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Kleines Schulprojekt

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Kleines Schulprojekt

Von steve_ld am 21.07.2010 11:56

Hi,
ich soll für ein Schulprojekt eine E-Tankstelle Bauen die Selbstständig die Verbrauchte Leistung misst und Sie dann mit bereits Vorher abgefragten Daten zusammenfügt.
Meine Frage wäre mit welchen Schaltungen ich die Leistung bei 230VAC messen kann und dann vieleicht sogar schon Digital an meinen Mikrokontroller oder FPGA (was verwendet wird ist noch nicht sicher) weitersenden kann.

lg Stefan

Von BellaD am 21.07.2010 15:36

moin

Schulprojekt und 230 V wiedersprechen sich aber ganz gewaltig , da ist wohl eher Kleinspannung angesagt !

Wenn du Spannung / Ladestrom der Batterie über die Zeit misst, kannst du daraus die Aufgenommene Ladungsmenge berechnen (Ah) .
Dafür gibt es von fast jedem Hersteller schöne IC.

mfg

Von Tim Sasdrich am 21.07.2010 18:01

BellaD hat folgendes geschrieben:
Schulprojekt und 230 V wiedersprechen sich aber ganz gewaltig , da ist wohl eher Kleinspannung angesagt !
Ich finde, dass die Aufgabenstellung aber zu schwer für eine normale Schule ist. Ich vermute, dass es sich hier um eine weiterführende Schule handelt, dann geht das auch mit den 230V.

Von steve_ld am 22.07.2010 07:21

Die Schule von der ich spreche ist eine HTL (Höhere Technische Lehranstalt)
weiß nicht ob es sowas in De gibt bin aus Österreich.
Das mit den IC´s hab ich selber auch schon herausgefunden aber da ich dafür ja die Spannung wieder runterschrauben muss hab ich die Angst das ich dadurch das Ergebnis der Messung stark beeinflusse.
Gibt es nicht vieleicht auch die möglichkeit Strom und Spannung zu messen die Daten dann zu Digitalisieren und an das Board das wir verwenden werden zu schicken?
Die Rechenarbeit könnte ja von diesem gemacht werden.
Vorallem ist es so das wir für den Test den unsere Lehrer dann durchführen keine richtige Batterie laden werden da das zu lange dauert sondern wir schliesen ein Modellauto das mit mehreren Lampen bestückt ist an unser Gerät an so das einmal die Leistung gemessen wird und danach werden noch die Sicherheitsfunktionen, die wir einprogrammiert haben geprüft
lg Stefan

Von derguteweka am 22.07.2010 07:36

Moin,

steve_ld hat folgendes geschrieben:
Die Schule von der ich spreche ist eine HTL (Höhere Technische Lehranstalt)
weiß nicht ob es sowas in De gibt bin aus Österreich.
Das mit den IC´s hab ich selber auch schon herausgefunden aber da ich dafür ja die Spannung wieder runterschrauben muss hab ich die Angst das ich dadurch das Ergebnis der Messung stark beeinflusse.
Gibt es nicht vieleicht auch die möglichkeit Strom und Spannung zu messen die Daten dann zu Digitalisieren und an das Board das wir verwenden werden zu schicken?


Die Frage ist wohl erstmal: Was genau musst du messen:
Du willst also die Leistungsaufnahme von irgendwas bestimmen. Wenn's immer an 230V~ haengt, reicht's dann "nur" den Strom zu messen oder muss die Spannung auch immer gemessen werden? Sind die Stroeme sinusfoermig - wahrscheinlich eher nicht? Also sollten dann immer Momentanwerte gemessen werden und die Momentanleistung daraus berechnet werden, die dann zur gesamtverbrauchten Energie aufintegriert wird? Oder zur Durchschnittsleistung?
Wenns von der Genauigkeit her nicht zu wahnsinnig sein soll, dann wuerd' ich das ueber einen kleinen µController mit integrierten ADCs machen, der ohne Netztrennung, nur ueber entsprechende Spannungsteiler, etc. die Spannungen und Stroeme misst. Das Ergebnis kann der dann z.b. via serieller Schnittstelle ueber Optokoppler dem Rest der (galvanisch getrennten) Welt mitteilen.

Gruss
WK

Von steve_ld am 22.07.2010 07:50

Morgen WK
Danke erstmal für die Antwort.
Was soll gemessen werden?
Wir müssen den Gesamtverbrauch messen. Die Ströme sollten Sinusförmig sein da wir das Stromnetz als Quelle dafür haben.
Das Ergebniss sollte schon recht genau sein.
Ich sollte vieleicht da es jetzt bereits feststeht auch schon mal sagen welches Board wir verwenden da dieses ja auch nicht ganz unwichtig ist.

FoxboardG20: http://eshop.acmesystems.it/?id=FOXG20
Wir verwenden dieses Linux Board da wir einen SmardCard Reader an das ganze Ding anschliesen müssen zwegs Sicherheitsabfrage.

Die Datenübertragung erfolgt per Lan an einen Server PC.

lg Stefan

Von derguteweka am 22.07.2010 18:26

Moin,

steve_ld hat folgendes geschrieben:
Wir müssen den Gesamtverbrauch messen. Die Ströme sollten Sinusförmig sein da wir das Stromnetz als Quelle dafür haben.
Das Ergebniss sollte schon recht genau sein.

Hm - wenn du vom "Strom"netz als Quelle ausgehst, kannst du hoechstens annehmen, dass die Spannung einen sinusfoermigen Verlauf hat - und das ist meistens auch nur ein frommer Wunsch.
Ob der Strom dann sinusfoermig ist, haengt von deinem Verbraucher ab. Schaltnetzteile (ohne PFC) oder auch Trafos mit nachgeschaltetem Gleichrichter und dicken Elkos tendieren zu ziemlich nicht-sinusfoermigen Stromverlaeufen auf der Primaerseite.
Das beisst sich dann vielleicht mit dem geforderten "recht genau"...
Wieviel Bit oder %Fehler sind denn "recht genau"?
Reichts z.b. wenn pro Sekunde X Momentanwerte gemessen werden, jeder hat eine Genauigkeit von Y bits? (mit z.b. X=1, Y=8 )

steve_ld hat folgendes geschrieben:
Ich sollte vieleicht da es jetzt bereits feststeht auch schon mal sagen welches Board wir verwenden da dieses ja auch nicht ganz unwichtig ist.

Ja, das Board haette ja ein paar serielle Ports, muesst' man evtl. noch minimal basteln, um Optokoppler in die serielle(n) Leitung(en) zu kriegen.
Ich persoenlich wuerde eben gucken, dass ich einen kleinen µController mit 2 ADC Eingaengen irgendwo auftu', also irgendeinen AVR, PIC, oder STM32, sowas in der Art.
Dann jeweils ueber Spannungsteiler beide ADCs mit einer Offsetspannung versorgen, so dass pos. und negative Spannungen gemessen werden koenen.
Dann mittels mehreren (Spannungsfestigkeit) hochohmigen Widerstaenden die 230V~ Spannung runtergeteilt auf den einen ADC geben zur Spannungsmessung.
Den Strom durch die Last ueber den Spannungsabfall an einem niederohmigen Messwiderstand erfassen und den auf den anderen ADC Eingang geben.
Dann Software schreiben, die die beiden ADC werte X mal pro Sekunde misst und ueber die Serielle Schnittstelle ausgibt. Die dann ueber den/die schon erwaehnten Optokoppler mit dem Linuxboard verbinden und dort mit entsprechender SW die Messwerte von der seriellen abholen und verwursten, z.b. Effektivwerte, Wirkleistung, Blindleistung, etc. berechnen und dann irgendwie irgendwem, den's interessiert, praesentieren.

Allerdings ist das Unschoene an dem Vorschlag, dass die gesamte µControllerschaltung direkt mit 230V~ verbunden ist. Also seehr gefaehrlich/unangenehm zu debuggen.

So gesehen, frag' mal lieber deinen Lehrer/Prof. was der zu sowas meint...
Vielleicht sollt' ich noch erwaehnen, dass ich nicht wirklich Ahnung von der Programmierung kleiner µCs hab'.

Gruss
WK

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