AC-Strom messen

Hi,

ich suche momentan nach einer Möglichkeit Wechselstrom zu messen. Der Verbraucher ist eine Pumpe mit max. 150W. Ich habe einige Laborversuche mit dem ACS712 (5A-Version) durchgeführt. Allerdings vorab mal nur mit DC-Kleinspannung und Strömen bis 2 A. Von dem Teil bin ich eigentlich enttäuscht. Die lt. Datenblatt 185mV/A konnte ich durch eine Messreihe bei weitem nicht nachvollziehen. Das waren dann eher 140mV/A. Ich hatte zum Test darauf geachtet, dass die Versorgung bei stabilen 5V lag. Dazu kommt dann noch, dass sich für den Strombereich 0-2A nur eine Spannung von 2,5-2,77 Volt ergibt. Das mit dem Arduino zu messen (10Bit AD-Wandler), ergibt eine sehr schwache Auflösung.

Gibts da was Besseres?

Ich hab auch noch bei emoncms so Stromwandler gefunden: http://openenergymonitor.org/emon/buildingblocks/ct-sensors-interface Aber der Messbereich von 100A ist bei weitem zu groß.

Hm, was heisst "...Versorgung bei stabilen 5V lag."???

Ich fand die 712-er auch etwas zappelig, seit externer Referenz ists für meine Zwecke ausreichend... Für so kleine Ströme macht er sich gut mit einstellbarem OPV -> http://www.watterott.com/de/ACS712-Low-Current-Sensor-Breakout Wenn du genauer messen willst, wirst du um mehr Bits beim ADC nicht drum rumkommen.

Gruss

Holli_23: was heisst "...Versorgung bei stabilen 5V lag."???

Dass ich bemerkt habe, dass der Arbeitspunkt des ACS712 stark von der Versorgungsspannung abhängt.

Die 10Bit Auflösung würden mir locker reichen, wenn nicht nur 0,2V "Messbereich" wären. Das mit dem Breakoutboard mit nachgeschalteten OPAmp finde ich nicht schlecht. muss ich mir mal genauer anschauen.

Bei mir waren es 137mV statt der angegeben 185. Diese Diskrepanz hatte ich allerdings nur bei der 5A Version

@Holly Links bitte mit Link Tags versehenen, dann kann man sie auch bequem öffnen.

ElEspanol:
Bei mir waren es 137mV statt der angegeben 185. Diese Diskrepanz hatte ich allerdings nur bei der 5A Version

OK, ich dachte schon ich hätte mich grundlegend vermessen. Aber deiner war ja genauso “schlecht”

Jetzt hab ich noch das gefunden:
http://www.ebay.de/itm/5A-Scale-Single-phase-Active-Output-Transformer-Current-Sensor-Module-/121514758740?pt=LH_DefaultDomain_77&hash=item1c4ad81254
Damit wäre ich sogar noch galvaisch entkoppelt.
Sieht aus, als ob da auch ein OpAmp nachgeschaltet wäre.
Mal schauen, ob ich da einen Schaltplan vom Chinamann bekomme.

hk007: Das mit dem Breakoutboard mit nachgeschalteten OPAmp finde ich nicht schlecht. muss ich mir mal genauer anschauen.

Der Schaltplan ist dabei: http://dlnmh9ip6v2uc.cloudfront.net/datasheets/Sensors/Current/ACS712%20Low%20Current%20Sensor%20Board%20v14.pdf

Könnte man sich also auch selbst bauen

Serenifly: Der Schaltplan ist dabei:

Ich meinte den Schaltplan von meinem Link. Das Teil mit dem Stromwandler. ;)

hk007: Dass ich bemerkt habe, dass der Arbeitspunkt des ACS712 stark von der Versorgungsspannung abhängt.

Über die gesamte Schaltung gesehen hängt es imho stärker von der Stabilität/Qualität der Referenzspannung ab. Die interne im Arduino ist eher nur als Schätzeisen zu gebrauchen, wenn du dich im unteren Bereich befindest...Bei der Auflösung und der im Sketch folgenden Umrechnung kannst bei Verwendung der internen Referenz eigendlich nicht mehr vom "Messen" sprechen - dafür brauchst du Stabilität bis in die 3. Stelle hinterm Komma.

Ansonsten solltest du dir das mit der Messung von AC mal noch durchdenken: Wie oft pro Sekunde machst du deine Messung ? Anders gefragt: an welchem Punkt der (Sinus)Kurve misst du???

Wenn du schnell genug misst, würde ich versuchen den Spitzenwert zu ermitteln, um dann daraus den Effektivwert auszurechnen...Allerdings ist der Scheitelfaktor von der Kurvenform abhängig... hier findet sich was dazu (ich hoffe iss schön so der link ja? :) )

Zum Messverfahren:

Eigentlich hab ich ja zwei Möglichkeiten, damit ich am Ende die Leistung berechnen bekomme. 1.) Ich messe über einen Zeitraum den Strom, und nehme aus den gemessenen Stromwerten den größten Wert. Das ist dann der Scheitelwert. Ieff = Scheitelwert/Wurzel(2). Und dann P = Ieff*Ueff. Wobei ich Ueff als 230V ansetzen würde. Dabei gehe ich davon aus, dass der Wechselstrom einer Sinuskurve entspricht. 2.) True RMS: Also über einen definierten Zeitraum den Strom messen, alle Messwerte quadrieren, dann den Mittelwert bilden und dann wieder die Wurzel davon.

Seht ihr das genauso, oder hab ich noch einen Denkfehler?

Ja, Du hast einen Denkfehler. Du berücksichtigst die Phasenverschiebung nicht. Die Wirkleistung errechnet sich aus P = U*I*cos(fi) Der Rest ist richtig. zu 2) Der definirte Zeitraum sollte ein vielfaches der Periode des Wechselstroms sein. Grüße Uwe

@uwefed

Ja stimmt, ich hab das ganze für einen rein ohmschen Verbraucher betrachtet. Bei einem Motor kommt halt noch mal die üblichen ~0,95 drauf.

Wobei ich gerade überlege, was man eigentlich messen will: Die Wirkleistung oder die Scheinleistung. Eigentlich interessiert ja die Energie, die man vom EVU bezieht, und ist das nicht die Scheinleistung?

Normale Haushalte zahlen die Wirkleistung. Industriekunden können auch Blindleistung zahllen müssen. Bei einem Motor würd'ich eher 0,7 bis 0,8 tippen. Grüße Uwe

Hallo,

du könntest mit einem Leistungsmesser mit Leistungswertanzeige die Pumpe unter verschiedenen Lasten vermessen. Vielleicht ist der Leistungsfaktor halbwegs konstant.

Ein anderer Weg: Du könntest einen Wechselstrom-Zwischenzähler nehmen. Es gibt welche mit Impulsausgang oder die alten Zähler mit rotierendem Rad. Die Drehung des Rades könnte man mit einem Lichtsensor aufnehmen.

Edit: Beispiel mit Impulsausgang http://www.amazon.de/Wechselstromzähler-Stromzähler-Wattmeter-Impulsausgang-1000/dp/B004IWWUCW