Spanning meten met een PC

[LauPro]

Ik ben aan het uitzoeken of het mogelijk is om het aantal ampère te meten met de computer dat uit een aggregaat komt. Vaak heeft het aggregaat zelf ook een meter, alleen dat is gewoon zo'n wijzertje.

Normaliter staat stroommeters in serie met de rest van het circuit. Het aantal ampère gaat zeker tegen de 100 lopen (op ~220 volt AV) en dat is zelfs de beste multimeters (á 300 euro) niet mogelijk (iig wat Conrad verkoopt).

Vandaar dat ik een ampèretang nodig heb, met een prijs van 32 Euro is vrij goedkoop. Zie hier het plaatje:

Het productnummer is 125288 en er is ook een datasheet van.

Dit ding sluit je aan op een normale multimeter en hij heeft een resolutie van 1 mV per mA A. Met een maximum van 1000 A komt er dus maximaal 1 volt uit. Ik neem aan dat er vast wel een IC bestaat die ik kan uitlezen met RS-232. Maar volgens mij loopt dit aardig in de kosten. Oplossingen die Conrad bied beginnen ongeveer bij de 120 euro en dat is mij te gortig (en dan praat je over een multimeter die je aan kan sluiten op de pc).

Ik zoek dus a) een schema/ic waarmee ik dit kan uitlezen/berekenen (iets van A/D), b) een mannier om dit uit te lezen met een pc (het liefste RS-232). En daarnaast vraag ik mij af of die tang het overleeft om een week aan een aggregaat te hangen (te meten).

De spanning meten dat uit het aggregaat komt is dan eigenlijk nog niet meer relevant omdat dit wordt gestabiliseerd tot rond de 220 volt. Het zijn 3 fasen dus de meting x 3 geeft dan het totale aantal ampères aan. Die nog keer 220 en ik heb het aantal watts, maar het zou wel mooi zijn als er ook een mogelijkheid zou zijn om de spanning uit dat aggregaat ook te meten, dan is het natuurlijk nog precieser.

[ Voor 4% gewijzigd door LauPro op 15-03-2003 13:10 . Reden: je hebt gelijk Sine ]

[AFR]

Voor het uitlezen van spanningen via de PC zijn tal van oplossingen te vinden die werken op basis van een goedkope ADC. Bekijk bijvoorbeeld eens of het zou lukken om een ADC0804 (€2,90) aan te sluiten op je LPT en hier zelf software voor te schrijven. Om de volledige resolutie van het apparaat te gebruiken kun je evt een opamp versterkertje toevoegen (zie google: opamp inverting amplifier).

Indien je wat handiger bent met programmeren zou je eens kunnen kijken naar de Atmel ATMega8 (€4,50). Deze microprocessor bevat o.a. een 10-bits AD-converter en een UART (RS232!). Momenteel ben ik bezig om met deze processor een eenvoudig very-low-cost data-aquisitie systeempje te bouwen dat kan worden aangesloten op de seriele poort en vanuit elke willekeurige terminal kan worden bediend. EAGLE-bestanden, documentatie en firmware worden uiteraard public domain, maar kan je evt nu al de designdocs bezorgen.

[Bl@ckbird]

Zoek een op "MAX232"
Dit is een RS232 interface chippie om te kunnen kletsen tussen je meet hardware
(ADC converter enz.) en de COM-poort.
Als je software schrijft om de RS232 poort uit te lezen kun je dit laten loggen naar een TXT bestand.

[LauPro]

AFR schreef op 14 maart 2003 @ 21:49:
Voor het uitlezen van spanningen via de PC zijn tal van oplossingen te vinden die werken op basis van een goedkope ADC. Bekijk bijvoorbeeld eens of het zou lukken om een ADC0804 (€2,90) aan te sluiten op je LPT en hier zelf software voor te schrijven. Om de volledige resolutie van het apparaat te gebruiken kun je evt een opamp versterkertje toevoegen (zie google: opamp inverting amplifier).

Indien je wat handiger bent met programmeren zou je eens kunnen kijken naar de Atmel ATMega8 (€4,50). Deze microprocessor bevat o.a. een 10-bits AD-converter en een UART (RS232!). Momenteel ben ik bezig om met deze processor een eenvoudig very-low-cost data-aquisitie systeempje te bouwen dat kan worden aangesloten op de seriele poort en vanuit elke willekeurige terminal kan worden bediend. EAGLE-bestanden, documentatie en firmware worden uiteraard public domain, maar kan je evt nu al de designdocs bezorgen.

Één woord:

Alleen die ADC0804 is bij Conrad wel mooi € 5,01. Ik weet niet waar jij je compontenten haalt maar dit is dubbel zo duur. De ATMega8 kon ik bij Conard niet vinden. Maar als je het adres zou willen geven, graag.

Ik weet verder niet zo heveel van electronica als het om 'even een opamp plaatsen' gaat , maar als je me wat documentatie kan bezorgen graag .

edit:

-Blackbird- schreef op 14 March 2003 @ 22:09:
Zoek een op "MAX232"
Dit is een RS232 interface chippie om te kunnen kletsen tussen je meet hardware
(ADC converter enz.) en de COM-poort.
Als je software schrijft om de RS232 poort uit te lezen kun je dit laten loggen naar een TXT bestand.

Ah, maar dan heb ik alsnog een ADC converter nodig? Mijn vraag is dan wat ik nog meer nodig heb om ook daadwerkelijk zo'n voltage te kunnen meten.

Het programmeren e.d. zal niet zo'n probleem zijn, maar mij nu even om de elektronica.

[ Voor 20% gewijzigd door LauPro op 14-03-2003 22:25 ]

[bredend]

Zo'n ampere tang werkt lijkt me met magnetische velden. Dus een stroom/tesla(veldsterkte) tabel. Als die tang constant een bepaalde magnetische kracht meet (hoe doet die dat?) en het dan omzet in ampere's, lijkt me niet dat er een onderdeel is dat het niet zou trekken. Hooguit de veldsterkte meter.

Het zou ook met een transformator kunnen gaan en dan een voltmeter over een weerstand. Dat lijkt me het makkelijkst, maar daar zou wel warmte in worden ontwikkeld.
_{bovenstaande gebaseerd op alles wat je op de havo leerd bij Na12...}

[LauPro]

bredend schreef op 14 maart 2003 @ 22:24:
Het zou ook met een transformator kunnen gaan en dan een voltmeter over een weerstand. Dat lijkt me het makkelijkst, maar daar zou wel warmte in worden ontwikkeld.
_{bovenstaande gebaseerd op alles wat je op de havo leerd bij Na12...}

Volgens mij gaat dat niet werken omdat je die transformator er dan parallel aanhangt, dus je meet dan alleen de stroom die over die weerstand loopt toch?

[Looki]

Looki heeft dit al ooit gemaakt.. aleen dan met andere waarden. je moet het met een ADC en wat opampjes doen en wat optocouplers.. ik heb het schema nog wel ergens liggen.. moet ff goed zoeken waarschijnlijk.. ik bericht je als ik hem heb.

Ik geloof dat ik het toen met de TLC549 heb gedaan.. maar dat weet ik niet zeker.. ik zoek nog ff verder.


Sorry voor de slechte paint tekening .

Maar met de referentie spanning kan je de stapgrote in volts bepalen.. dit ic is dacht ik 8 bits dus dan kom je uit op 256 stappen 1/256=0.004 volt per stap.. met de 1 volt referentie kan je dan meten met een precisie van 1000A/256=4 ampere.

[ Voor 54% gewijzigd door Looki op 15-03-2003 00:12 ]

[Sine]

bredend schreef op 14 March 2003 @ 22:24:
Zo'n ampere tang werkt lijkt me met magnetische velden. Dus een stroom/tesla(veldsterkte) tabel. Als die tang constant een bepaalde magnetische kracht meet (hoe doet die dat?) en het dan omzet in ampere's, lijkt me niet dat er een onderdeel is dat het niet zou trekken. Hooguit de veldsterkte meter.

Het zou ook met een transformator kunnen gaan en dan een voltmeter over een weerstand. Dat lijkt me het makkelijkst, maar daar zou wel warmte in worden ontwikkeld.
_{bovenstaande gebaseerd op alles wat je op de havo leerd bij Na12...}

En je punt is ??

Die tang meetaa idd het magnetische veld en werkt als een stroom transformator bij wisselspanning ,bij gelijkspanning zit het idd iets moeilijker in elkaar

maar dat is opzich helemaal het probleem niet want uit die tang komt gewoon een spanning van 1mV per A (en niet per mA LauPro) dus er zal geen noemenswaardige stroom door je meetsnoeren lopen.

[AFR]

LauPro schreef op 14 March 2003 @ 22:22:
[...]
Één woord:

Alleen die ADC0804 is bij Conrad wel mooi € 5,01. Ik weet niet waar jij je compontenten haalt maar dit is dubbel zo duur. De ATMega8 kon ik bij Conard niet vinden. Maar als je het adres zou willen geven, graag.

Dat soort componenten bestel ik altijd bij futurlec. Vooral op het gebied van microprocessoren zijn ze véél geodkoper als de meeste nederlandse bedrijven.

Aangezien het genoemde meetsysteempje nog niet af is staan de documenten dagelijks op een ander gedeelte van mijn site. Ik zal je de documentatie daarom mailen. Maar zoek anders ook eens via google naar termen als adc en opamp amplifier. Er zijn al heel veel hobbyisten die een dergelijk systeem hebben gemaakt.

[ Voor 1% gewijzigd door AFR op 15-03-2003 11:16 . Reden: foute link ]

[LauPro]

Sine schreef op 15 maart 2003 @ 01:22:
[...]
maar dat is opzich helemaal het probleem niet want uit die tang komt gewoon een spanning van 1mV per A (en niet per mA LauPro) dus er zal geen noemenswaardige stroom door je meetsnoeren lopen.

Dat 'emmetje' moest idd weg.

AFR schreef op 15 maart 2003 @ 11:16:
[...]
Dat soort componenten bestel ik altijd bij futurlec. Vooral op het gebied van microprocessoren zijn ze véél geodkoper als de meeste nederlandse bedrijven.

Ik heb nog is zitten denken en ik heb nog een C-Control. Die heeft ook een A/D poort alleen dan 8 bit (waarvan 8 stuks zelfs, zie de datasheet op pagina 26).

Dit is alleen iets anders dan die ATMega8. Hij meet van 0 tot 5 volt met 256 verschillende waardes. Dus met een resolutie van 0,0195 volt. Maar als ik dus uitga van maximaal die 100 A, dan kan ik dit met een factor 5 vermenigvuldigen.

Aangezien het genoemde meetsysteempje nog niet af is staan de documenten dagelijks op een ander gedeelte van mijn site. Ik zal je de documentatie daarom mailen. Maar zoek anders ook eens via google naar termen als adc en opamp amplifier. Er zijn al heel veel hobbyisten die een dergelijk systeem hebben gemaakt.

Ik begrijp nu wel de werking van een opamp, alleen ik kan hem niet echt toepassen . Ik ben net ff een uurtje bezig geweest met zoeken naar voorbeelden maar niet echt wat ik zoek. Heeft iemand hier een voorbeeld van zo'n schema om een spanning met een factor 5 te vermenigvuldigen?

[Looki]

LauPro schreef op 15 maart 2003 @ 14:32:
Ik begrijp nu wel de werking van een opamp, alleen ik kan hem niet echt toepassen . Ik ben net ff een uurtje bezig geweest met zoeken naar voorbeelden maar niet echt wat ik zoek. Heeft iemand hier een voorbeeld van zo'n schema om een spanning met een factor 5 te vermenigvuldigen?

Je begrijpt een opamp in een uur? ik doe al 4 jaar opleiding electronica en vindt het nog lastig..

Hij versterkt.. dat is duidelijk. en hoeveel kan je ook nog uitrekenen. alleen hoe een opamp werkt kan je niet in een paar woorden uitleggen. een opamp is namelijk een component die je voor een heel aaltal dingen kunt gebruiken.
Als inverter als buffer als intergrator als differen(s)(ci)ator als versterker als opteller, enz... dus als je er echt een schakeling mee wilt maken moet je heeel goed in theory zijn. het makkelijkst is gewoon een ic hiervoor te pakken (zoals ik hierboven al heb laten zien). de opamp is gewoon te moeilijk

[AFR]

De exacte werking van een opamp begrijpen kan best lastig zijn, maar het namaken van een bestaand schema en dit aanpassen is gelukkig eenvoudig. Onderstaand schema toont bijvoorbeeld een niet-inverterende opamp-versterker die de ingangsspanning een factor [1+(R3)/(R4+P1)] versterkt + wat extra weerstanden en potmeters die nodig waren ivm koppeling aan externe apparatuur en fijnafstemming. (P1: bijstellen versterkingsfactor, P2: verschuiven nulpunt).



Stel: je wilt een factor 5 versterken en wilt R3=100k.
Dan geldt: [1+100k/(R4+P1)]=5 -> R4+P1 = 100k/(5-1) = 25k
Je zou R4 weg kunnen laten en voor P1 een potmeter van 27K pakken die je afstelt op een weerstand van 25k.

Het nadeel van deze schakeling is dat je een symmetrische voeding nodig hebt. Indien er een PC in de buurt staat kun je daar -12 en +12V uit onttrekken.

PS. Heb je geen versterkingsfactor 50 nodig als je gebuik wilt maken van je C-Control systeempje? Stroom tot 100A -> spanning tot 100mV=0.1V terwijl bereik van C-Control 5 V is (5/0.1=50)

[Sprite_tm]

Nog een idee voor een A/D-converter: Pak een MAX187. Kan gratis zijn (free sample bij maxim), is 12-bit, heeft een synchrone serieele aansluiting (ik heb 'm zonder verdere componenten nodig te hebben rechtstreeks aan mijn paralelle poort geknoopt) en heeft een ingebouwde referentie van 4.096V (je kan er dus op 1 mV nauwkeurig mee meten, gekoppeld aan je meettang kan je dus op de A nauwkeurig meten).

[Anoniem: 55168]

Ik heb een tijd geleden ook een systeem gemaakt waarmee ik stroom kon monitoren (ook met een amperetang).
Het grote probleem wat ik tegen kwam is dat die amperetang een wisselspanning afgeeft en je A/D converter werkt alleen met gelijspanning (anders weet je niet wat je aan 't meten bent). In de schakeling die AC naar DC omzet ging 't dus goed fout, daar zat een veeelte grote afwijking (In sommige gebieden 10%). Een goede schakeling hiervoor heb ik nog niet kunnen vinden.
Wat wel een oplossing zou zijn is met een hoge frequentie het AC signaal sampelen (400 Hz. zowat). Uit deze waardes kun je dan softwarematig de effectieve spanning bepalen (alle negatieve meetwaardes positief maken en daar het gemiddelde van nemen).
Ik had trouwens een 8 bit A/D and D/A converter gebruikt: http://www.semiconductors.../datasheets/PCF8591_6.pdf

Maar als iemand nog een goede oplossing weet voor AC naar DC omzetting voor meetdoeleinden (dus geen gewone brug want dan is de drempelspannig van de diodes al groter dan je meetspanning), laat horen!!!

[AcouSE]

Als er wisselspanning uit die tang komt (50Hz) met een maximum van 1V, dan zou je dat toch met je geluidskaart kunnen meten?

[Benadski]

Hier is een aktieve gelijkrichter te vinden, hierachter zou je nog een piekdetector moeten zetten om een DC signaal te kunnen verkrijgen. Het DC signaal is wortel 2 keer zo groot als de AC ingangsspanning, dus 1.4142mV per Ampere.

[LauPro]

Looki schreef op 16 March 2003 @ 13:12:
[...]
Je begrijpt een opamp in een uur? ik doe al 4 jaar opleiding electronica en vindt het nog lastig..
[...]
de opamp is gewoon te moeilijk

Nouja, ik begrijp dat die iig versterkt. Mar ik heb jouw oplossing nog is bekeken en dan vraag ik mij af hoe ik dat dan uitlees, er zit geen RS-232 aan dat ding toch? Moet ik er dan zo'n MAX 232 tusen hangen?

AFR schreef op 16 March 2003 @ 13:41:
[...]
Het nadeel van deze schakeling is dat je een symmetrische voeding nodig hebt. Indien er een PC in de buurt staat kun je daar -12 en +12V uit onttrekken.

PS. Heb je geen versterkingsfactor 50 nodig als je gebuik wilt maken van je C-Control systeempje? Stroom tot 100A -> spanning tot 100mV=0.1V terwijl bereik van C-Control 5 V is (5/0.1=50)

Ik heb dan een pc in de buurt dus dat is geen probleem. Ik hoor nu van de organisatie (zie sig dat die 100A zwaar onderschat is en tot maximaal 350 A berekend moet zijn eigenlijk.

Sprite_tm schreef op 16 March 2003 @ 13:51:
Nog een idee voor een A/D-converter: Pak een MAX187. Kan gratis zijn (free sample bij maxim), is 12-bit, heeft een synchrone serieele aansluiting (ik heb 'm zonder verdere componenten nodig te hebben rechtstreeks aan mijn paralelle poort geknoopt) en heeft een ingebouwde referentie van 4.096V (je kan er dus op 1 mV nauwkeurig mee meten, gekoppeld aan je meettang kan je dus op de A nauwkeurig meten).

Dit is helemaal een idee, gratis sample zeg je? Dat ga ik proberen!

Anoniem: 55168 schreef op 17 March 2003 @ 10:59:
Ik heb een tijd geleden ook een systeem gemaakt waarmee ik stroom kon monitoren (ook met een amperetang).
Het grote probleem wat ik tegen kwam is dat die amperetang een wisselspanning afgeeft en je A/D converter werkt alleen met gelijspanning (anders weet je niet wat je aan 't meten bent). In de schakeling die AC naar DC omzet ging 't dus goed fout, daar zat een veeelte grote afwijking (In sommige gebieden 10%). Een goede schakeling hiervoor heb ik nog niet kunnen vinden.

Wat bedoel je met 'gebieden'? Is dit bij een bepaalde voltage zo? Overigens zou ik nog wel met die 10% kunnen leven hor .

Wat wel een oplossing zou zijn is met een hoge frequentie het AC signaal sampelen (400 Hz. zowat). Uit deze waardes kun je dan softwarematig de effectieve spanning bepalen (alle negatieve meetwaardes positief maken en daar het gemiddelde van nemen).

Mwa dat wordt erg lastig, het signaal uit die tang heeft gewoon maximaal een frequestie van 60 Hz en ik denk dat het veels te kostbaar gaat worden als daar weer een omvormer oid tussenmoet .

AcouSE schreef op 17 March 2003 @ 11:08:
Als er wisselspanning uit die tang komt (50Hz) met een maximum van 1V, dan zou je dat toch met je geluidskaart kunnen meten?

Dit zou ook ideaal zijn dan, ik ga het zeker proberen!

Benadski schreef op 17 March 2003 @ 11:23:
Hier is een aktieve gelijkrichter te vinden, hierachter zou je nog een piekdetector moeten zetten om een DC signaal te kunnen verkrijgen. Het DC signaal is wortel 2 keer zo groot als de AC ingangsspanning, dus 1.4142mV per Ampere.

Ik was idd die wisselspanning <> gelijkspanning vergeten, maar - het klinkt misschien dom - kan ik niet gewoon met 4 diodes een gelijkrichter maken? Of krijg ik dan te maken met die 10%?

[Anoniem: 55168]

LauPro schreef op 17 March 2003 @ 20:03:
[...]
Wat bedoel je met 'gebieden'? Is dit bij een bepaalde voltage zo? Overigens zou ik nog wel met die 10% kunnen leven hoor .
[...]
Ik was idd die wisselspanning <> gelijkspanning vergeten, maar - het klinkt misschien dom - kan ik niet gewoon met 4 diodes een gelijkrichter maken? Of krijg ik dan te maken met die 10%?

Die 10% zat zo rond de 60 a 80 Ampere (80 Ampere was het maximum wat ik gemeten heb). En dit komt vermoedelijk door de diode die ik gebruikt heb. Mischien als ik een beter soort of een andere schakeling had gebruikt was dit minder geweest. Heb dat toen eigelijk niet meer geprobeert..
Maar 10% van 80 Ampere is 88 Ampere! Vind jij dat om mee te leven?!!!!
Ik heb er toen ook leuke software voor geschreven die met een A/D converter kan babbelen. Hij maakt er dan mooi 24 uur grafieken van en kan die ook nog naar een bestand wegschrijven zodat je ze later in exel kan importeren. Als je met Delphi overweg kunt kun je het zelf verder aanpassen.

[Looki]

LauPro schreef op 17 maart 2003 @ 20:03:
[...]
Nouja, ik begrijp dat die iig versterkt. Mar ik heb jouw oplossing nog is bekeken en dan vraag ik mij af hoe ik dat dan uitlees, er zit geen RS-232 aan dat ding toch? Moet ik er dan zo'n MAX 232 tusen hangen?

Nee op dat ding zit gewoon 232.. alleen je moet er nog wel ff een paar zener diodes aanhangen.. verder kan je het zo uitlezen.. en jij zit toch op de MTS? ga ff langs leraar kompanje(.nl).. die kan je wel een boekje geven over dit ding.. hij heeft een boekje en daarin staat een deel over serieële communicatie met de computer in visual basic.. zeg ff dat je van mij dit gehoord hebt en hij zal je dit boekje wel ff lenen. hierin staat precies een voltmeter op de computer beschreven.. nu moet je alleen de waarde met visual basic ff te delen en dan heb je Ampere.