Wechselspannung unter 20V messen

Hallo liebe Community,

ich hoffe sehr, Ihr könnt mir weiter helfen. Was habe ich vor?

ich möchte gerne eine Box bauen, mit der ich die Ausgänge eines C64-Netzteils messen kann. der Arduino sollte Strom und Spannung der 4 Pins anzeigen. 2 der Pins sollten ca. 5V+ ausgeben. Die anderen beiden geben rund 9V Wechselspannung (50Hz - ganz einfach heruntertransformiert mit einem normalen Trafo im Netzteil).

Ziel ist es, den Arduino beide Spannungen und idealerweise beide Ströme anzeigen zu lassen. Damit mein Tester möglichst realistisch ist, plane ich Leistuntswiderstände als "Verbraucher".

Die 5V zu messen sollte einfach sein: Ich würde dafür gerne einen INA219 verwenden.

Bei den 9V Wechselspannung ist es nicht so einfach. Wenn ich es richtig verstanden habe, dann misst ein Multimeter im Wechselspannungs-Modus die Spannung, in dem sie zuerst gleichgerichtet und geglättet wird. Anschließend kann man sie - z.B. über einen INA219 oder einen Spannungsteiler messen.

Nun zu meinen Fragen:

  • Verstehe ich die Wechselspannungsmessung im Kontext Multimeter richtig?
  • Wie könnte eine Schaltung aussehen, die ich vor den INA219 für die Messung baue?

Ich dachte mir, ich nehme einen Gleichrichter, wie den DF02M, dahinter einen 1000uF Kondensator (hatte ich mal über eine Seite ausgerechnet, die erklärt, wie man den Glättungskondensator berechnet) und dahinter ein RC-Glied, um die Spannung so glatt wie möglich zu bekommen.

  • Bin ich mit meine Pälnen hier auf dem richtigen Weg?
  • Wie könnte so eine Schaltung aussehen (ich versuche meine Idee mal selber zu zeichnen und hier hochzuladen)?

Wenn Ihr noch Fragen habt, dann sehr gerne!
Ansonsten schon mal vielen herzlichen Dank für Jede Unterstützung von Euch!

Das ist schon mal nicht richtig.
Spannung misst man im Spannungsmodus.

Das geht einfacher, mit einem Spannungsteiler, oder evtl. direkt.

[x] Gleichrichten mit einem Brückengleichrichter
[x] Sieben mit einem Elko
[ ] Spannung messen über einen Spannungsteiler zB. 1:5 (wegen 20V + Puffer).

Ich verstehe Dein Projekt nicht.
Du willst das Netzteil nicht im Betrieb sondern mit einer Test-Last testen.

Du braucht nicht Strom und Spannung messen da diese beiden Größen zusammenhängen wenn Du einen Widerstand als Last ans Netzteil hängst.
Wenn die 9V nur ein Ausgang des trafos ist sehe ich keinen Sinn diesen Auszumessen. Das hat Sinn um einmal die Paramenter des Netzteils auszumessen,nicht von jedem Netzteil das zu kontrollieren ist; dann kann mand as auch zu fuß mit einem Multimeter machen. schäden sehe ich nur bei der Gleichspannung, weil dort Halbleiter und Kondensator sind, die mit der Zeit kaputtgehen. Da ist sinnvoll auch den Wechselspannungsanteil der Gleichspannung zu messen (Ripple)

Grüße Uwe

Hallo Uwe,
vielen Dank für Deine Antwort! Der sinn ist ganz einfach. Die Netzteile sind sehr alt. Teilweise gehen sie kaputt und bringen manchmal nicht einfach nur keine Spannung (das wäre ja einfach zu erkennen), sondern oft auch eine Überspannung - und die "killt" dann diverse Bauteile des C64. Das möchte ich mit Tests erkennen bevor ich sie nutze. Darum die Schaltung und die Tests. Und da ich viele C64-Netzteile habe und die Messung mit dem Multimeter an den Pins auch nicht einfach ist, würde ich mir da einfach mal ein Testgerät zusammenbasteln. Außerdem werde ich immer wieder mal so ein Netzteil testen. Somit lohnt sich das schon.

Hallo HotSystems,

ich meinte ja den Wechselspannungsmodus - einfach nur verschrieben. Ist ein INA219 nicht genauer? Und wenn eine Überspannung komt, geht der INA219 und nicht der Arduino kaputt - so meine Idee.

Bei einer korrekten Teilung geht auch der Arduino nicht kaputt. Zudem kann man das mit einen zusätzlichen Diode (evtl. Zenerdiode) noch absichern.

Wechselspannungsteil 9VAC:
Die Ausgangsspannung kommt vom Trafo und da ändert sich nichts mit dem altern Die Ausgangsspannung ist proportional zu den Verhältnis der Pirmär zur Sekundärwindungen (N1 : N2) und der Netzspannung. Also brauchst Du die 9V nicht messen.
Gleichspannung:
Wenn Du einen Ausgang mit einem Widerstand belastest dann brauchst Du nur die Spannung messen. Der Strom hängt vom Widerstandswert ab. Wenn Du es genau machen willst, dann schalte mit einem Schalter verschiedene Widerstände auf den Spannungsausgang. Leerlauf, halbe Leistung, Maximale Leistung.
Zur Spannungmessung würde ich ein 10€ Multimeter nehmen und dieses Fix in die Meßbox einbauen. Da kannst Du im Wechselspannungsbereich auch die Wechselspannung auf den 5V Gleichspannung messen. Diese darf auch einen gewissen Wert nicht überschreiten damit der Komputer funktioniert.

Grüße Uwe

Da ist was dran - daran hatte ich noch gar nicht gedacht. Somit ist die wechselspannung nicht weiter relevant. Guter Punkt.

Das stimmt. Dadurch ist der Aufbau einfacher und etwas kostengünstiger. Wäre der INA219 genauer? Oder hat er irgendwelche anderen Vorteile? Sonst verwerfe ich die Idee mit dem INA219 und mache es über einen Spannungsteiler.

Es gibt auch Fehler, bei denen die Trafowicklung defekt ist und keine Spannung mehr raus kommt. Evtl. da doch lieber messen.

Nein das sehe ich nicht.
Die Genauigkeit hängt von dem Teilungsverhältnis und deiner Berechnung ab.

Tja, also um ehrlich zu sein, wäre bei dem Projekt die Wechselspannungsmessung genau der Teil gewesen, den ich spannend finde. Weil ich dafür noch keine Lösung habe. Mit Spannungsteiler und dem Arduino Gleichspannung messen und den Wert berechnen ist nicht die große Herausforderung. Vielleicht könnt Ihr mir ja dabei helfen, die Wechselspannung durch eine Schaltung zu messen, auch wenn es vermutlich nicht unbedingt notendig wäre? Ich würde mich sehr freuen, einfach nur um etwas zu lernen.

Da reichen 2 antiparalell geschaltete LED mit einem Vorwiderstand.

Wenn die sekundäre Wicklung Unterbrechung hat, dann sieht man das mit der LED. Wenn sie Wicklungsschluß hat ist ein Kurzschluß und es greift die Primäre Sicherung ein und man siht das ebenfalls an der LED.

Grüße Uwe

Ok, das ist die einfachste Lösung.
Da kann man sich ein "Messen" sparen.

das wurde doch schon geschrieben: Brückengleichrichter, Elko und die Gleichspannung messen.
Auch hier wird ein Spannungsteiler nötig und du kannst den Rest berechnen.

  • Macht der Wert von 1000uF Sinn für meine Schaltung?
  • Soll ich noch ein RC-Glied nachschalten zur weiteren Glättung Sinn? Wenn nein, warum?
  • Wenn ja, welchen Widerstandswert und welchen Kondensator sollte ich nehmen? Wie kann ich das berechnen?

Kommt darauf an mit welchen Strom Du die Schaltung belasten willst ( Lastwiderstand).
Im Leerlauf, also ohn Last reichen einige µF.
Grüße Uwe

Ich bastle mal einen Schaltplan und dann können wir mal darüber nachdenken. Erst mal vielen Dank für Euer Feedback und Eure Hilfe!

Wenn du dem Gleichrichter mit Elko und Lastwiderstand einen Spannungsteiler nachschaltest, reicht da ein Elko von 10yF aus.
Du musst halt den Spannungsteiler so berechnen, dass du auf die max. 5Volt kommst. Und evtl. noch mit einer Diode absicherst.

Die Gleichspannung wenn Du die 9V mit einem Brückengleichrichter gleichrichtest ist:
9V *SQR(2)-1,4V = 11,4V.
Grüße Uwe

... hängt davon ab, ob es 9VAC eff. oder Spitze-Spitze waren. :slight_smile:
Woher weißt du, dass es 9V sind?

Und wenn du statt Arduino + Display einfach sowas nimmst ?

Um kaputt/ok zu erkennen, braucht es ja keine Super-Genauigkeit.