Spikes an 230V mit Mikrocontroller messen

[Schockwellenreiter]

Hallo Leute,

Ich habe vor, einen Spannungslogger zu bauen, welcher mir Überspannungen im 230 V (AC) Netz aufzeichnet.

Die Werte sollen rund 500 Mal pro Sekunde gemessen und falls sie über einer Grenze liegen, gespeichert werden.

Mein Problem ist nun, die 230V für den Mikrocontroller so zu wandeln, dass die Spannungsspitzen nicht verloren gehen und noch erfasst werden können.
Wenn es möglich wäre die Überspannung ungefähr zu messen, wäre es super, notfalls würde auch nur die Feststellung einer Überspannung ausreichen.

Hat jemand damit schon Erfahrung?

Danke und LG

[Lenox]

Wie wäre es mit einem genauen Spannungsteiler.
Du könntest dann das die Spannung um das z.B. 100 Fache teilen, und dann im µC zurückrechnen.
Gibt es dafür keine IC?

[Ringo]

Wie groß ist so eine Spannungsspitze?

230V Gleichrichten mit einem Spannungsteiler zu teilen und dann zu messen dürfte sehr ungenau werden...

Vieleicht etwas mit Operationsverstärkern machen? aber welcher OP hält eine Eingangsspannung von >230V aus?

MfG
Ringo

[Stone]

Oder per Komparator am AVR Spannung per Spannungsteiler zb. 1:100 und Komparator so einstellen das zb. bei 2XX V schaltet. Bei der adc 500x Pro sekunde könnte dir auch ein Spike entgehen.

MfG Matthias

[kalledom]

Du kannst die 230V über 2 antiparallel oder -seriell geschaltete Zener-Dioden z.B. ZD 200 (oder 2 x 3 x ZD 75 in Reihe) einem Spannungsteiler 50 : 5 = 10 : 1 zuführen. Dann sind nur noch 10...30V + Spikes am Spannugsteiler und das ist dann schon genauer, quasi eine Spannungs-Lupe. Den A/D-Eingang würde ich noch mit einer Zenderdiode ZD5,1...5,6 schützen.

[Lenox]

Ich glaub bei 230V eff. müssten es ca. 325V Spitzenspannung sein. (Find die formeln gerade nicht).

Man müsste die Spannung um einen festvorgegebenen, genauen Faktor verkleinern, und dann messen.

[kalledom]

@Lenox
Klar, da hast Du natürlich vollkommen Recht. Die Spitzenspannung ist 1,414 mal höher, also 325V; dann muß die ZenerSpannung 300V sein. Da hatte ich im Eifer des Gefechts nicht mehr dran gedacht.

[Schockwellenreiter]

Danke für eure Hilfe, werde mir eure Vorschläge einmal durch den Kopf gehen lassen.

LG

[lorcan]

Nimm nen Trafo, damit bist du auch gleich von den 230V weg!
Ist wesentlich sicherer als mit Zenerdioden oder Spannungsteiler.
die Spannungsspitzen werden ja auch vom Trafo übertragen.
MfG Lorcan

[steg14]

vielleicht gehts mit einem Varistor statt der Z-Dioden.

Die Werte sind normalerweise genau für den Bereich ausgelegt, nur dass sie die Spitzen kurzschliessen sollen.

[kalledom]

Das Spikes vom Trafo übertragen werden, möchte ich bezweifeln.
Ein Trafo ist für 40...60 Hz ausgelegt und mehr oder weniger steile Spitzen werden nicht übertragen, weil sie in der Sättigung unter gehen.
Damit Störungen nicht erst in eine Anlage rein kommen, werden teilweise Trafos 230V auf 230V bzw. 400V auf 230V eingesetzt.
Spulen und Drosseln werden zum Abblocken von Spannungs-Spitzen und zum Glätten von Gleichspannungen eingesetzt.

PS: Mit Varistoren werden Spannungsspitzen abgefangen, in diesem Fall sollen die Spitzen aber gemessen / erfasst werden.

[Lenox]

Jo, ist ja das Prinzip einer Frequenzweiche.
Spule absolbiert hohe Frequenzen
Kondensator niedrige Frequenzen

Ich bezweifel auch das das mit denem Trafo genau geht (wie genau sollte es eig. sein?)

[kalledom]

Wenn nur Spikes erfasst werden sollen, können die über Kondensatoren rausgefiltert werden, wenn jedoch auch Spannungs-Schwankungen gemessen werden sollen, ist mit C oder L nicht viel zu machen.
Wenn viel Phasenan- / abschnitt mit auf der Netzspannung liegt, wird eine Auswertung schon schwierig genug; dann ist Integral(be)rechnung gefragt.
Oder die '50Hz' gleichrichten und die Spikes vorher rausfiltern. Spannungsschwankungen sind ja relativ langsam.
Es gibt also noch viel zu überlegen, das ist nicht mal eben so erledigt.

[Schockwellenreiter]

Es sollen nur die Spikes erfasst werden, Spannungsschwankungen sind nicht das Problem.

[kalledom]

Ist die Länge / Dauer / Höhe eines Spikes auch noch wichtig ?
Wenn nicht, brauchst Du doch nur diese Spitzen über Filter / Kondensatoren 'auskoppeln' und über einen entsprechenden Spannungsteiler einem Komparator zuführen, der ab einer bestimmten Schwelle einen Spike meldet.

[Schockwellenreiter]

Ist die Länge / Dauer / Höhe eines Spikes auch noch wichtig ?
Wenn nicht, brauchst Du doch nur diese Spitzen über Filter / Kondensatoren 'auskoppeln' und über einen entsprechenden Spannungsteiler einem Komparator zuführen, der ab einer bestimmten Schwelle einen Spike meldet.

Für die 1. Version sollte es reichen, einfach Überspannung zu erkennen. Die Dauer der Spikes kann ich ja relativ leicht am uC ausrechnen.

[wkrug]

Wenn Du einen Operationsverstärker einsetzt kannst Du doch auch gleich einen Spitzenwertgleichrichter nachschalten und auf einen weiteren AD Eingang legen.
Dann sollten Dir auch sehr kurze Spikes nicht entgehen.
Die Bewertung der Länge kann ja dann trotzdem mit dem ersten AD Wandler gemacht werden, wenn die Dauer lang genug ist.

[ogni42]

Nimm einen Spulenkern niedriger Induktivität der für Impulsübertrager und hohe Frequenzen geeignet ist. Darauf wickelst Du 50 Windungen primär (Drahtdicke entsprechend der Stromstärke) und 5 sekundär. Dahinter dann per einfachem Spannungsteiler (möglichst hochohmig) und Impedanzwandler per OPV an den ADC des uC.