Digitale Amperemeter bouwen

janvanbree · Bericht door **janvanbree** » di 17 mei 2005, 18:40

Hoi beste elektronica liefhebbers,

ik wil een aperemeter bouwen die in een wisselspanningsgeleider de stroom kan meten, dit digitaal.

Het is uiteindelijk de bedoeling dat het een 3 fase meter wordt, met stroom, spanning en evt vermogen (kva). Ik wil alles weergeven op een lcd aangestuurd door een pic.

Het lcd en pic verhaal is allemaal kinderspel, maar het meten vergt nog enige aandacht....

Ik heb het plan om in de geleiders een shunt te plaatsen, zoals je die bij de technische unie kunt kopen. Over de shunt die ik wil gebruiken staat bij een stroom van 100A een spanning van 60mv.

Iemand ideeen of tips om de wisselspanning die over deze shunt ontstaat 'leesbaar' te maken voor de pic..

Het spanningkje over de shunt is natuurlijk een wisselspanning van maar 60mv. deze moet versterkt worden, wellicht met een opamp, naar max 5v oid, daarna gelijk gericht en afgevlakt met een elko.

tenminste dat is mijn idee, maar misschien heeft iemand anders misschien betere ideeen.

Bericht door **Mat Janssen** » di 17 mei 2005, 20:46

Jan, gebruik geen shunts bij wisselspanning. Want ten eerste zit je met je spul aan de netzijde en dan moet je zo uitkijken. En in je shunt (wil je een fasoenlijk bereik hebben en resolutie dan wordt het weer te warm).
Dus neem voor elke fase een stroomtrafo.
Wanneer je er een neemt van 1:100 of 1:1000 dan heb je bij 100A b.v 100 mA aan de sec. zijde.
Deze stroom is ten eerste al netjes van het net gescheiden en ten tweede via een gelijkricht brug en een afsluitweerstand van een juiste waarde heb je je effective stroom al met een mooie dc spanning die je dan gewoon kunt meten met elke AD converter.

janvanbree · Bericht door **janvanbree** » di 17 mei 2005, 21:32

Hoi mat, als ik het goed begrijp bedoel je dus het volgende:

janvanbree · Bericht door **janvanbree** » di 17 mei 2005, 21:35

Addition:

Ik kan alleen stroomtrafo's vinden bij de technische unie. Deze trafo's hebben bij het maximale meetberijk, bijvoorbeeld 63A een secundaire stroom van 1A.

Op zich moeten de 1n4001's dit wel kunnen hebben, zeker met wat koeling. Anders heb ik nog wel diode's die ik op een koelplaat kan monteren.

Maar klopt de tekening zo? volgens mij moet ik de spanning na de gelijkrichtbrug nog wel afvlakken met een elco of niet?

groeten Jan

janvanbree · Bericht door **janvanbree** » di 17 mei 2005, 22:45

Addition 2:

Nog een probleempje:

Wil ik aan 1amp een meetspanning krijgen van 5v, moet er een weerstand van 5 ohm. op zich geen probleem. Er komt dan een warmte dissipatie van 2,5w over de weestand, wat op zich ook nog te overleven is. De stroomtrafo kan maximaal 3VA leveren. Nog steeds nix aan de hand. Stel nu dat er 1/50 van de maximale stroom loopt. Dan loopt er secundair een stroom van 0,02 amp. Er zou dan een spanning onstaan over de weestand van 0,1v. Nu lopen we denk ik vast tegen de 2x0,7v brugspanning van de gelijkrichter...

Als ik de weestand verhoog om een hogere spanning te krijgen, krijgen we ook een groter vermogen wat de stroomtrafo niet kan leveren...

Oplossing? wellicht verzoeken naar een andere stroomtrafo... ? ik zoek verder...

Bericht door **Mat Janssen** » wo 18 mei 2005, 8:29

Jan,
Het leuke van een stroomtrafo is dat hij reageert als een stroombron.
Dus. wanneer er bij een stroomtrafo van 1/50 een primair stroompje loopt van b.v. 1A dan loopt er een stroom van 1000/50 = 20 mA secondair.
Bij een belastingsweerstand van 5 ohm is dat dan 5 x 0,02 = 0,1 volt.
Daar het een echte stroombron is staat er dus ook 100mV over die 5 ohm.
Dat hij ook nog spanning nodig heeft om die diodes van de gelijkricht brug open te struren heeft niks te maken met die spanning over die 5 ohm.
De stroom die er moet lopen, loopt er. En hoeveel spanning hij daar voor nodig heeft is eigenlijk worst voor de stroom trafo.
Die extra spanning die komt er en daar heb jij over jouw meetweerstand geen last van. Het is eigenlijk een extra weerstand waar jij dan een aftakking bij hebt gemaakt.
Ik hoop dat je dit verhaal een beetje snapt.
Let er wel op dat de stroomtrafo altijd belast wordt, want wanneer je een stroomtrafo open laat aan de sec. zijde dan krijg ja dat hij een stroom wil sturen in een oneindige weerstand. Hij heeft daar een oneindige spanning voor nodig, en die probeert hij echt te maken. Daar dit wel tot enkele KV's kan oplopen zal de stroomtrafo doorslaan en uitbranden. Kortsluiten van de primaire zijde mag altijd. Want een stroom door een weerstand van 0 ohm zal 0 volt geven.
Hier de schakeling dan voor 3 fases.

janvanbree · Bericht door **janvanbree** » wo 18 mei 2005, 9:36

ok mat, dit snap ik. Dus die kleine spanning is geen probleem voor de gelijkrichter. Iets anders, moet die spanning over R niet afgevlakt worden om hem meetbaar te maken?

trouwens na wat meer zoeken heb ik nog andere stroomtrafo's gevonden die wat kleiner zijn en goedkoper en die bijvoorbeeld bij een primaire stroom van 63a, en met een belasting van 220ohm een secundaire spanning opleveren van 135mv.

Bericht door **Mat Janssen** » wo 18 mei 2005, 10:34

Eigenlijk is dat wel nodig, maar dan heb je wel de topwaarde van je stroom.
Wanneer je dan de waarde van de weerstand wortel 2 lager maakt dan heb je een gelijkspanning die de rms waarde voorsteld.

janvanbree · Bericht door **janvanbree** » wo 18 mei 2005, 20:56

ff kijke, dat was toch:

220 / (SQRT(2)) = Rrms = 156 ohm

janvanbree · Bericht door **janvanbree** » wo 18 mei 2005, 21:35

Enne oh ja, een juiste waarde en spanning voor C of maakt dat niet zo veel uit?

Ik heb de tekening op wat geupdate

Bericht door **Mat Janssen** » wo 18 mei 2005, 21:51

Wanneer de weerstand wat aan de lage kant is en de frequentie laag (100Hz) dan zal er een elco gekozen moeten worden, anders heb je nog wat rimpel.
Wanneer je 47 tot 100 uF gebruikt dan is de meeste rimpel wel verdwenen. Daar er maar een paar honderd millivolten te voorschijn komen is een elco vanaf 10 volt wel goed.

janvanbree · Bericht door **janvanbree** » wo 18 mei 2005, 21:56

ok thanks. Ik heb ook al zitten denken over de voeding voor de schakeling. Ik wil namelijk dat de schakeling werkt, ook wanneer er een van de fasen niet aanwezig is. (omdat wij namelijk nogal veel stroom trekken wil het nog wel eens gebeuren dat er een zekering knalt). Uiteindelijk wil ik ook nog een spanningsmeter maken voor alle fasen, maar dat later.

hier is een tekening voor de voeding wat ik zelf al bedacht had.

Bericht door **Mat Janssen** » wo 18 mei 2005, 21:59

Redelijk prima gemaakt. Alleen c4 en c5 moet 330nF zijn en in dit geval zou ik ook nog een extra elco van 220 uF parrallel zetten aan c4 omdat de diodes voor het parrallel zetten van de 3 fases de zaak nog een klein beetje kunnen verzieken.

janvanbree · Bericht door **janvanbree** » wo 18 mei 2005, 22:03

Ok dank je. Ik zal de tekening aanpassen. Voor het spanningsmeter gedeelt, ik moet op de een of andere manier een beetje handig de spanning meten van elke fase. Ik zat zelf te denken om ipv trafo's met enkele secundaire wikkelingen, dubbele te pakken en dan aan die 2e spanning te meten. Is dat een slimme opzet?

Gr Jan

Bericht door **Mat Janssen** » wo 18 mei 2005, 22:06

Dat is een goed idee, want je moet dit doen van een redelijk ombelaste wikkeling. Je kunt daarvoor de trafo's gebruiken die je net getekend hebt voor je 5 volt voeding. Dan heb je 2 vliegen in een klap.

janvanbree · Bericht door **janvanbree** » wo 18 mei 2005, 22:06

En de aangepaste tekening voor de PSU

janvanbree · Bericht door **janvanbree** » zo 22 mei 2005, 13:36

Ik heb het gedeelte voor de spanningsmeter ook uitgetekend.

De weerstandcombinatie 2k / 1k heb ik erin gezet om de te meten spanning onder de 5v te houden, anders kan de AD van de PIC m niet meer meten.

Bericht door **Mat Janssen** » zo 22 mei 2005, 14:10

Prima zo.
Wanneer je dit alleen maar wil gebruiken om te kijken of er een fase wel of niet aanwezig is, dan kun je ook deze spanning nemen die van je 5 volt voedingen komen. Je hoeft dan geen trafo's te nemen met 2 keer een wisselspanning.
In eerste instantie "dacht" ik dat je ook vermogens wilde uitgeven per fase. en dan moet je wel de "echte" spanning hebben.

janvanbree · Bericht door **janvanbree** » zo 22 mei 2005, 16:16

Ik wil ook de vermogens nemen. Ik zal even uitleggen wat de bedoeling van het geheel is. Wij verhuren namelijk lasersystemen, en dan niet de kleine maar de wat grotere. Alle gangbare laservoedingen draaien op 208v fase spanning. Dus hebben we een trafo nodig. Die trafo's zijn in te stellen afhankelijk van de aanwezige netspanning. Als de aanwezige netspanning hoog is, kan het gebeuren dat de trafo 215 - 225v spanning afgeeft. Wanneer we dan de laser proberen te starten kan het zijn dat er transistoren uit de laservoeding om zeep gaan, met als gevolg dat de laserbuis een klap krijgt (omdat de tor doorslaat) en we kunnen op locatie gaan sleutelen aan de laser, nl de kapotte tor opzoeken en verwijderen. Dan ben je zo een uur verder. Om dit te voorkomen wil ik dus deze spannings / ampere meter bouwen. Dan kan ik voor het inschakelen van de voeding de spanningen checken. Als de laser draait kan ik de stromen in de gaten houden. Ik ga ook een temperatuurmeter in de trafo bouwen, want deze willen van tijd tot tijd ook goed warm worden, echter is dit ook onderhevig van de spanning. Daarbij komt ook nog dat als er een fase wegvalt of wanneer er gestart wordt met maar 2 fases, de 3fase gelijkrichter uit de laservoeding helemaal kan uitbranden.

Bericht door **Mat Janssen** » zo 22 mei 2005, 16:24

Dan kun je inderdaad best ook de echte spanning meten met de picchip. En als dan de spanning te hoog is of er mist een fase, dan start het geheel niet op. Maak er ook een twee regelig display bij zodat de gebruiker kan aflezen wat er aan de hand is, wanneer er niet opgestart wordt of uitvalt tijdens gebruik. En als alles ok is dan kun je dat ook aflezen. B.v het opgenomen vermogen (per fase) omdat je de stroom ook weet.

janvanbree · Bericht door **janvanbree** » zo 22 mei 2005, 17:12

Dat was ook de bedoeling inderdaad. Er komen 4x20 displays op met blauwe backlight (ziet er goed uit en stoort niet in het donker). We hebben nu 4 van deze trafo's. 3 daarvan kunnen primair ongeveer 25A/fase trekken en 1 kan ongeveer 50A/fase. De 3 25'ers kunnen elk 1 laserbuis laten draain, de 50'er kan er 2.

Harry Manback · Bericht door **Harry Manback** » ma 14 jan 2013, 20:59

Ik heb deze topic met veel belangstelling gelezen. Ik ben zelf ook bezig een meterkast te bouwen met daarin een stroommeting. Ik heb zelf stroomtrafos gemaakt van oude ringkernen waar ik een 2,5mm koperdraad omheem heb gewikkeld. Voor mij werkt dit perfect.

Ik gebruik echter een arduino in plaats van een pic, alleen loop ik nu tegen het volgende aan: Als ik de stroom op een display weer wil geven gaat de waarde vrij veel heen en weer. De stroomtrafo belast ik met 100 Ohm en een elco van 47u. Ik krijg dan een spanning van 1,15 Volt bij een belasting van 400 Watt (campingkachel). Is er een manier om de rimpelspanning nog kleiner te krijgen. Of is er een manier om de aruino een soort van gemiddelde uit te laten rekenen???

Ik heb al geprobeerd de arduino om de 2 seconden te laten meten, maar ook dan kan mijn meting nog alle kanten op, en die zou ik graag een beetje stabiel houden.

Alvast bedankt
Albert

Bericht door **Mat Janssen** » di 15 jan 2013, 8:04

Probeer dit eens !

Harry Manback · Bericht door **Harry Manback** » za 19 jan 2013, 15:43

Werkt super dank je.

Nu alleen nog ff die weerstand van 100 Ohm aanpassen zodat ik 10A kan meten.

Bericht door **Mat Janssen** » za 19 jan 2013, 18:11

klopt, zal wel 0,xx ohm moeten worden.