SÜPS Stromverbrauch Überwachungs- und Protokollierungs System

Guten Abend,

ich glaube es geht einfacher. Ich habe mal mit einem Präzisions-OpAmp von AD herum experimentiert und dabei ist folgende Schaltung heraus gekommen.

Ich war sehr zufrieden mit dem Ergebnis!

Nun wollte ich das Datenblatt noch beifügen aber mit 930k ist das a bissle groß! ImDatasheetcatalog gibt es das Datenblatt für alle zum Download.

Was meint Ihr?

Grüße,
Markus
 

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    OpAmp_fuer_ADC.jpg
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Hi Thomas!

Recht hast du.... holen wir unser Projekt mal wieder aus der Versenkung! ;)

Ich denke, es ist bei diesem Projekt genauso wie bei den eigenen auch....
Manchmal kann es einen nicht schnell genug gehen und dann möchte man ein paar Tage davon nichts wissen.

Es soll schließlich Spaß machen und keinen Stress. ;)


Vielleicht sollten wir eine kleine "Roadmap" schreiben, damit alle wissen wie es weiter geht. :hmmmm:

Die Wandler haben wir ja nun gefunden. Dummerweise müsste sich ja nun jeder erst mal mindestens Einen besorgen um weiter experimentieren zu können.

Als nächstes kommt nun die Sache mit dem linearen Verstärker, damit wir die vollen 5V des ADC nutzen können. Oder irre ich mich jetzt?

Dann müssen wir wohl mal beginnen Pläne zu zeichnen.
Oh nein, dann geht der Streit mit den Programmen wieder los. ;)

Na egal..... da hier auch Anfänger mit am Werk sind, werden wir sowieso sPlan nehmen! :D

Gruß,
Cassio
 
8-Kanal 12Bit-ADC MAX1270

Hallo zusammen,

ich such gerade nach nem ADC mit mehr als 8Bit, den man über Optokoppler
(also wenige Datenleitungen) isoliert an einen Prozessor setzen kann und den
man auch auf normalem Weg bestellt bekommt.

Dabei ist mir der MAX1270 bei Reichelt aufgefallen. Sieht gut aus (Der Preis
aber leider auch :D 22,05eur)

8 Kanal , 12Bit-Analog-Digital-Wandler mit umschaltbaren Eingangsbereichen
0...+10V , 0...+5V , -10V...+10V , -5V...+5V
kann unipolar und bipolar betrieben werden (also auch Differenzmessungen)
und hat ne Linearität von 1/2 LSB.

Die Ansteuerung sieh auch recht einfach aus. (Bitgezappel :D :rolleyes: )

Nur mal so hier reingeschmissen....

- - - - - - - - -
Der LTC1594 von LinearTechnology ist preislich noch interessanter 8,95 bei 12Bit und 4Kanal
das paßt super für 3 Phasen :D

Damit hat man die Spannungsmessung galvanisch von der Strommessung und dem uC
entkoppelt.

Gruß
Dino
 
Hallo ihr,

ich habe grundsätzlich mal eine Frage bzgl. der strukturierten Vorgehensweise. Wir haben ja nun schon viele Themen angesprochen, Requirements definiert usw. aber ein paar grundlegende Festlegungen fehlen mir noch und ich denke die sind wichtig, damit wir hier vorwärts kommen.

Und zwar.....
- nach wie vor zentrale Ablage von Datenblättern:
Habt Ihr Ideen wie wir zentral die gesammelten Daten ablegen können so das man nicht durch "noch" endliche Threads in den Beitragen wühlen muss?

- Dokumentation von Messungen usw.:
Es gab ja nun schon einige Versuche mit Stromwandlern usw. Es wäre gut wenn man diese Ergebnisse auch zentral zugänglich irgendwo ablegen könnte damit man sie jederzeit im Zugriff hat.

- Software:
Irgendwann werden die ersten Zeilen Code geschrieben. Wo legen wir die ab? Wie wollen wir die einzelnen Programmiersprachen auseinanderhalten?

- Flexibilität und Skalierung:
Meiner Meinung nach steht und fällt das Projekt mit unter durch die Flexibilität im Bereich Skalierung, Konfiguration und Erweiterbarkeit. Hierüber sollte man sich genaue Gedanken machen und die Ergebnisse auch diskutieren.


.... Alles in allem einfach normale Dinge aber ich habe noch keine Idee wie wir das mit denaktuellen Mitteln und Diskussionen bewerkstelligen können.

@ALL: Habt Ihr eine Idee?

Grüße,
Markus
 
Wandlung der Stromwerte

Ich hab mal so eine Idee für die Meßbereichsproblematik im Strombereich
und auch das Problem mit Strömen die nicht Sinusförmig sind.

AD636 -> True RMS-to-DC Converter
Der kann auch logarithmisch wandeln. Damit haben wir dann
TrueRMS-Meßwerte und wir haben eine logarithmische Skala die in
den unteren Meßbereichen fein aufgeteilt ist und in den oberen
Bereichen auch noch mitspielt.

- - - - - - - - - - - - - - -
SUePS-Skizze.gif
Ich hab mal gerade schnell ne Skizze gemacht wie ich mir das evtl
vorstelle so mit galvanischer Trennung von Netzseite und Bedienseite
und Versorgung und allem anderen. Kann ich gleich ja nochmal etwas
näher erklären.

Gruß
Dino
 
Erklärung zu der Skizze

Hallo zusammen,

ich hab ja schon ein wenig geschrieben mit den 12Bit-Wandlern und TrueRMS
und so. Jetzt hab ich mir mal schnell ein paar Gedanken über die Zusammenschaltung
gemacht.

Spannungsmessung:
Zuerst wollte ich eigentlich einen ADC mit seriellem Datenanschluß über
Optokoppler zur Messung der Spannung nehmen und die Spike- und
Nulldurchgangserkennung auch über Optokoppler an einen Prozesspor
anliefern lassen. Das ist aber Murks, da man dann viel zu viele
Optokoppler benötigt. Also nehme man einen Mega8. Der 10Bit ADC sollte
für die Spannungsmessung absolut reichen. TrueRMS kann man sichx wegen
dem niedrigen Innenwiderstand der Spannungsquelle "Stromnetz" wohl
sparen, da die Kurve dadurch relativ stark am Sinus sein wird. Nehme ich
jetzt mal so an (verbessert mich wenn nötig). Der Prozessor kann dann
auch gleich die Nulldurchgangserkennung für Spannungsausfälle,
Drehrichtungserkennung und die Spikeeerkennung (>500V) machen. Seine
Daten kann er dann über ein Interface mit dem Prozessor auf der Nieder-
spannungsseite austauschen. Für seine Versorgung reicht ein
DC/DC-Wandler mit 1W alle mal aus (100mA bei 5V). Er ist also nur
ein intelligenterer AD-Wandler mehr nicht.

Auf der Niederspannungsseite ist die Strommessung. Über die Wandler
ist die Messung sowieso schon galvanisch getrennt. Nach den Wandlern
kommt ein Meßverstärker/Impedanzwandler und danach ein 12Bit-ADC
mit 4 Kanälen. Der hat den Vorteil das man zwischen dem Muxer und der
ADC-Stufe etwas einschleifen kann wenn man möchte. zB einen
Meßgleichrichter oder einen TrueRMS-Wandler. Damit hat man die
Meßstellenumschaltung quallitativ auf hohem Niveau und der Wandler
sollte auch fürr kleine Ströme ausreichen. Wenn er nicht reicht, dann
kann man über den TrueRMS-Wandler die Meßwerte logarithmieren und
hat bei kleinen Werten eine höhere Auflösung und bei großen Werten
auch eine genügende Auflösung. Und das ohne Bereichsumschaltung.
Der Mega8 auf der Niederspannungsseite sammelt dann die Strom-,
Spannungs-, Nulldurchgangs- und Spike-Werte der 3 Phasen zusammen,
verarbeitet alles, kann evtl noch ein kleines Diagnose-Display betreiben
und liefert seine Werte über einen zentralen Bus zur Meß- und Diagnose-
Zentrale. Da kann man dann auch einen PC anschließen.

Zusätzlich kann man an den Bus auch noch weitere Slaves zur Meßwert-
Erfassung anschließen (Weitere Strommessungen für einzelne Zweige oder
Meßwerte der Heizungsanlage, ...).

So stelle ich mir das ungefähr vor.

Es ist erweiterbar, modular, jeder kann sich einen Teilbereich rauspicken
und sich darin austoben, und und und, ...

So, Diskussion ist freigegeben ..

Gruß
Dino
 
Hallo Markus,

willkommen zurück aus dem Urlaub :D

Hallo ihr,

ich habe grundsätzlich mal eine Frage bzgl. der strukturierten Vorgehensweise. Wir haben ja nun schon viele Themen angesprochen, Requirements definiert usw. aber ein paar grundlegende Festlegungen fehlen mir noch und ich denke die sind wichtig, damit wir hier vorwärts kommen.

Und zwar.....
- nach wie vor zentrale Ablage von Datenblättern:
Habt Ihr Ideen wie wir zentral die gesammelten Daten ablegen können so das man nicht durch "noch" endliche Threads in den Beitragen wühlen muss?

- Dokumentation von Messungen usw.:
Es gab ja nun schon einige Versuche mit Stromwandlern usw. Es wäre gut wenn man diese Ergebnisse auch zentral zugänglich irgendwo ablegen könnte damit man sie jederzeit im Zugriff hat.

- Software:
Irgendwann werden die ersten Zeilen Code geschrieben. Wo legen wir die ab? Wie wollen wir die einzelnen Programmiersprachen auseinanderhalten?

- Flexibilität und Skalierung:
Meiner Meinung nach steht und fällt das Projekt mit unter durch die Flexibilität im Bereich Skalierung, Konfiguration und Erweiterbarkeit. Hierüber sollte man sich genaue Gedanken machen und die Ergebnisse auch diskutieren.


.... Alles in allem einfach normale Dinge aber ich habe noch keine Idee wie wir das mit denaktuellen Mitteln und Diskussionen bewerkstelligen können.

@ALL: Habt Ihr eine Idee?

um hier eine Richtung in das Projekt reinzubekommen, könnte ich mir vorstellen, das Projekt SÜPS in ein separates Forum innerhalb Projekte zu verlegen und darin mehrere Themen zu starten, zum Beispiel wie folgt dargestellt ...

Forum: Projekte
  • Forum: AVR-PRAXiS-Projekt SÜPS
    • Thema: Datenblätter (oben angehängt)
    • Thema: Messungen (besonders wichtig sind Messungen im Eingangsbereich Stromwandler, ansonsten ggf. noch Schnittstellen zwischen Modulen, wenn es denn welche gibt, könnte man auch noch weiter unterteilen, Thema ebenfalls oben angehängt)
    • Thema: Software (hier könnte man für jede Sprache ein Thema erstellen, Thema/Themen ebenfalls oben angehängt)
    • Flexibilität, Erweiterbarkeit, Konfiguration (Thema oben angehängt)
    • ...weitere Themen für allgemeine Diskussionen (erscheinen unter den oben angehängten Themen)
Datenblätter könnte man einfach als Anhänge speichern.

Noch einen Hinweis, um die Möglichkeiten des Forums aufzuzeigen: Es ist möglich, eine Arbeitsgruppe für das Projekt zu bilden. Der Arbeitsgruppe bzw. dem Team kann man Rechte zuordnen (zB. nur das Team kann im Forum SÜPS schreiben oder nur das Team kann dieses Forum sehen, allerdings finde ich, man sollte es zumindest zum Lesen allgemein offen lassen).

Die oben dargestellte Forum/Projektstruktur ist nur ein Beispiel, man kann hier natürlich auch anders strukturieren.

Vielleicht hat ja noch jemand andere Ideen :)

Grüße,
Dirk
 
Hey Jungs und Mädels,

was ist los?
Ist in unserem ersten gemeinsam begonnenen Projekt bereits in der Startphase die Luft raus?

Seit 4 Wochen keine neuen Posts?
Ist das Thema uninteressant geworden?

Mit diesem Thread möchte ich das Thema zunächst wieder in Erinnerung und in den Fokus rufen.

:pleasantry:

Grüße,
Markus
 
Hi Markus,

Seit 4 Wochen keine neuen Posts?
Ist das Thema uninteressant geworden?
neeee , nicht uninteressant ...
Ich bin noch dran. Hab nur im Moment wenig Zeit :(
Im Moment leider viel am Hals und immer in Eile :vroam:

Wenn ich wollte wiee ich könnte, dann würd ich den ganzen
Tag an den Megas schrauben. Ich hab mehr Sachen im Kopf
die man umsetzen könnte als ich Zeit hab...

Gruß
Dino
 
Wenn ich wollte wiee ich könnte, dann würd ich den ganzen
Tag an den Megas schrauben. Ich hab mehr Sachen im Kopf
die man umsetzen könnte als ich Zeit hab...

Hei Dino, das kann ich gut nachvollziehen denn mir geht es genauso.

Aber die Hoffnung auf bessere Zeiten stirbt zuletzt :D

Grüße,
Ma
 
Hey Jungs und Mädels,

was ist los?
Ist in unserem ersten gemeinsam begonnenen Projekt bereits in der Startphase die Luft raus?

Hallo Markus!

Recht hast du!

Allerdings stapeln sich bei mir hier momentan einige Dinge und deswegen liegt nicht nur das SÜPS-Projekt an der Seite.

Ich habe mir aber fest vorgenommen, dass ich mir demnächst mal ein paar Wandler zum experimentieren besorge und dann ist es oftmals ein Selbstläufer. ;)

Zur Zeit fehlt mir also nicht nur die nötige Freizeit, sondern auch das Material zum forschen. :mad:

Da ich aber kein OPAmp spezialist bin werde ich wohl einige Zeit benötigen, um aus der Wandlerspannung eine brauchbare 5V-Spannung für den ADC zu "zaubern". Nun ja..... im Zweifel gibt es ja noch das Forum. :)

Wichtig wäre für mich also erst einmal ein paar Wandler in der Hand zu halten, um mir weitere Gedanken machen zu können.

Wird schon werden..... ;)

Grüße,
Cassio
 
Hi Cassio,

Da ich aber kein OPAmp spezialist bin werde ich wohl einige Zeit benötigen, um aus der Wandlerspannung eine brauchbare 5V-Spannung für den ADC zu "zaubern". Nun ja..... im Zweifel gibt es ja noch das Forum. :)
Eine Schaltung für die Anpassung von nem Stromwandler hab ich hier in ner
Elektor rumfliegen. Aber wenn ich den Teil hier ins Forum stelle, weiß ich nicht
wie das mit dem Copyright aussieht. Könnte problematisch sein ...

Bei der nächsten Reichelt-Bestellung werden auf jeden Fall ein paar ICs
dabei sein ...
- LTC1594 (12Bit serieller ADC)
- AD636 (TrueRMS-Wandler/Logarithmierer)

Muß ich mir nur noch ein paar Stromwandler besorgen/bauen :D

Aber da werden wohl noch ein paar Tage ins Land ziehen bis ich da weiter
komme. :(

Gruß
Dino
 
Hallo Ihr,

habe erst jetzt von dem auch für mich sehr interessanten Projekt gelesen.

Mein Ziel war es, den Energieverbrauch eines Hauses "grob granuliert" zu messen. Der Hausanschluss besteht ja häufig aus 3 Phasen. Im Verteilerschrank werden nun über 9 Zwischensicherungen jeweils 3 Leitungen in jeweils 3 Etagen geführt. Mein Ziel war also, diese 9 "Kanäle" zu überwachen. So kann man doch recht genau einschätzen, wo die Stromverbraucher sitzen.

Herausgekommen ist eine Schaltung mit 9 Hallstromsensoren von Allegro ACS712-30A und einem XMega128A1. Den Aufbau des PCB sollte man sich gut überlegen, da man es hier mit Spitzenströmen von 30A zu tun hat. Ich hab da massive Kupferleitungen aufgelötet.

Eingebaut hab ich es in ein Hutschienengehäuse. Die Klemmen sind 63A-Typen (riesen Dinger ;-). Als 16mm² Leitungen hab ich mir konfektionierte Litze besorgt, weil die starren Leitungen sich kaum vernünftig biegen lassen.

Das Schöne ist, dass der XMega sehr empfindliche ADCs hat (programmierbarer GAIN bis 64x). Somit kommt die Schaltung ohne OPs aus. Die Empfindlichkeit läßt sich dennoch per automatischer Bereichsumschaltung in der Software so variieren, dass sich selbst der Eigenverbrauch der Schaltung mit 2W recht genau messen läßt, aber genauso gut der Messbereich bis zu knapp 5kW aufgezogen werden kann. Die Offsetkompensation übernimmt ein IIR-Filter. Das recht starke Rauschen der Sensoren verschwindet durch die Integration.

Der XMega schafft es, alle 12 Messwerte (3 Spannungen, 9 Ströme) mit 15kHz zu messen (ISR mit 30kHz und alternierende Umschaltung der ADC-Eingänge) und die Produkte aus UxI zu integrieren.

Derzeitige Ausgabe erfolgt seriell an eine Haussteuerung mit Webserver, der den Verbrauch der letzten Stunden in einem Diagramm darstellt.

Als Netzteil konnte ich keinen normalen Trafo nehmen, da dessen Feld einfach zu stark in die Sensoren einstreute. Letztlich wurde es ein Schaltregler-Modul mit nachfolgendem Längsregeler.

So, das erst mal auf die Schnelle. Wenn Interesse besteht, kann ich gern noch mal etwas mehr dazu schreiben.

Gruß
avrprrg
 
Hallo avrprrg !

Herzlich Willkommen im AVR-Praxis Forum! :ciao:

Danke schön, für deine Hinweise und den Beitrag!

Wenn Interesse besteht, kann ich gern noch mal etwas mehr dazu schreiben.

Unbedingt!
Sicher besteht ein wesentliches Interesse an deinem fertigen Projekt!
Da es hier aber der Bereich für ein "Gemeinschaftsprojekt" ist .....das seit einiger Zeit leider etwas eingeschlafen ist :rolleyes: .... solltest du für DEIN Projekt besser einen eigenen Thread aufmachen.

Mich würde es auf alle Fälle interessieren, denn das Thema ruht bei mir zur Zeit auch nur. ;)
Ich hoffe jedenfalls, dass ich damit bald weiter machen kann.
Deine Erfahrungen mit Hallsensoren finde ich jedenfalls sehr spannend.

Ich freue mich schon auf die Vorstellung deines Projektes! :)

Schöne Grüße,
Cassio
 
Hallo :)

Tja, ist recht ruhig geworden um den Beitrag. Das Interesse ist aber nach wie vor ungebrochen (zumindest bei mir). Das wäre wieder mal ein richtig "großes" Projekt, für ein Grafikdisplay und mit Internet- und iPhone-Anbindung ;)

Mein letztes Projekt (kein AVR :eek: , deshalb auch nicht hier im Forum vorgestellt) :
http://www.sternhimmel-ueber-ulm.de/solaris.htm

Thomas
 
Hallo,
ich bin ja recht neu in diesem Forum und beim stöbern auf diesen Beitrag gestoßen. Dazu eine kleine Anekdote aus meiner früheren Bastelzeit.
Um meinen Kindern den Energieverbrauch im Haus bewusst zu machen hatte ich vor vielen Jahren die Idee, eine Energie Verbrauchsanzeige für Strom- und Gasverbrauch zu installieren.
Ich habe damals nur den Gesamtstromverbrauch angezeigt. Das ging, ausschließlich mit analoger Technik, relativ einfach. Mittels LEM Stromwandler und ein paar Analog Devices Chips wurde die aktuelle Leistungsaufnahme mittels 7-Segment-Anzeigen angezeigt.
Beim Gasverbrauch habe ich lange gegrübelt. Schließlich kann man den Zähler nicht einfach öffnen und einen Kontakt o.ä. einbauen. Ein Mengenduchflusszähler war unerschwinglich. Irgendwann kam ich auf das 'pumpende' Geräusch das der Zähler beim Durchfluss, sprich Verbrauch erzeugt.
Eines Abends saß ich mit Electret-Micro, Verstärkerschaltung und Oszilloskop im Keller vor der Gasuhr, um das Geräusch auszuwerten. Mit müden Augen blickte ich dabei abwechselnd auf das Osilloskop und den Zähler in der Gasuhr. Als die letzte Stelle durchlief und eine 8 anzeigte war das Problem gelöst! Im unteren Bauch der 8 ist ein Spiegel eingebaut. Ich habe keine Ahnung ob diese Anzeige auch professionell ausgewertet wird aber ich habe mit einer kleinen Schaltung( siehe Foto) den Zähler per Reflexlichtschranke erfassen können.
Das Projekt wurde damals leider nicht zu Ende geführt. Weibliche Mitbewohner hatten etwas gegen Strippen die durch die Wohnung führen.
Heute könnte man so ein Projekt wunderbar mit Funkmodulen lösen. Obwohl die Kinder mittlerweile über Energieverschwendung genug wissen, gibt dieser Faden einen Anregung diese Anzeige wieder aufleben zu lassen. Wenn ich so weit bin, werde ich darüber berichten,
Viele Grüße

hage
 

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Süps

Habe aufmerksam mitgelesen und möchte in eigener Sache an diesem Projekt weiter arbeiten.

Ihr schlagt u.a. den Hallsensor ACS712 vor.
Habe mir das Datenblatt runtergeladen und war schon dran, dieses Teil zu bestellen in der 30 A Version.

Bedenken habe ich bei diesem Teil wegen dem Anschluss ans Stromnetz!
Die entsprechenden Kontakte haben einen Querschnitt von wesentlich unter 4 qmm, welcher normalerweise für 30 A zu empfehlen wäre.

Wie sieht Ihr diesen Punkt?
Wie sollte "vernünftig" dieses Bauteil an eine Leitung mit 4qmm angebunden werden, und das Bauteil soll in der Lage sein, 30 A Strom problemlos messen zu können?
 

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