Strömmätning (AC) med RPI PICO eller Arduino?

Elektronikrelaterade (på komponentnivå) frågor och funderingar.
Användarvisningsbild
matsadona
Inlägg: 755
Blev medlem: 28 februari 2010, 23:05:17

Strömmätning (AC) med RPI PICO eller Arduino?

Inlägg av matsadona »

Har lite behov av att mäta strömförbrukning (AC 240V) och sneglade på tex dessa : https://www.aliexpress.com/item/32929311093.html
För det priset förväntar jag mig inte speciellt hög kvalitet eller noggrannhet. Således funderar jag på om man inte kan bygga något själv med tex Arduino eller nya RPI Pico. Den senare har ju mig veterligen tre bra analoga ingångar vilket blir bra om man vill mäta alla faserna.
Fördelen med både Pico och Arduino är att jag då kan få till både loggning och en snyggare presentation med tex OLED display. Och eventuellt någon varningslampa eller LED stapel som tänds vid viss nivå osv. Eller varför inte ett servo som vrider på en stor analog mätare :)

Stora frågan nu är då främst vilken strömsensor man skall använda sig av? Det finns ju en del att välja på. Någon här som har erfarenhet av något liknande?
Priset styr lite och jag behöver inga superexakta värden. Jag vill kunna se om jag belastar fasen/gruppen med en noggranhet på högst en halv Ampere.
limpan4all
Inlägg: 8214
Blev medlem: 15 april 2006, 18:57:29
Ort: Typ Nyköping

Re: Strömmätning (AC) med RPI PICO eller Arduino?

Inlägg av limpan4all »

Den enklaste och säkraste metoden är en strömtransformator som du lastar på utgången och stjärnkopplar, offsettar så att då får allt unipolärt. Spänningen delar du ner över 8-12 motstånd (kolla deras spänningstålighet, det blir mycket dyra motstånd om du skall göra det över två stycken) Stjärnkopplar med gemensam anslutning till nollan, sedan en buffert innan A/D omvandlingen. Sedan samplar du duktigt du bör upp i minst 8 sample per kanal och period men fler är givetvis bättre. Med 12 äkta bitar (svårt som fan) och om du nöjer dig med att mäta från 0,1A till 10A. Så kan du nå 0,5% absolut noggrannhet som bäst (1-2% är mera troligt) för enkla laster.
Du får pga spänningsmätningslösningen ingen galvanisk avskiljning från elnätet, men om du så måste, så behöver du spänningstransformatorer också då förlorar du vanligen ca 2% i noggrannhet pga deras olinjäritet och varians i produktionen. Allt detta går att fixa men är mycket jobbigt i både hårdvara och mjukvara samt är inte billigt. Jag har ägnat fem år av mitt liv att nå <<0,1% för trefasmätning (10mA-15A samt 24V-664V) bara på hårdvaran innan det var klart... Mjukvaran tog nog 25 manår minst innan den var klar.

Lycka till...
E Kafeman
Inlägg: 3260
Blev medlem: 29 april 2012, 18:06:22

Re: Strömmätning (AC) med RPI PICO eller Arduino?

Inlägg av E Kafeman »

Spänningmätning kan göras via konventionell liten trafo för bra isolation. Beroende i vilken miljö man ska mäta så kan det krävas säkerhetsmarginaler och skydd på flera sätt. Det är inte helt ovanligt med transienter på flera kV om det är industri-miljö.
Strömtrafo kräver precisions-likriktare eller A/D direkt på AC-signalen. Beroende på vad det är för strömmar och nivå av fullösning så kan det räcka med att linda en tunn signalledare ett par varv runt en fasledare men även då kan spänningarna bli rejält höga för obelastad sekundär. Jag gjorde sådant en gång i tiden för att mäta strömmar i ett kraftverk. För att inte ställa till något löddes lågohmigt effekt-motstånd direkt på lindningen och längre ut på motståndets ben kopplades sensor-ledningen som drogs iväg till elektronik-skåp.
Det finns färdiga strömtrafos att köpa från närmsta elgrossist men är inte direkt billiga.

För temporär mätning finns öppningsbara strömtänger med anslutning för mätelektronik. Ska det vara kvalitet kostar dessa en del men är smidigt om man behöver göra tillfälliga mätningar då man inte behöver hantera eller röra vid några kablar.
Även där har jag gjort lite fulhack och köpte en multimeter med inbyggd strömtång där jag skippade multimeterdelen för anslutning till egen loggning.
Just denna sensorn var av typ Hall-sensor, vilket gör att det går mäta likström såväl som växelström. Användbart för att logga hur mycket bilgeneratorn presterar under drift.
Generellt anses Hallsensorn vara lite mindre precist mätverktyg, särskilt för likström, men duger ofta för måttliga behov.
En skillnad är att man inte kan göra fasläges-mätningar vilket man kan för konventionella strömtrafos och direkt AD eller att man särskilt detekterar nollgenomgång relativt nollgenomgång på motsvarande spänning.

Om det rör sej om experiment under eget ansvar där man har kompetens att direkt elektriskt klippa faskabel för att ansluta till mätverktyget på säkert sätt så finns rätt enkla mät-möjligheter för att logga ström.
En sådan strömmätare är Hallsensorn AC712 som finns i olika utföranden från 5-20A och det går trixa lite för att optimera för andra mätområden också.
Den är lätt att använda med Arduino och liknande och den har hygglig isolation men man kan alltid fundera över max peak-ström, vad som händer med ledningsbanorna på PCB och igenom IC-kretsen vid 50-100A om det nu kan inträffa vid kortslutning t.ex.
Har man otur så kan det brinna och bli en svetsbåge.
Länk till variant för 20A: https://www.aliexpress.com/item/32783172992.html
Användarvisningsbild
gunne
Inlägg: 2076
Blev medlem: 17 juni 2004, 15:00:31
Ort: sthlm
Kontakt:

Re: Strömmätning (AC) med RPI PICO eller Arduino?

Inlägg av gunne »

Du kan ju prata Modbus med en elmätare. T.ex. denna: https://www.energibutiken.se/sv/elmatar ... s-mid.html
Användarvisningsbild
mrfrenzy
Co Admin
Inlägg: 14868
Blev medlem: 16 april 2006, 17:04:10

Re: Strömmätning (AC) med RPI PICO eller Arduino?

Inlägg av mrfrenzy »

Väldigt intressant att läsa om hur man kommer ner till 0,1% men det var ju inte riktigt vad TS frågade efter, han behöver ungefär 12% noggrannhet.
matsadona skrev: 11 mars 2021, 23:41:59 Jag vill kunna se om jag belastar fasen/gruppen med en noggranhet på högst en halv Ampere.
Det torde räcka med tre enkla strömtrafo från en gammal elpannas effektvakt, några motstånd och en lämplig mikrokontroller med inbyggd ADC för att uppnå den noggrannheten.
Borre
Inlägg: 4572
Blev medlem: 14 juni 2007, 15:43:50
Ort: Hälsingland

Re: Strömmätning (AC) med RPI PICO eller Arduino?

Inlägg av Borre »

Skaffa några av dessa öppningsbara strömtransformatorer:
http://en.yhdc.com/product/%20SCT013-401.html
Finns billigt på ebay och förvånansvärt exakta för priset.
Användarvisningsbild
grym
EF Sponsor
Inlägg: 16780
Blev medlem: 16 november 2003, 12:22:57
Ort: i det mörka småland

Re: Strömmätning (AC) med RPI PICO eller Arduino?

Inlägg av grym »

gjorde en enkel sak

små enkla strömtransformatorer

sedan likrikta med 1n4148, konding och variabelt motstånd till ma panelmätare

motståndet för att få skalan rätt

funkar bra ner till 0.1A eller så

eftersom strömtransformatorer är åt konstantströmsgenerator till så blir felet inte så stort med likriktarbryggan

räcker för mig
Användarvisningsbild
matsadona
Inlägg: 755
Blev medlem: 28 februari 2010, 23:05:17

Re: Strömmätning (AC) med RPI PICO eller Arduino?

Inlägg av matsadona »

Tack för tips och kommentarer. Har tyvärr inte haft tid att kolla närmare på något ännu, men skall ta tag i det så småningom.
swirve
Inlägg: 391
Blev medlem: 13 mars 2007, 21:58:25
Ort: Norrköping

Re: Strömmätning (AC) med RPI PICO eller Arduino?

Inlägg av swirve »

Sitter till viss del med det på jobbet, trefasmätning, 0.2% in till utsignal (4-20mA, 1-10v). Även precisionsmätning av nätfrekvens.
Texas instruments, microchip och analog devices har alla bra application notes i ämnet. Rekommenderar en googling i ämnet!
Tekniken beskrivs rätt bra av tidigare skribenter (som också är väldigt kunniga i ämnet). Neddelning av spänningen, strömtrafo, hall-sensor eller shunt motstånd för strömmen. Tänk på var du har potentiellt farliga spänningar och se till att isolera mot sådant som är beröringsbart. Både Texas och analog har smidiga isolationskretsar.
Nu behövdes inte speciellt bra mätnoggrannhet, men för att uppnå 0.2% det krävs en hyffsat omfattande kalibrering.
Skriv svar