Svenska ElektronikForumet

den sidan ja länka till har några lösningar.

www.m.nu har några lösningar också.

http://en.wikipedia.org/wiki/Root_mean_square

http://en.wikipedia.org/wiki/Power_factor

http://en.wikipedia.org/wiki/Crest_factor


Problemet handlar om att det som elmätaren mäter är förbrukad energi (Wh), d.v.s. det är proportionellt mot effekten.

Att mäta den verkligen effekten är mycket svårt, det mest korrekta sättet är att hela tiden, momentant, multiplicera spänningen med strömmen. Med digital teknik kan man kanske tänka sig att man samplar spänning och ström 1000 gånger i sekunden och multiplicerar dessa (men då får man inte med eventuella spikar som är kortare än 1 ms).

Jag ser att Clas Ohlsons trådlösa energimätare verkar använda liknande sensorer som den Split-core current transformer som Seeedstudio säljer för under hundringen (hittade en pdf-länk från Parallax forum också, datablad).

Visserligen kan jag väl lite om el-lära och el-installationer, men samtidigt känns det klåfingrigt att börja kapa matningsledningar för att koppla in hembyggda förbrukningsmätare, i synnerhet om jag inte till 110 % förstår vad jag gör och inte kan svära på att det är absolut säkert att göra det jag gör. Därför är jag lite lockad av en beröringsfri avläsning t ex med något som det här ovan, i synnerhet om jag skall mäta på de tre fasledarna som kommer från elmätaren (på väggen ute) och går till elcentralen i källaren. När det gäller att mäta förbrukningen hos prylar kopplade till ett visst uttag är jag kanske mer liberal, och kan tänka mig att koppla in ett hembygge åtminstone tillfälligt. Kanske är det fel tänkt och minst lika illa, men en koppling på matningsledningarna kommer inte att sitta så till att jag kan se (och känna lukt från) dem till vardags, och det bör vara större strömmar som rör sig i dessa ledningar än de som rör sig i ett enskilt uttag.

Jag har anledning att misstänka att el-dragningarna i mitt hus inte är helt optimala, och att faserna har radikalt olika belastning (90 % av fastighetens el på en enskild fas, ungefär). Jag skulle vilja undersöka detta närmare, och kanske inte bara ett momentanvärde utan också se hur det ändras över tid, t ex om jag kör trefassvetsen eller annan tung utrustning. För denna mätning behöver jag ingen större precision alls förutsatt att mätvärdena från de olika faserna har samma fel, så att jag kan få fram rimliga siffror på hur många procent av belastningen som ligger på varje fas.

När det gäller mätningar på mindre grupper, där jag kan tänka mig att mäta per uttag, är det inte heller så kinkigt med precisionen förutsatt att jag har konstanta mätfel och därmed kan få värden som är sinsemellan jämförbara.

Jag är mycket tacksam för alla hjälpsamma svar, och ert tålamod med en glad amatör och nybörjare. Förstår jag er rätt kan jag inte bara koppla in någon enkel mätare och förutsätta att mätfelet är konstant, det borde istället variera beroende på vilken typ av last som är inkopplad, och kanske även på vilken kombination av olika laster som är aktiva.

Marta skriver att jag bör mäta spänning på alla faser, vilket verkar vettigt. Är det något man kan mäta kontaktlöst?

Vattenfall bytte för en tid sedan husets elmätare mot en fjärravläst modell. Jag var just ute och kollade, och den har faktiskt två LED, en som ger "1000 imp/kvarh" och en som ger "1000 imp/kWh". Jag hann se att de båda blinkade, med olika intervall. Innebär det kanske att de mäter både "sann effekt" (W) och "reaktiv effekt" (VAr)? Är detta något jag kan ha nytta av, om jag läser av båda dessa blinkningar?

xxargs: Hur har du mätt effektfaktorn?

Kanske är jag lite konstig, och jag vet inte hur många av er andra här som är "konstiga" på samma sätt, men jag tycker att det här är väldigt spännande och roligt. Det är ett helt nytt kunskapsområde som öppnar sig för mig, och jag får anledning att börja använda betydligt mer avancerad matematik än jag har gjort på länge vilket jag faktiskt tycker om. Matematik på en lite högre nivå har alltid intresserat och roat mig, och nu verkar jag ha hittat en bra anledning till att fräscha upp mina kunskaper än en gång. (När jag lekte med en accelerationsmätare nyligen fick jag ta reda på (igen) hur jag skulle beräkna rymdvinkel totalt och vinkel från varje axel, samt magnitud för accelerationsvektorn utifrån mätvärden för de tre grundaxlarna. Jag tyckte att det var underbart.

Det verkar som att det projekt jag trodde skulle vara ganska enkelt i själva verket kan bli mycket mer avancerat och svårt än jag hade kunnat föreställa mig. På sätt och vis känns det bra.

jadler skrev:
Jag funderar alltså på att mäta dels på alla tre faser före husets elcentral (jag vet att faserna belastas väldigt ojämnt och är nyfiken på hur illa det är), dels t.ex. datorerna, tvättmaskin/torktumlare och andra större förbrukare.

.

Belastningsmässigt så räcker det med en (tång)amperemeter och mäta strömmen på resp. fas. och resp. apparat. och sedan pussla...

Då ur enegrgidistrubition och säkringsstorlek så är det strömmen som värmer ledningar med sin I^2*r och bestämmer säkringstorlek - och såvida du inte tänker börja faskompensera dina induktiva laster med uträknade och inkopplade kondingar och stoppa in PFC-kretsar på alla dina energisparlampor och mindre switchade nätaggregat (är tämligen olagligt om det inte redan är inbyggd i utrustningen) , så är det enda du kan göra är att flytta runt dina laster så att du får jämnare balans på strömmen mellan dina säkringar.

Förbrukad energimängd kommer dock inte att ändras med ommöbleringen, såvida du inte slutar/minska använda en del av inkopplade utrustningen.

och kom ihåg att dom stora förbrukarna el-räkningsmässigt är ofta dom små förbrukarna som alltid är inkopplade och går - dvs. kylskåp, (flat)TV, dator, modem/router och laddare/nätadapterbanken och i viss mån dammsugaren om man är i familj med städmani.

spis, diskmaskiner och tvätt/tork och andra 'stora förbrukare' är ofta förvånansvärt små förbrukare i sammanhanget då det ofta är igång bara under kortare och begränsad tid.

xxargs: Hur har du mätt effektfaktorn?

Var lat och använde riktiga grejor från jobbet - att mäta på grejor som drivs på 230V kräver försiktighet - teoretiskt så kan du mäta upp detta något så när rimligt med hjälp av ett oscilloskop, men i praktiken så brukar oscilloskop vara jordade och det kan hända saker (i bästa fall säkringen bara går) om man kopplar in på fel sätt. mao måste man ha en viss labratorievana att bygga upp en mätbryggor mm. som gör att man kan mäta säkert och att man ser det som man skall se och det är inte störningar som smiter in bakvägen eller att kopplingen i sig blir farlig.

helst vill man mäta med direkt inkoppling med prober - men oförsiktigt så blir det farligt, speciellt om det är nätpsänningar inblandat.

Mäter man via trafo så kommer själva trafon att inverka på mätresultatet, och då måste man ha kunskap om den - eller åtminstone kunna mäta upp dess egenskaper så att man ser om dess distorsion är obetydlig gentemot man mäter på, skapa parametrar som kan användas som korrektion i senare analys eller så blir det väldigt onogrant etc. att vara mättekniker handlar mycket om att ha kontroll i alla led i mätuppkopplingen.

om man bara vill mäta tex fasvinkeln mellan ström och spänning och den är något så när sinusformad så kan man tex prova att via trafo på både spänningen och en strömtrafo ( man kan linda en sådan hjälpligt av en befintlig lite trafo med några varv kom, ihåg att sekundären med många varv måste vara lastad med ett låg resistans och inte vara öppen då spänningen annars kan bli väldigt hög) - då kan man ta inspänningen från båda trafona, nivåanpassa, och mata in det i en exor-grindkoppling - av dess pulsförhållande kan man sedan räkna ut fasvinkeln. - dock kan man inte se 'könet' på fasen för att avgöra om det är kapacitivt eller induktivt.

---

Dom flesta som skriver här har någon form av 'issue' gissar jag - att samla skrot och bygga nya grejor av det hör inte direkt till socionom och ekonomi-linjerna direkt - men å andra sidan är det tekniker som oss som ser till att det finns fungerande grejor för att få en fungerande infrastruktur och att vi skapar grejor så att ekonom och finansfolket har någon handelsvara att sälja med - annars har dom inge existenberättigande i den nivå som är idag.

Jag har klurat vidare lite, slängde ihop en elmätaravläsare för att kunna få en uppskattning av den totala förbrukningen, men kikar fortfarande på andra lösningar.

Clas i sjön har ju en mätare med tre strömtransformatorer kopplade till en sändare som skickar data till en mottagarenhet. För att försöka ta reda på radiofrekvensen tittade jag närmare på bilderna, såg tillverkarens namn och hittade fram till Efergy Elite, som den heter. Tydligen sänder den på 433.52 MHz, inte riktigt samma som de 433.92 MHz som många trådlösa termometrar och strömbrytare använder och som Kjell & Co säljer sändar- och mottagarmoduler för. Jag vet inte om min modul från K&C skulle kunna ta emot den signalen, hur kinkig den är när det gäller exakt frekvens, men det blir kanske inte aktuellt hur som helst. (Efergy har en roligare modell, E2, vars mottagarenhet kan kopplas till datorn med USB, men den verkar inte Clas ha tagit in.)

Jag fann även http://www.electricity-monitor.com/ som säljer flera olika fabrikat, och som också säljer lösa "strömklämmor" till de olika fabrikaten. Märket Current Cost utmärker sig förresten dels genom bättre precision än andra märken (enligt denna sajt), dels att man har öppet format på dataöverföringen till PC, ett XML-format, så att den som vill kan skriva applikationer för den. Alla verkar ha stöd för trefasmätning, och Current Cost-modellen kommer också att kunna använda sensorer för enskilda uttag när dessa börjar säljas senare i år. Lite trist att vi fortfarande har olika eluttag inom EU, annars vore det lite intressant att beställa.

För att kunna mäta på flera ställen samtidigt skulle jag gärna vilja ha en bunt sensorer, t.ex. av typen "current transformer clamp". När jag frågade på ELFA fick jag veta att de inte har något i den branchen utom som tillbehör till multimetrar och då till saftiga priser. Jag har ju hittat sådana klämmor på Seeedstudio tidigare ($11,50), men de hade bara några få som nu är sålda. På Efergys sajt kostar de £7,50 medan Electricity Monitor tar £9,95 oavsett fabrikat. Denna typ av helt inkapsade sensorer med sladd att dra vidare till µC på behörigt avstånd från nätspänningen känns ganska säkert, men jag hittade även andra modeller på RS, exempel 1 och exempel 2, som dock är för kretskortsmontering. Första modellen klarar brett frekvensområde, vet inte om den passar just för elnätet, andra modellen anges mäta strömmar från 1A och uppåt, och det vore inte fel att kunna mäta även mindre strömmar. Dessa är inte delbara, så man får lossa ledaren och trä den genom sensorn. (Ett annat exempel från RS, priset ser bra ut på den.)

Kan jag använda denna typ av sensorer för att få en överblick över förbrukning på valda ledare, fortfarande då mer riktvärde än absolut precision?

Seeedstudio verkar vara en vettig lösning på att haka på strömtrafos över en ledning så att man slipper koppla loss kablarna. Men jämfört med vanliga strömtånger ex. 76-431-41 måste man ju in med fingrarna i smeten för att göra inkopplingen. Kan man acceptera det så är de nog ok.

AVR lösningen är nog ok, med ovanstående strömtänger t.ex. Den mäter ju ström och spänning i en enfas krets, dvs P= I * U. Sedan integreras det och energin tas fram. Vill du göra det i en 3-fas krets så får du ju bygga om en del, och programmera om också. Programmera om får du väl göra i vilket fall om du inte tänker använda IAR kompilatorn.

Vill du bara mäta ström i 3 faser skulle jag göra den batterimatad så jag slipper ta ström från elnätet. Ska du mäta effekt, energi måste du ju ändå mäta spänningen då kan du ta den energin därifrån för att driva instrumentet lika gärna.

Mindmapper: Jag är inte säker på vad du menar med att jag måste programmera om. Jag arbetar under Linux, med avr-gcc, avr-libc och deras tillbehör. Programmet kommer att utvecklas och vidareutvecklas oavsett hur många mätpunkter jag har vid en viss tidpunkt.

Varför måste jag mäta spänning för att räkna ut effekt? Jag vet att jag behöver känna till spänningen för att göra beräkningen, men kan jag inte göra några enstaka mätningar av spänningen och sedan förutsätta att den håller sig någorlunda stabil? Är nätspänningen så fluktuerande?

Jag har en UPS som jag kan prata med över RS232, och den kan bl a rapportera aktuell nätspänning. Den kan givetvis bara mäta på den fas den råkar vara inkopplad på, men skiljer sig spänningen signifikant mellan faserna?

Vet någon var man får tag på något liknande de delbara strömtrafo-klämmorna jag beskriver ovan, kanske hellre inom Sverige?

Om man bara har resistiv last så räcker det ju att känna till spänningen men om man har fasförskjuten, pulsad eller switchande last så måste man veta vad spänningen är i förhållande till strömmen vid varje givet tillfälle för att räkna ut effekten.

OK, jag ser nu att Nerre uttryckte samma sak på annat sätt lite tidigare. Jag är egentligen inte trög, och jag hoppas att ni inte tröttnar på mig, men det kan nog ta lite tid innan jag får en naturlig förståelse för t ex just mätning av effekt på växelströmsledare med godtycklig last. Har just detta med effektfaktor mm att göra?

Är det alltså så att spänningen (rms) kommer att skilja sig beroende på typ av belastning? Är det lastberoende fasskillnader mellan ström och spänning som gör att jag i varje mätning måste känna till både ström och spänning just i det mättillfället?

Om det nu är så stora potentiella fel när man bara mäter strömmen genom en transformator och inte känner till spänningen, hur kan de kommersiella effektmätare för konsumenter som mäter just på detta sätt ge ett värde som på något sätt är användbart? (Jag känner mig snart som en trilskande fyraåring: Varför kan de göra så när inte jag får?)

Hade jag bara köpt en energimätare på CO eller K&C, utan att ta upp saken här, då hade jag fått någon form av värde som jag kanske hade kunnat tro att jag kunde lita på, men å andra sidan skulle jag inte ha anledning att bygga en massa roliga saker, och framför allt skulle jag inte lära mig något. Nu är det istället så att ju mer jag frågar och ju fler svar jag får, desto mindre känns det som att jag vet.

Effektivvärdet av spänningen är ju alltid 230V oavsett vilken last du kopplar in, men som du vet så är den ju 230V bara någon tusendel av tiden. Däremellan varierar den från -325 till +325V. Om man har en resistiv last med konstant resistans så drar den en ström som är beroende av spänningen. En bit av perioden när det passerar 0 så är det alltså 0A, medan det vid toppvärdet kanske är 13A. Medelvärdet av denna ström kan som exempel vara 10A det är lätt att mäta med en strömtång.

Problemet blir när man har en last som en dimmer tex, den slår till vid 0V och slår av vid tex 107V beroende på inställningen.
Sen finns det andra laster som slår till och från många gånger under en period.

Dessutom finns vissa laster som har en högre reaktiv effekt än aktiv effekt. Det vi är intresserade av är den aktiva effekten. Enda sättet att få ett korrekt värde är att många gånger per sekund mäta spänning och ström samt tillämpa lite matematik på detta.
Hur det går till kan man säkert hitta i datablad för några elmätarkretsar (har några här jag fått som sample från AD för ett kommande projekt...).

Här är ett exempel på en mätning som nyss nämndes på ett annat forum: https://ntmm.org/~nt/elecpow/it_power/#powermeters
En vanlig PC-nätdel som i standby drar 1W visar på Clas Ohlssons billiga elmätare 22W. Det är 2100% fel

De gamla mätarna med surrande skiva som bromsas av virvelströmsförluster,
visade inte de ganska rätt?

Jodå, dom visade rätt. Jag sökte lite på google och föga förvånande så hade ämnet avhandlats på forumet förr

Ännu mindre förvånande så hade xxargs skrivit ett läsvärt inlägg:

xxargs skrev:...vissa sällsynta lågprismätare som jag har stött på som har 'cos(fi)'-symbol och korrigerar mätvärden med fasvinkelskillnaden mellan ström och spänning uppmätta med hjälp av en exorgrind - denna mätare visar dock inte rätt vid mätning av switchade aggregat med hög krestfaktor på strömmen - för detta så måste man analog eller digitalt multiplicera kurformerna mellan ström och spänning mot varandra period för period i mycket hög upplösning och därefter intergrera - just detta gör den mekaniska elmätaren med hjälp av listigt placerade elektromagneter mot varandra medans elektroniska dito måste sampla i minst 8 ks/s i minst 16 bitarsupplösning och realtidsprocessa. - detta gör inga 300:- mätare...

Fortsättning: http://www.elektronikforumet.com/forum/ ... 3&start=30

Tänkte bara tipsa om att Clas Ohlson nu har 200 kr rabatt på den trådlösa trefas-effektmätaren Efergy Elite. Det finns en rabattkupong i deras egen GDS-tidning, köper man den för några tior får man mätaren för 399 istället för 599 kr.

Prylen känner av strömmen i tre ledare, men mottagaren visar bara den totala beräknade förbrukningen.

Jag hittade en sida som beskriver mottagarens insida, och protokollet som används. Jag har inte testat än, min tanke är som tidigare att ha en enkel radiomottagare kopplad till en Arduino som tolkar signalerna, istället för att koppla in mig på originalmottagaren, men det ser ut som att man skall kunna få mätvärden per fas vilket är det jag vill ha.

Den enda trådlösa jag hittar är 399,00
TRÅDLÖS EL-ENERGIMÄTARE 36-3981

och den är inte trefasig men det är klart man kan använda 3 sändare på varsin fas.

Protte

Någon som har foto på en sådan där ClasOhlson, Teknikmagasinet mm.. öppnad elmätare?

8000 sps i 16-bit ..hmm