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Topic: [OT] Messer Überwachung (Strom / Spannung) und einstellen (mit Arduino)  (Read 17157 times) previous topic - next topic

Serenifly

so was in der Richtung? RMS-zu-DC Wandler Analog Devices AD737-EVALZ
Nein. Das ist ein Evaluation Board um das IC zu testen. Man braucht wirklich nur das blanke IC und muss sich dann wie üblich laut Datenblatt eine Schaltung damit bauen.


Mit c) ist gemeint, das mit dem ADC des Arduinos ganz schnell misst. Wenn man den Takt des ADCs erhöht und eventuell auf analogRead() verzichtet, kann man da so schnell messen dass man auch bei etwas schnelleren Signalen mehrere Samples pro Periode machen kann. Da ist der Controller dann aber permanent beschäftigt und man muss auch mit erhaltenen Werten etwas weiterrechnen.


Muecke

Nein. Das ist ein Evaluation Board um das IC zu testen. Man braucht wirklich nur das blanke IC und muss sich dann wie üblich laut Datenblatt eine Schaltung damit bauen.


Mit c) ist gemeint, das mit dem ADC des Arduinos ganz schnell misst. Wenn man den Takt des ADCs erhöht und eventuell auf analogRead() verzichtet, kann man da so schnell messen dass man auch bei etwas schnelleren Signalen mehrere Samples pro Periode machen kann. Da ist der Controller dann aber permanent beschäftigt und man muss auch mit erhaltenen Werten etwas weiterrechnen.
warum hört sich die erste Antwort nur leichter für mich an :-) und ich wies das ich damit wider Probleme bekommen werden, ... dann muss ich mir mal das Datenblatt anschauen. und schauen ob ich die Richtige Schaltung finde.

Antwort C gefällt mir, doch ich glaube nicht das ich so Sattelfest mit den "Registern" Pins bin das ich das hin bekomme. daher hört sich das schlecht für mich an.

Ich schaue mal ob ich eine Schaltung aufgezeichnet bekomme dann melde ich mich wider :-)

guntherb

hmm, mir würde einer reichen  8)

a) mein Englisch ist echt schlecht, ich gehe mal davon aus das du nicht nur den einzelnen IC meinst
    den hier PMIC AD737JNZ DIP-8 Analog Devices sondern das da noch etwas mehr dazu gehört.
    so was in der Richtung? RMS-zu-DC Wandler Analog Devices AD737-EVALZ
Nur das IC alleine ists nicht.
Du kannst ja mal im Internet nach RMS zu DC Wandler suchen. Vielleicht hilft dir das weiter.  Es gibt aber auch für teuers Geld fertige Module zu kaufen. Ich kenne dein Budget nicht, und auch nicht wie viel Zeit du in das Projekt investieren willst.

Wenns ein Lernprojekt ist, dann empfiehlt sich Lösung C.

Wechselspannung ist ja eine sinusförmige Spannung, der Spannungswert ändert sich also ständig.
Wenn du mit dem AD-Wandler des Arduino misst, dann bekommst du einen Momentwert, der aber über die Spannung an sich nichts aussagt.
Hier im Bild eine Wechselspannung mit 50Hz und einer Effektivspannung U_RMS=2V, die sporadisch abgetastet wird.

Völlig klar: Aus den Messwerten läßt sich nichts entnehmen.

Ich muß die Spannung wenigstens so oft messen, dass ich relativ sicher immer im Maximum und Minimum einen Messpunkt platziert habe.
Hier ein Beispiel einer Abtastung mit 1kHz:

Jetzt kann man mit guter Näherung die jeweiligen Maximal und Minimalwerte erkennen und daraus die Effektivspannung berechnen.

Aber das erfordert umfangreiche Einarbeitung in die Materie!
Grüße
Gunther

Serenifly

Dieses Modul bei Conrad ist ein Evaluation Board/Kit. Sowas gibt es zu vielen ICs und µC, ist aber nicht für den End-Einsatz gedacht. Aber keine Ahnung wieso das 190€ kosten soll.

Zu Variante c) nochmal:
Es handelt sich ja um ein 50Hz Signal. Das ist so langsam, dass der Aufwand dafür eigentlich gar nicht groß ist. Da reicht sogar der Standard ADC Takt von 125kHz. Eine Messung dauert damit ca. 120µs.

Selbst wenn man analogRead() per Hand aufruft wäre das schnell genug da alle 1ms eine Messung zu machen und man hat noch Zeit andere Dinge zu tun.

Muecke

Das fertige Module hatte ich auch schon verlinkt,  ;)
und bekam die aussage "Falsch"

Leider habe ich die Richtige Schaltung noch nicht gefunden.


ich glaube ich habe Variante c) jetzt verstanden, die Gefahr ist dabei aber das wenn warum auch immer mal mehr als 5V da raus kommen sollte ist mein Bord nicht mehr Schön Grün/Blau sondern Schwarz ?
oder kann ich das irgend wie absichern?

wenn ich das richtig verstanden habe Lese ich also nicht den echten Höchsten und Niedrigsten wert ein sondern immer einen Dutzend von werten und schaue dann was der Hörte und was er Niedrigste wert ist?, da ich wies wie meine Frequenz ist kann ich also auch errechnen wie viele Messwerte wehrend eines Ausschlags gemacht werden und kann damit dann immer pro Ausschlag berechnen wie die Spannung ist, somit habe ich dann 50 Messwerte pro Sekunde?

naja ich habe etwas angst vor dem Arduino Back Version  :(



EDIT: was mir gerade noch eingefallen ist, wie ist das ich kann doch keine Negative Spannung (V) messen? oder ist das egal? da beide Ausschläge (Positiv / Negative) gleich stark sind?

guntherb

Klar kann man den Arduino schützen.

Mit dieser sehr einfachen Schaltung wird nur die positive Halbwelle gemessen, die negative unterdrückt.
Wie du schon bemerkt hast, ist die Spannung symetrisch, es reicht eine Hälfte zu messen.

Das obige Beispiel diente vor allem zum Verständnis.
wenn ich das richtig verstanden habe Lese ich also nicht den echten Höchsten und Niedrigsten wert ein sondern immer einen Dutzend von werten und schaue dann was der Hörte und was er Niedrigste wert ist?
Richtig. Du kannst nicht einfach den höchsten Wert messen, weil nicht weißt, wann genau der höchste Wert anliegt. Deshalb schnell abtasten und den höchsten gemessenen Wert nehmen.
Dann mußt du aber auch sicher stellen, dass wirklich mindesten jede Millisekunde abgetastet wird. Der Arduino darf nie länger als 1ms mit anderen Dingen beschäftigt sein. Das erfordert eine sehr saubere Programmierung!

Nochmal zum RMS => DC Wandler. Da gibt es viele!
Einige davon, wie z.B. den AD636 sogar im bedrahteten Gehäuse. Und im Datenblatt gibt auch immer Beispielschaltungen:


Die Aussage des Herstellers zum Material des Messers ist durchaus hilfreich. Er schreibt, dass es sich um ein Stahlmesser handelt, also um ein Material, dass durchaus einen nennenswerten Widerstands Temperaturkoeffizienten hat. Das könnte also funktionieren.

Aber das Grundproblem bleibt: Ohne Grundkenntnisse in Elektronik und ohne Englischkenntnisse wird das ein sehr, sehr schwieriges Projekt!

Bedenke: Wir reden die ganze Zeit über die Messung von Spannung und Strom.
Das ist ja nur ein kleiner Teilaspekt des gesamten Projektes. Über das Thema Auswertung, Regelung, Schalten des Trafos etc wurde noch nicht gesprochen.
Grüße
Gunther

combie

Öhmmm ...
Kann es sein, dass hier mit Kanonen auf Spatzen geschossen wird?

Alternativvorschlag:
Ich kennen Reifennachschneidegeräte aus dem LKW Bereich.
Die tun das selbe: Schneiden von Gummi mit einem beheizten Messer.

Diese haben einen Schalter im Griff, so dass das Messer nur beheizt wird, wenn Druck ausgeübt wird.
Der Verstand, und die Fähigkeit ihn zu gebrauchen, sind zweierlei Fähigkeiten.

Serenifly

EDIT: was mir gerade noch eingefallen ist, wie ist das ich kann doch keine Negative Spannung (V) messen? oder ist das egal? da beide Ausschläge (Positiv / Negative) gleich stark sind?
Wie schon gesagt wurde sind beide Halbwellen gleich. Daher kann man auch eine Abschneiden.

Wenn man negative Spannung messen will (und die Spitze-Spitze-Spannung < 5V ist), hebt man das Signal mit einem Spannungsteiler auf Ub/2 an. Das ist aber vor allem bei Audiosignalen relevant. Hier weniger.

peter_de

Hallo an alle,

ich bin mir nicht sicher ob es sinnvoll ist jetzt mit viel Aufwand (RMS) zu versuchen den Widerstand des Messers über der Temperatur zu ermitteln.

Mücke will eigentlich die Temperatur (Heizleistung) des Messers regeln.
Im Prinzip sind alle Parameter die man braucht inzwischen bekannt.
Aus einem Video konnte man Spitzenwerte von ca.2,4V und ca.120A entnehmen. Das sind 288VA und die passen zu den 300W(VA) die der Trafo hat.
Jetzt gibt es bei den hohen Strömen noch einen Spannungsabfall auf der Zuleitung zum Messer. Wie groß der ist wissen wir nicht.

Warum nicht gleich einen neuen DC Leistungsteil bauen, den er braucht um gescheit regeln zu können?
Dann fällt auch das messen leichter.

Ein DC-Netzteil als Vorschlag das SWS600-3 auf 3V eingestellt. So bleiben 0,6V für den Spannungsabfall auf der Leitung zum Messer, über die Stromsensoren und Transistoren übrig.

Zur Strommessung ACS715 Stromsensor 0 to 30A (5 Stück parallel weil ich keine passendere für DC gefunden habe)

Als Schalttransistor der hier übliche Verdächtige IRLZ44N. Ich hätte wegen der Verluste lieber einen mit niedrigerem RDSon aus der Tabelle genommen. Hab aber nichts gefunden was logikleveltauglich und gut erhältlich ist. :-(

Durch die fünf parallelen Zweige sollte sich bei gleichen Leitungslängen zu den Stromsensoren auch eine annähernd gleiche Stromverteilung auf die Transistoren ergeben. Per Software dann die fünf Messwerte der Stromsensoren addieren.
Die Ströme messen kann man natürlich nur dann wenn die Transistoren angesteuert sind.
Je nach verwendetem Arduino bleiben auch noch genügend Analogeingänge übrig um Spannung zu messen. Der NANO und einige Pro Mini Clones haben 8 davon.

Die PWM Frequenz könnte man reduzieren, dann fällt es evtl. leichter alle Messungen durchzuführen während die Transistoren durchgesteuert sind.

Das alles soll nur ein Vorschlag / Diskussionsgrundlage sein.

Gruß
Peter

Kaum macht man Etwas richtig, funktioniert es auch!

guntherb

Mücke will eigentlich die Temperatur (Heizleistung) des Messers regeln.
Richtig.
Die für eine bestimmte Temperatur nötige Heizleistung ändert sich aber in Abhängigkeit von Vorschubgeschwindigkeit, zu schneidendem Material, Schnitttiefe etc.

Deshalb ist es wichtig die Temperatur zu kennen, um ggf die Heizleistung nachregeln zu können.
Grüße
Gunther

Serenifly

Als Schalttransistor der hier übliche Verdächtige IRLZ44N. Ich hätte wegen der Verluste lieber einen mit niedrigerem RDSon aus der Tabelle genommen. Hab aber nichts gefunden was logikleveltauglich und gut erhältlich ist. :-(
Da gibt es einige

IRL1404, IRLU8721, IRL1004, IRL3803, IRLU3705Z

Haben alle zwischen ca. 5 und 11 mOhm

EDIT:
Der Widerstand bei 5V ist meistens etwas höher als was ganz oben im Datenblatt steht. Aber trotzdem nur maximal weniger als die Hälfte des IRLZ44

Muecke

Klar kann man den Arduino schützen.
das ist gut, denn die Black Edition ist nicht so mein Ding  :D

Mal schauen ob ich das richtig verstanden habe, auf deinem Plan.

GND Arduino und GND vom Messer ist zusammen gelegt?
     denn die Stromkreise sind nicht Galvanisch getrennt voneinander.

R1 = Vorwiderstand für die Schaltung
C1 = Negative Halbwelle abschneiden ?
        er Lädt sich in der Zeit in der die Negative Welle da ist und entlädt sich bei der Positiven welle 
        oder er Glättet das ganze

D2 = nimmt die Negativwelle auf denn wenn Negative Strom kommt kann er zum 5V+ ohne großen widerstand Fließen
        die 5V vom Arduino können aber nicht in die Schaltung laufen da die Diode die Richtung vorgibt. 

D3 = Erlaubt es das Arduino GND in die Schaltung laufen kann aber nichts zum GND des Arduino


ich verstehe nur nicht wo da die Sicherung ist :-(
angenommen das der Trafo eine Fehlfunktion hat und auf einmal 20 oder 30 V ausgibt
dann bekomme ich dich immer noch die Hohe Volt zahl auf das Arduino? 




Die Aussage des Herstellers zum Material des Messers ist durchaus hilfreich.
wenn du das sagst, .. für mich hatte sich die Antwort danach angehört das was gesagt wurde und dennoch nichts.
Jedoch kosten 20 der Messer gerade mal 1,55 - 4,55 da kann ich mir nicht vorstellen das es teurer Stahl ist.



... Wenn man negative Spannung messen will (und die Spitze-Spitze-Spannung < 5V ist), hebt man das Signal mit einem Spannungsteiler auf Ub/2 an. Das ist aber vor allem bei Audiosignalen relevant. Hier weniger.
Öm ja, ...  :smiley-mr-green:

Ich habe in einem Anderen projekt offt von -5 und +5V gesprochen da hat man mir gesagt das das Falsch ist und GND und +5V sind was ich meine, denn wenn man +5V und -5V sagt und meint sind das insgesamt 10V !!

wenn ich jetzt immer nur die Positive Welle messen tue müsste ich dann den Gemessenen wert *2 nehmen?
oder ist das beim Wechselstrom nicht so?




ich bin mir nicht sicher ob es sinnvoll ist jetzt mit viel Aufwand (RMS) zu versuchen den Widerstand des Messers über der Temperatur zu ermitteln.
Ich bin ganz Ohr, ...

Jetzt gibt es bei den hohen Strömen noch einen Spannungsabfall auf der Zuleitung zum Messer. Wie groß der ist wissen wir nicht.
Kann ich das noch ausmessen? damit die Größe bekannt wird?



Ich habe damit kein Problem ein Netzteil mir zuzulegen und das dann dafür zu verwenden,
ich bin auch schon auf der suche nach Netzteilen, ich hoffe ja immer noch das ich ein Netzteil finde das ich von außen direkt per PWM den Strom (A) und Spannung (V) einstellen kann, dann wäre die Regelung auch schon mit verbaut :-)






Das Projekt ist jetzt keins das übers Knie gebrochen werden muss !!!
ich bin schon froh das das überhaupt machbar ist.

Jedoch würde ich wenn ich das mache es richtig machen.

Daher bin ich auch bereit ein neues Netzteil zuzulegen.

guntherb

ich verstehe nur nicht wo da die Sicherung ist :-(
angenommen das der Trafo eine Fehlfunktion hat und auf einmal 20 oder 30 V ausgibt
dann bekomme ich dich immer noch die Hohe Volt zahl auf das Arduino?
Der Schutz des Arduino erfolgt über die beiden Dioden.
Wenn eine Spannung >5V angelegt wird, dann fließt ein Strom  ID2 = (Uin-5V-UfD2)/R1 durch D2. Die Spannung am Arduino-Pin wird über D2 auf 5V + UF geklemmt und kann nicht höher als ca. 5.4V werden, da D2 eine Schottkydiode ist und UF = 0,3V..0,4V ist.

Gleiches passiert bei Spannungen <0V über D3.

C1 ist letztlich dafür da um schnelle Störimpulse zu unterdrücken.

Und, ja, Messermasse und Arduinomasse müssen verbunden sein.


wenn du das sagst, .. für mich hatte sich die Antwort danach angehört das was gesagt wurde und dennoch nichts.
Jedoch kosten 20 der Messer gerade mal 1,55 - 4,55 da kann ich mir nicht vorstellen das es teurer Stahl ist.
ja, aber es ist Stahl. Und kein anderes Material. Welcher Stahl wirkt sich auf die elektrischen Eigenschaften nicht sehr aus.
wenn ich jetzt immer nur die Positive Welle messen tue müsste ich dann den Gemessenen wert *2 nehmen?
oder ist das beim Wechselstrom nicht so?
Nicht ganz.
Wenn du mit einem True-RMS-Multimeter nur die eine Halbwelle messen würdest, dann ja.
Aber hier mißt du ja momentanwerte. Interessieren tut dich aber der Effektivwert (RMS). Den kannst du mittels folgender Formel aus dem Scheitelwert (der höchste Wert) berechnen:
Das Projekt ist jetzt keins das übers Knie gebrochen werden muss !!!
Das ist gut!
Grüße
Gunther

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