Sensor für die Erkennung von 230 V

[Aurel_B]

Ich habe zwei von diesen im Einsatz: https://www.aliexpress.com/item/1005001456988394.html?spm=a2g0o.productlist.main.91.54ccPfgxPfgxHY&algo_pvid=5464f27b-1734-477b-a1b6-88af139ce91d&algo_exp_id=5464f27b-1734-477b-a1b6-88af139ce91d-45&pdp_ext_f=%7B%22sku_id%22%3A%2212000016190363153%22%7D&pdp_npi=2%40dis%21CHF%211.53%211.07%21%21%21%21%21%40211bf31716735208298671912d0715%2112000016190363153%21sea&curPageLogUid=lSEhXgRmevRG "AC 220V Optocoupler Isolation Module"

Funktionieren einwandfrei. Zur Sicherheit habe ich sie nicht direkt an meinen Raspberry gehängt sondern ein Arduino dazwischen -> der schaltet dann via 5V einen weiteren Spannungswandler für ein 3.3V Signal für einen GPIO Pin am Raspberry. Völliger Overkill So habe ich mehrere Abgrenzung Raspberry <-> 230V.

Weitere Low Cost Variante: 230V Schütz -> damit 3.3V Ausgang an GPIO Pin schalten.

[Papa Romeo]

... wenn man schon ein Arduino o.ä. behelligen möchte, dann hier noch eine Option ...

ein Stromsensor, 5 Widerstände und ein Elko.

Völlig galvanisch getrennt. Die Spannung wird mit 230 Volt angenommen.

Kurz mal zusammengelötet und mit 25, 60 und 75 Watt Leuchtmittel getestet.

LG
Papa Romeo

[Gisbert]

Hallo Papa Romeo,

der Sensor sieht vglw. klein aus.
Kannst du einen Schaltplan und Typenbezeichnungen zur Verfügung stellen? Wie sieht der Anschluss am Arduino bzw. Wemos Board (nehme an, dass es sich um ein selbiges handelt) aus?
Und was wird ausgewertet?

Viele Grüße Gisbert

[Papa Romeo]

Hallo Gisbert,

... hat doch einer Interesse 

der Sensor sieht vglw. klein aus.

2.4 x 2.4 x 1.2 cm, Messdurchgang 10 mm

Und was wird ausgewertet?

Der Sensor misst den Strom durch die Phase. Die Netzspannung wird mit 230 Volt angenommen / festgelegt.
Daraus wird dann die Leistung (W), die maximal aufgetreten Leistung (W) und der Verbrauch (kWh) berechnet.

Ich stell mal die Grundschaltung zur Verfügung. Gemessen wird über den analogen Eingang. Hier muss erst mal sicher gestellt werden, dass, wenn kein Strom
durch den Sensor fließt, die Spannung am A0 des ESP´s der halben maximal messbaren Spannung, also etwa 0.5 Volt beträgt.
(bei mir sind es gerade hardwarebedingt 0.25 Volt und somit ist mein Messbereich etwas eingeschränkt, den ich aber sowieso nicht nutze)

Also je nachdem ob man einen Wemos, einen nackten ESP12 oder wie ich jetzt das D1-Board von AZ-Delivery verwendet, müssen die Teilerwiderstände R1/R2
entsprechend angepasst werden.
Den entsprechenden "Null-Abgleich" habe ich mit einem Korrekturfaktor im Sketch gemacht. Eine Möglichkeit wäre auch R2 oder einen Teil von R2 als Trimmer auszuführen.

Ich z.B. habe die Sensor-Leitung direkt an A0 angeschlossen (Bild im Anhang). Damit bin ich den Onboardteiler umgangen, muss aber bedenken dass der 100 kOhm Widerstand des Onboard-Teiler´s dem unteren Widestand des Teilers am Sensor´s (bei mir 100 kOhm) über den niederohmigen Sensor parallel liegt und somit halbiert wird.
Diese Halbierung gleiche ich aber im Sketch durch einen Multiplikator aus, der dann auch gleich den Null-Abgleich übernimmt.

Die Werte in den Klammern (rot) sind Diese die ich verwendet habe.

LG
Papa Romeo

[DerD]

... hatte ich schon mal eingestellt ... einfacher geht´s nicht ... allerdings nur für Wechselspannung ...

Wie lang darf die Verbindung zum "Sensor" denn sein, oder muß der Darlington quasi direkt an das Kabel?

Optos sind zwar schon auf dem Weg, aber wenn es auch so geht

[Papa Romeo]

ich hatte ein Kabel mit etwa 20 cm dran, von dem ich das Ende 4 mal um den Leiter gewickelt hatte.

LG
Papa Romeo

[Gisbert]

Hallo Papa Romeo,

vielen Dank für die Schaltung und die Typenbezeichnung. Ich verstehe es noch nicht, insbesondere Pin 1, 2 und 3 des Alltec L01-6213, sowie auch die zeichnerisch dargestellten Umwindungen.

Anhand der Bilder glaube ich verstanden zu haben, dass der 230V-Leiter einfach (also nur einmal) durch die Öffnung geführt wird.

Laut angehängtem Datenblatt gibt es Pin 1 und 2 - was kommt daran? Pin 3 ist laut Datenblatt nur zur mechanischen Stabilität vorhanden (Pin 3 for mechanical support only).

Viele Grüße Gisbert

[Frank_Huber]

Hi Gisbert,

Als Fertigmodul für 230V Erkennung kann ich Dir das hier empfehlen, habe ich in der 4-Kanal Version im Einsatz:
https://www.cctools.eu/ext_index.php/artikel/1061

4-Kanal: https://www.cctools.eu/ext_index.php/artikel/1063

Entgegen der Beschreibung tut das einwandfrei auch an den 3,3V GPIO. (Hatte ich damals mit dem Hersteller geklärt)


Grüße
Frank

[DerD]

Das sind https://de.wikipedia.org/wiki/Stromwandler. Der R3 konvertiert den Sekundärstrom einfach wieder in eine Spannung, die dann der ESP misst.

Entscheidend ist, was du messen willst. Nur wenn 230V anliegt, muss kein Strom fließen. Und wenn es nur 4W sind wie an den Aktoren einer Fussbodenheizung, kann es mit den Strommesssensoren schon mal knifflig werden.


Edit:

Als Fertigmodul für 230V Erkennung kann ich Dir das hier empfehlen, habe ich in der 4-Kanal Version im Einsatz:

Auch das Modul sieht nach Bastellösung aus, wie die von Ali/Amazon. Zumindest der einfache widerstand und nicht als Serienwiderstand aus zwei einzelnen auf 230V Seite deutet darauf hin. Direkt am Netz begeistert mich das nicht. Höchstens man hat bei der Bauteilauswahl auf ausreichende Spannungsfestigkeit geachtet. Seit mir da schon einige abgebrannt sind, waren zwar 1206er SMDs, bin ich da vorsichtig geworden.

Auch deshalb habe ich Optos bestellt, und baue selber.

[Papa Romeo]

Hallo Gisbert,

ist vielleicht etwas unglücklich gezeichnet, aber als Elektroniker sehe ich nicht nur das "schwarze Ding", sondern das was drin ist. Der Sensor ist nicht´s anderes als ein Ferrit-Ring mit jede Menge Drahtwicklungen drumrum. Aber egal, ich hab´s umgzeichnet. Wie herum du Pin 1 und 2 anschließt ist egal. Pin 3 bleibt frei.

Zur Aussage von DerD kann ich nur sagen, dass ich im Moment eine 4 Watt Birne dran hab und das Modul 3,67 Watt anzeigt.
Wenn ich mir da allerdings nen 200A Sensor reinhänge, sieht das mit der Empfindlichkeit im unteren Bereich ganz anders aus.


LG
Papa Romeo

[DerD]

Zur Aussage von DerD kann ich nur sagen, dass ich im Moment eine 4 Watt Birne dran hab und das Modul 3,67 Watt anzeigt.

Daumen hoch:

[Papa Romeo]

Daumen hoch:

Hallo DerD,

hab in meinem letzten Post bezüglich "Empfindlichkeit im unter Bereich" noch was dazugeschrieben.

LG
Papa Romeo

[DerD]

Schon klar, aber ich hatte es bisher nur 1x rumprobiert,t aber nicht richtig getestet. Ich wollte bis auf 1W runter, aber ~20% Genauigkeit reicht da aus.

Meine Abschätzung war folgende: Stromwandler 1:100. 1W @230V => ~4mA primär, 40µA sekundär., bei 100R Bürde => 4mV

Ich dachte, damit brauche ich dann nicht mehr an den Eingang des ESP gehen. Aber ich sehe, Versuch macht kluch. Gut dass ich genug Ringkerne mit und ohne Wickel 

[Gisbert]

Hallo Papa Romeo,

Der Sensor ist nicht´s anderes als ein Ferrit-Ring mit jede Menge Drahtwicklungen drumrum. Aber egal, ich hab´s umgzeichnet. Wie herum du Pin 1 und 2 anschließt ist egal. Pin 3 bleibt frei.

Damit wird vieles klarer.
Bei einem ESP8266 kann der Analogeingang bis 1V belastet werden. Wenn ohne Last ca. 0.5V anliegen, dann beträgt der Messbereich 0.5 bis 1.0V.
Ich hab noch 2 Fragen:

• Wie ermittelt man aus dem Spannungswert die Leistung? Muss man das experimentell ermitteln mit unterschiedlichen Verbrauchern oder gibt es eine Formel?
• Der Elko mit 10 uF, muss das genauso sein bei der Kapazität (bin leider nicht so gut sortiert) oder darf der auch 100 oder 470 uF haben?

Viele Grüße Gisbert

[Papa Romeo]

Bei einem ESP8266 kann der Analogeingang bis 1V belastet werden. Wenn ohne Last ca. 0.5V anliegen, dann beträgt der Messbereich 0.5 bis 1.0V.

Nein, immer noch von 0 bis 1 Volt. Aber wir müsssen "wechselspannungstechnisch" denken. Der 0-Punkt für die Wechselspannung wird auf +0,5 Volt gelegt und
wir haben somit für die Wechselspannung einen Messbereich von -0.5 bis +0.5 Volt

Wie ermittelt man aus dem Spannungswert die Leistung? Muss man das experimentell ermitteln mit unterschiedlichen Verbrauchern oder gibt es eine Formel?

Mit dem gemessenen Strom -->  P = U * I. Aber es muss bedacht werden, dass der Spitzenstrom gemessen wird, wir aber im allgemeinen mit den Effektivwerten
arbeiten.  Also noch der Faktor Wurzel 2 berücksichtigt werden muss.

--->   P = U * I * 0.707

Der Elko mit 10 uF, muss das genauso sein bei der Kapazität (bin leider nicht so gut sortiert) oder darf der auch 100 oder 470 uF haben?

... müsste genauso funktionieren, da der Elko nur für die Wechselspannung einen Kurzschluss darstellen soll.

MfG

Papa Romeo