auch du darst nachsitzen und das Thema Stromwandler 
durcharbeiten, sowohl im Artikel als auch im Beitrag.

Beitrag "Re: Haussteuerung, Strommessung AC"

>>kleinen Gläöttungkondensator. Geht halt dann erst ab Primärströme ab 5
>>A, weil die Spannung vorher unter der Durchlassspannung liegt.

>Nein, lies den Artikel. Der Stromwandler wirkt als Konstantstromquelle,
>da spielt die Flußspannung fast keine Rolle.

Beitrag "Re: Haussteuerung, Strommessung AC"

> Also ist es klüger erst die Wechselspannung zu verstärken und zum
> Schluss gleichzurichten.

Naja, mit dem Wort "klüger" solltest du eher sparsam umgehen.

von Falk B. (falk)


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So funktionierts, incl. Auswertung als Digitalsignal.
Die Schaltung arbeitet als idealer Gleichrichter ohne Offsets und 
Mindestspannung/Mindeststrom. Damit hat man nach dem Tiefpass R1/C1 den 
idealen Gleichrichtmittelwert des Primärstroms.

: Bearbeitet durch User
von H. H. (hhinz)


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Falk B. schrieb:
> So funktionierts

Aber nicht mit dem Stromwandler des TE.

von Falk B. (falk)


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H. H. schrieb:
>> So funktionierts
>
> Aber nicht mit dem Stromwandler des TE.

Jain. Wenn man an den internen Shunt rankommt und ihn entfernen kann.

von H. H. (hhinz)


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Falk B. schrieb:
> H. H. schrieb:
>>> So funktionierts
>>
>> Aber nicht mit dem Stromwandler des TE.
>
> Jain. Wenn man an den internen Shunt rankommt und ihn entfernen kann.

Kommt man nicht ran.

von Stefan (cyrusfd)


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Stefan schrieb:
> Bernd S. schrieb:
>> Warum so kompliziert?
>>
>>
> 
https://www.amazon.de/Hyuduo-Stromsensor-Einstellbarer-Aktionsstrom-Crrent-Sensorschalter/dp/B099NC6F8V/ref=sr_1_6?
>
> Das habe ich mich auch gerade gefragt. :-)
> Vielen Dank für den Tipp!

Ich habe das Teil heute bekommen und es macht genau das, was ich mir 
vorgestellt habe. Für 13,12 lohnt sich der Eigenbau nicht.
Nochmals danke für den Tipp.
Stefan

von Enrico E. (pussy_brauser)


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Stefan schrieb:
> Für 13,12 lohnt sich der Eigenbau nicht.

Durch die zahlreichen Klicks kostet er jetzt schon 16,75 Euro! Das 
Charmante an diesem einstellbaren Stromsensor ist, dass er keine 
zusätzliche Versorgungsspannung benötigt.

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