DC Wattmeter 400W 20V 20A selber bauen Assembler ATmega8 Stromsensor ACS712ELC Reichelt

[Bernhard S. (bernhard)]

Geschätztes Forum,

mit wenig Aufwand, low cost, lässt sich problemlos ein 400W
20V 20A DC-Wattmeter aufbauen.

Ein interessanter Stromsensor kam zu Einsatz, der
DEBO SENS 20A Entwicklerboards - Stromsensor-Modul, 20 A, 5 V, ACS712ELC
von reichelt.

mit 100mv/A

https://www.reichelt.de/entwicklerboards-stromsensor-modul-20-a-5-v-acs712elc-debo-sens-20a-p282569.html?&trstct=pos_0&nbc=1

Besser als ein Widerstand, welcher viel Wärme erzeugt...

Die Hall-Effekt-Stromsensor-Module sind nicht beschriftet,
eine gute Kamera mit Vergrößerung der IC-Beschriftung half gewaltig.

Die Strommessung kann auch in der "+" Leitung erfolgen, galvanisch sind 
diese Leitungen voneinander getrennt.

Problem:

Der Stromsensor liefert bei Strom Null eine Ausgangsspannung von
ca. 2,5 V, also ca. halbe Betriebsspannung.

Demnach lassen sich Ströme in beiden Richtungen messen.

Wie konstant ist die halbe Betriebsspannung am Ausgang ?


Ganz ehrlich, bei 20 Ampere Belastung wurde das gesamte 30A Modul schon 
ziemlich warm,

wie stark erwärmt es sich dann bei 30A Dauerbelastung ? ^^

Nett finde ich die kleine rote LED auf diesem Modul :-)

Prinzip:

Strom und Spannung werden nacheinander gemessen, ca. alle 100ms und die 
momentane Leistung angezeigt.

Die Menues lassen sich umschalten z.B. momentane Leistung und maximale 
Leistung, ADC für U und i...

Die Justierung des Stromes wurde softwaremäßig realisiert,
ggf. bitte die berechnungen anpassen.

Frage:

Hat jemand erfahrungen mit dem 30A Modul

ACS712ELC-30A

https://www.reichelt.de/entwicklerboards-stromsensor-bis-30-a-acs712elc-30a-debo1-sen-strom-p282584.html?&trstct=pos_0&nbc=1

30Ampere bei den winzigen und filigranen Schraubklemmen ?

Gruß

Bernhard

[Michael B. (laberkopp)]

Déjà-vu ?

Beitrag "Wattmeter selber bauen U i P Gleichstrom ATmega8 Assembler"

[Mi N. (msx)]

Du plenkst!

Michael B. schrieb:
> Déjà-vu ?

Kann Dir sicher nicht passieren. Konstruktive Beiträge Deinerseits sind 
nicht bekannt und können daher auch nicht erweitert werden.

[Bernhard S. (bernhard)]

Michael B. schrieb:
> Déjà-vu ?

nicht ganz...

Bei dieser Variante wird ein Stromsensor verwendet,
welcher auch den Eigenstrom des µC und der LEs misst und in die 
Leistungsberechnung berücksichtigt.

Bsp. 20V x 0,1A für µC und LEDs = 2 Watt

Dies wäre mit der einfachen Widerstandsvariante nicht ganz so einfach 
möglich.

ACS712 - ein gutes Erklärvideo fand ich hier:

https://www.youtube.com/watch?v=o9HbokShkIY

Problem: der Nullabgleich des Sensors

Die Referenzspannung des ATmega8 wird präzise generiert,
doch der OUT-Pin des ACS712 ist auch von der Höhe der Betriebsspannung 
abhängig.

Eventuell könnte man mit dieser kleinen Ungenauogkeit leben....

Liegt eine 5V Versorgungsspanung an, dann erfreut uns eine kleine 
leuchtende rote LED auf der Platine, sieht schick aus.


Anmerkung: Die Isolationsspannung beträgt lt. Datenblatt
des IC 2 KV

Gilt das auch für die Platine grübel

[Carsten-Peter C. (carsten-p)]

Hallo Bernhard,
egal, ob Du mit einem Widerstand oder einem Stromsensor misst, würde ich 
nicht von 0 sondern von einer Vergleichsspannung messen. Da Deine 
Eingangsspannung zwischen 10..22V liegt, „verschenkst“ Du dem unteren 
Bereich zusätzlich. Eine Möglichkeit ist die Differentialmessung. Leider 
kann der ATmega8 das nicht. Im Bastelfreundlichem Gehäuse kommt 
vielleicht ein ATtiny84, 85 oder ein ATmega 32 o.Ä. in Frage. Ich würde 
auf einen Eingang mit einem Poti eine Spannung legen und die Differenz 
zu einem anderen Eingang messen.
Gruß
 Carsten

[Bernhard S. (bernhard)]

Hallo Carsten,

Carsten-Peter C. schrieb:
> egal, ob Du mit einem Widerstand oder einem Stromsensor misst, würde ich
> nicht von 0 sondern von einer Vergleichsspannung messen

Der Stromsensor (ACS712ELC) und die Widerstandsvariante gibt ihr 
analoges Ausgangssignal gegenüber GND aus.

Bei Null-Strom ca. 1/2 Betriebsspannung, ca. 2.5 V.

Fließt ein Mess-strom, dann verringert sich seine Ausgangsspannung.

Bei umgekehrter Mess-Stromrichtung erhöht sich die Ausgangsspannung.


Ich nutzte die Variante mit der Verringerung der Ausgangsspannung des 
Sensors.

D.h. bei NULL-Strom ergibt sich ein hoher ADC-Wert,

bei Stromfluss verringert sich sein ADC-Wert.


Mit etwas unkomplzierter Rechnerei
(Diffrenswert mal Faktor durch 256)
erhalten wir schnell ein brauchbares Ergebnis in Ampere
und die Freude ist sehr groß :-)

Natürlich gibt es mehere Schaltungvarianten.

Der Hardwareaufwand sollte aber gering gehalten werden.

Gruß Bernhard

[Manfred P. (pruckelfred)]

Bernhard S. schrieb:
> Bei dieser Variante wird ein Stromsensor verwendet,

Deshalb gleich dreimal das selbe Bild in ungeeigneter Formatierung.

> ACS712 - ein gutes Erklärvideo fand ich hier:
> https://www.youtube.com/watch?v=o9HbokShkIY

Niemand braucht ein Dusselvideo, die Masse der Nutzer kann Datenblätter 
lesen. Der ACS712 wurde mehrfach auf µC-net durchpalawert.

> Problem: der Nullabgleich des Sensors

Und, dass sich die Steilheit (Volt pro Ampere) mit der 
Versrgungsspannung verändert.

> Die Referenzspannung des ATmega8 wird präzise generiert,
> doch der OUT-Pin des ACS712 ist auch von der Höhe der Betriebsspannung
> abhängig.

Mit etwas Nachdenken käme man deshalb auf die Idee, die 5V-Versorgung 
als Referenz zu nehmen. Wenn es die interne Referenz des µC sein soll, 
dann die 5V-ständig messen und Abweichungen gegenrechnen.

> Anmerkung: Die Isolationsspannung beträgt lt. Datenblatt
> des IC 2 KV
> Gilt das auch für die Platine grübel

Frage den Verkäufer.

Bernhard S. schrieb:
> Mit etwas unkomplzierter Rechnerei
> (Diffrenswert mal Faktor durch 256)
> erhalten wir schnell ein brauchbares Ergebnis in Ampere
> und die Freude ist sehr groß :-)

"brauchbar" ist ein dehnbarer Begriff. Das hier gezeigte Spielzeug 
ereicht weder eine vernünftige Auflösung noch Genauigkeit, wurde vor 
überschaubarer Zeit in einem anderen Thread durchgerechnet.

Bernhard S. schrieb:
> Bsp. 20V x 0,1A für µC und LEDs = 2 Watt

Die Rechnug ist zwar richtig, aber mit dem gezeigten Aufbau sind 2 Watt 
nicht zuverlässig meßbar.

[Bernhard S. (bernhard)]

Manfred P. schrieb:
> Deshalb gleich dreimal das selbe Bild in ungeeigneter Formatierung.

Ist mir dann nach der Speicherung des

Thteads auch aufgefallen, doch dann war es zu spät...

menschliches Versagen 😀

[Carsten-Peter C. (carsten-p)]

Moin,
Deine Schaltung mit dem Sensor sieht doch gut aus. Die 2,56V vom ATmega8 
passen eigentlich auch gut zum Sensor. Ich möchte noch mal auf den 
„verschenkten“ Bereich eingehen. Der AC712 würde bei 0-20A eine Spannung 
von 2,5V-0,5V liefern. Bei 22V und 20A hätte der Widerstand 1,1R. Bei 
10V und gleichem Widerstand würden 9A fließen. Beim größerem RL weniger. 
Nehmen wir an, Du misst ab 5A, so liegt Dein Messbereich zwischen 0,5 
und 1,5V. Das passt dann nicht mehr so gut zu den 2,56V. Bei den anderen 
uC mit z.B.“ INTERNAL REFERENCE 1.1V“ und Differential Eingängen 
könntest Du genau den Bereich erfassen, den Du auch messen willst.
Du hast in der Zeichnung ein Amperemeter vom YOY in Reihe zum AC712 
geschaltet. Vielleicht ist es günstiger den Spannungsabfall am YOY zu 
messen. Um den Messbereich nicht von 0 zu beginnen, könnte man einen 
Massepunkt „anheben“.

Viel Erfolg bei diesem interessanten Projekt.
Gruß
 Carsten

[Bernhard S. (bernhard)]

Manfred P. schrieb:
> die 5V-Versorgung als Referenz zu nehmen...

5V Referenz verschlechtert aber die Auflösung des ADC