im Rahmen einer einer Hochschularbeit bin ich gerade dabei ein IoT Projekt zu starten.
Da ich eher aus einer konzeptionellen Ecke komme, muss ich mich in das ganze Thema Arduino, Elektrotechnick, etc.. erst noch einarbeiten. Und da könnte ich mir vorstellen, das diese Community ein guter Startpunkt ist .
Was ich denn genau machen möchte:
Eigentlich möchte ich nur messen ob ein (Haushalts)Gerät an ist oder eben nicht. Dazu dachte ich mir könnte man doch ein Arduino zwischen Gerät und Stromquelle schalten und den Verbrauch (Spannung?!) messen.
Das Ergebnis (also ob das Gerät an oder aus ist) würde ich mir gerne isn Netz schicken lassen (Eventuell mit Johnny-Five irgendwie abfragen). Da natürlich nicht an jeder Steckdose auch ein Ethernertport ist, wäre irgendeine Art von "Radio" wohl sehr sinnvoll. Da das ganze natürlich ( ) sehr billig sein soll, fällt ein WiFi Shild eher raus (Xbee oder Funk als alternative?!).
Innerhalb meiner Arbeit muss ich das ganze gar nicht umsetzten, sondern eher deskriptiv das ganze angehen.
Eventuell habt ihr mir ein paar Tips wie ich mein problem (so ganz theoretisch) smart lösen könnte.
rees:
Eventuell habt ihr mir ein paar Tips wie ich mein problem (so ganz theoretisch) smart lösen könnte.
Du kannst Dein mit Netzspannung betriebenes Gerät so modifizieren, dass jedesmal beim Einschalten gleichzeitig ein stabilisiertes 5V-Netzteil mit Strom versorgt wird.
Gerät ist ausgeschaltet ==> Netzteil führt keine Spannung
Gerät ist eingeschaltet ==> Netzteil stellt 5V am Ausgang bereit
Diese 5V kannst Du an einem Arduino-Eingang auswerten.
So ein Gerät hätte dann auch den Vorteil, für andere Zwecke weiter verwendbar zu sein, falls man es nicht so spannend findet, sich über das Internet anzuschauen, ob die Zeitschaltuhr zuhause im Aquarium das Licht gerade an- oder ausgeschaltet hat. Z.B. könnte man einen modernen internetfähigen LCD-Fernseher mit LAN-Buchse oder Festplattenrecorder mit LAN-Buchse damit auch ins WLAN bringen, ohne vom Fernsehhersteller ggf. als Sonderzubehör angebotene WLAN-Sticks kaufen zu müssen.
Du muß auf alle Fälle den Strom messen. Entweder über Hall, so wie Schultewolter geschrieben hat, oder du verwendest ein fertiges Strommessmodul die gibt es billig bei Ebay.
Alternativ kannst du vielleicht auch mal eines dieser Energiekostenmessgeräte schlachten. Da hast du ein Gehäuse, da ist eine Strommessung drin, vielleicht kannst du dich da irgendwie dranhängen. (die gibt es übrigens auch gleich mit Funk: Die senden schon auf 433Mhz, da müßtest du nur noch das Protokoll knacken.
Ich ziehe da einen Stromtransformator vor den Du um eine der Kabel (Phase oder Nulleiter) legst zB http://www.watterott.com/de/Wechselstrom-Messwandler-30A-max. Das hat den Vorteil daß Du den Strom nicht über eine Platine leiten mußt und somit keinen Eingriff in den stromkreis machen mußt.
Der Vorschlag mit dem 5V Netzteil finde ich nicht so gut, da der Arduino wenn, er nicht eingeschaltet ist, keine Spannung an den Eingängen haben darf. Ich würde immer per Relais oder Optokoppler entkopplen.
Grüße Uwe
Die Anregung von sschultewolter sich über den Hallsensor Gedanken zu machen finde ich super. Bloß funktioniert der in Zusammenspiel mit Wechselstrom (wie ich verstanden habe funktioniert das physiklaisch nicht, wenn ich falsch liege bitte korrigieren)? Und wenn ich über die 433MhZ Technik (Funk?!) das ganze dann an eine gebündelte Stelle schicken würde, könnte diese dann z.B. ein zweiter (mini)Arduino mit ethernet-shield sein, welcher direkt an den Router angeschlossen ist? Die Frage stellt sich für mich, da ich das ganze aus einer Usibility-Sicht betrachten möchte und "Plug'n'Play" für den Anwender eine Kriterium sein könnte.
Jurs Wifi-Pocketrouter hats mir aber auch ziemlich angetan (Fühlt sich für mich als "Anfänger" irgendwie sehr einfach an).
Bei deinem Ansatz frag ich mich, wie würde denn so eine Gerätemodifikation aussehen?
Und guntherbs Idee mit dem Energiekostenmessgeräte finde ich auch super.
Falls es euch interessiert an was ich denn genau arbeite; Hier gibts Infos www.washawash.de
rees:
Bei deinem Ansatz frag ich mich, wie würde denn so eine Gerätemodifikation aussehen?
Das hängt natürlich vom Gerät ab.
Was z.B. bei einer Lampe oder einem Elektro-Heizlüfter mit loser Anschlußschnur funktionieren würde:
Du schaltest das Gerät am Geräteschalter auf EIN und blockierst diesen Schalter, z.B. durch Umwickeln mit Klebeband. Dann nimmst Du eine schaltbare Steckdosenleiste, steckst in diese die Geräte-Anschlußschnur und das Steckernetzteil ein, und in der Folge wird dann am Schalter der Steckdosenleiste immer beides zusammen ein- und ausgeschaltet, das Gerät (Lampe, Heizlüfter) genauso wie das Steckernetzteil.
Wirkungsweise des Wechselstrom-Zangenamperemeters
Bei Wechselstrom-Zangenamperemetern wird das Transformator-Prinzip angewendet. Die Stromzange fungiert hierbei als magnetischer Messwandler/Stromwandler. Dabei bildet der feste und der bewegliche Schenkel der Zange im geschlossenen Zustand den Trafokern, der zu messende Leiter die Primärwicklung und die Spule im Messgerät die Sekundärwicklung. Der Strom im Leiter magnetisiert den Kern und induziert dadurch in der Sekundärwicklung einen Strom, der proportional zum Leiterstrom ist. Die Ausgangsleistung der Sekundärspule ist so groß, dass sie direkt ein (passend skaliertes) Messwerk (z. B. Dreheisenmesswerk) betreiben kann. Die Energie zum Antrieb des Messwerks wird dem zu messenden Stromkreis entnommen.
Allstrommessung[Bearbeiten]
Wirkungsweise des Allstrom-Zangenamperemeters
Gleichstromtaugliche Zangenamperemeter können wegen der fehlenden Wechselfelder nicht nach obigem Prinzip gebaut werden. Hier werden Hallsensoren oder magnetfeldabhängige (magnetoresistive) Widerstände, die auch statische Magnetfelder erfassen können, in einem Luftspalt des Kerns angebracht. Die erzeugten schwachen Signale müssen elektronisch verstärkt werden. Deshalb müssen diese Messgeräte über Batterien oder Netzgeräte mit Energie versorgt werden. Diese Messgeräte sind auch für Wechselströme geeignet.
Weiterhin kann auch ein Messprinzip mit Kompensationsmethode benutzt werden. Dabei wird ein durch eine Kompensationswicklung fließender Strom so geregelt, dass der magnetische Fluss in dem Kern idealerweise zu 0 wird. Der Kompensationsstrom wird zur Anzeige gebracht; der fließende Strom ist (wie beim oben beschrieben Transformatorprinzip) dem Windungsverhältnis entsprechend untersetzt. Vorteil hierbei ist, dass eventuelle nichtlineare Eigenschaften beispielsweise des Kerns oder des Hallsensors kaum noch Einfluss auf die Messung haben. Auch hierbei ist für die Regelung und den Kompensationsstrom eine Energieversorgung notwendig.
Es gibt auch eine historische, selten verwendete Form des Zangenamperemeters, das grundsätzlich ein für Wechsel- und Gleichstrom geeignetes Dreheiseninstrument darstellt, dessen magnetischer Kreis von der Zange gebildet wird. Insofern ähnelt es äußerlich der heutigen Bauform, allerdings wird zur Ermittlung der Feldstärke kein Hall- oder magnetoresistiver Sensor verwendet, sondern die Kraftwirkung des Magnetfeldes mechanisch zur Anzeige gebracht. Für Gleich- bzw. Wechselstrom wurden oft unterschiedliche Skalen an den Messwerken angebracht. Diese Geräte sind nur für vergleichsweise große Ströme geeignet und haben eine hohe Messungenauigkeit. Zur Messbereichsänderung werden separate Dreheisenmesswerke steckbar in den magnetischen Kreis gebracht.
Sollte also auch mit dem Hallsensor gehen, dieser ist ja in entsprechenden RCDs Typ B verbaut, bei denen ein zweiter Summenstromwandler inkl Elektronik verbaut ist.
Zu beachten ist dabei, dass die einzelnen Adern dann räumlich getrennt werden müssen.
Wenn du die Magnetfeldmessung auf ein komplettes 230V Kabel anwendest, dann mißt du die Differenz zwischen Hin- und Rückstrom und der ist Null!
Du mußt also dafür Sorge tragen, dass du nur das Magnetfeld einer Ader (Phase oder Null) mißt.
Ich denke, das Problem kann man in diese Teilbereiche gliedern:
Wie messe ich den Strom? (bzw. wie erkenne ich, ob Strom fließt)
Wie übertrage ich das Signal von der Messstelle zur Sammelstelle
Wie (und wo) werte ich das aus.
zu 2: :Aus deinem Anfangsbeitrag bin ich davon ausgegangen, dass in einem Raum verschiedene Geräte überwacht werden sollen.
Wenn ich mir die Washawash seite ansehen, dann scheint es ja nur ein Gerät pro Raum zu sein. RF module haben meist nur eine sehr geringe Reichweite. Wenn du wirklich nur ein Gerät pro Raum hat, dann empfiehlt es sich, da gleich ein WLAN-Shield oder GSM-Shield zu verwenden.
.
) sehr billig sein soll, fällt ein WiFi Shild eher raus (Xbee oder Funk als alternative?!).