KNX-Arduino Gemeinschaftsprojekt: "3-Phasen Energy Monitor" oder ...

[Hamerheat]

ich erstelle ein Blockschltbild. Wenn wir ein Kondensatornetzteil nehmen brauchen wir noch eine Potentialtrennung. Wenn wir einen Trafo nehmen hat sich die Potentialtrennung auch erledigt. zB. L2 und L3 bekommt je ein Trafo mit einer sek. Wicklung, L1 bekommt einen Trafo mir 2 sek.Wicklungen (1 zum Messen die andere zur Versorgung). L1, falls man das Messgerät an einer Phase betreiben möchte / kann wenn das IC hergibt.

[Masifi]

ok für 2 Euro das Stück, wären die nicht mal so teuer.

Hätte denn jemand lust ein Blockschaltbild auf Basis dieser Informationen zu erstellen !? es muss auch nicht 100% richtig sein, dafür wären noch andere hier zum drüber diskutieren ;-)

Und hat jemand lust so ein Kondensator-Netzteil zu designen !?

Das wäre super da ich gerade selber wenig Zeit habe.

[Hamerheat]

Ich habe nicht gewagt zu glauben das wer auf die Idee kommt die Spannung über einen Teiler anzuschalten, hmm! Aber warum soll ich meine Schaltung auf Netzpotential legen wenn ich das einfach verhindern kann und letztlich auch muss. Ich habe bei Netzspannung immer das Sicherheitsdenken an erster Stelle. Liegt wohl am Job. Ich habe mal bei Reich... nach einen Trafo geschaut, ca.2€/St gibts als 6,9,12V / 0,33VA / 55 - 27,5mA, auch als 2x 6V (zB. zur 1x Versorgung)
Ich kenn auch die schlauen Sprüche, man darf nicht unter Spannung arbeiten, sag ich auch immer! Ist in meinem Betrieb eine ganz große Nummer, auch mit AUS (Arbeiten unter Spannung) Ausbildung ist das nicht so einfach. Aber wer aus den richtigen Leben kommt weiß wie schwer es ist im spannungsfreien Zustand einen Fehler zu suchen.
Christian

[Masifi]

Kann man natürlich auch machen, ich will nur keine drei von den Dingern auf meinem Board haben :-)
ABER:
Selbst wenn der Mess-IC einen defekt hätte und den Mess-Pin auf GND legt, dann fließt eigentlich immer noch kein wirklicher Strom, da der Spannungsteiler das verhindert. Damit es wirklich zu einem defekt führen kann muss schon der Spannungsteiler überbrückt werden und da wir uns nicht in einer Feuchtkammern befinden damit, ist es schwer einen Grund zu finden, das sowas passiert, also keine Sorge.

Safety sollte aber immer vorgehen !!!

[tuxedo]

Es fließt ja eigentlich kein Strom dann, wenn ja ist was defekt. Deshalb würde ich die Wires auf der Platine ziemlich dünn machen, so dass sie im Fehlerfall zuerst durchbrennen.

*dummfrag* Wieso keine Sicherung? Die ist doch genau dafür da?

[Masifi]

Man beschaltet den Mess-IC direkt mit 230V über einen Spannungsteiler. So banal es auch klingt :-)
Der Spannungsteiler muss halt so aufgeteilt werden, das er 230V überlebt. Und im Layout genug Abstand gehalten werden. Es fließt ja eigentlich kein Strom dann, wenn ja ist was defekt. Deshalb würde ich die Wires auf der Platine ziemlich dünn machen, so dass sie im Fehlerfall zuerst durchbrennen.

Im Datenblatt sieht man das auch oft:

230V -> 250K(1206/100V) -> 250K(1206/100V) -> 250K(1206/100V) -> 250K(1206/100V) -> PIN Mess-IC -> 1K(1206/100V) -> GND

Aber klar man kann sich auch drei Trenntrafos auf 12VAC leisten und einbauen, das muss jeder für sich entscheiden.
Was kostet so ein einzelner Trafo !?

[Hamerheat]

Das ist alles Toll und mir vertraut, aber ändert doch nichts an der Tatsache das man das Mess IC nicht direkt mit 380VAC beschalten kann. Ein Trafo ist nun mal das einfachste und sicherste. Eine Galvanische Trennung ist auch vorhaneden. Ich habe schon einige Messumformer repariert. Ua.Gossen DME440, Siemens Simeas, diese haben alles einen Trafo zur Eingangstrennung.

[l0wside]

Wer an 230V rummacht, möge bitte vorher in einen Trenntrafo investieren. Z.B Conrad 408223 oder iBäh 181725696797 .

Außerdem bitte das hier lesen: http://www.newark.com/pdfs/techartic...tronix/FFM.pdf

Max

[tuxedo]

[Ironie]Hey, ich bin ja unsichtbar[/Ironie]

[Masifi]

Als egal an welcher Schaltung man arbeitet, wenn 230V im Spiel sind sollte man das immer im spannungsfreien Zustand tun !!! :-)

Ich glaube das so ein Kondensatornetzteil für den Anfang die beste Wahl wäre.

In einem ähnlichen EvalBoard wurde sowas schon gemacht, vielleicht kann es auch einfach übernommen werden
http://www.st.com/st-web-ui/static/a...DM00045223.pdf

Wer hätte lust das zu Checken, oder eins zu entwerfen !? Basis 5V/15mA Baustein

[Hamerheat]

Hallo,
egal welches IC wir nehmen, wir können die 230/380VAC nicht direkt anschließen. Ich würde vorschlagen das wir auf jeden Fall pro Phase einen Trafo 230VAC zu zB.12VAC nehmen. Damit haben wir eine sichere Trennung der Netzspannung. Auch "Arbeiten" an der Schaltung sind sicher. Ein kleines Netzteil zur Versorgung der Schaltung brauchen wir aber weiterhin.
Gruß
Christian

[l0wside]

Aber ein Kondensatornetzteil ist aber auch anfällig gegen Netzstörungen und vorallem hat man doch meiner Meinung nach eine hohe Verlustleistung an der Z-Diode.
Für den ADE5578 bei 5V und 14mA auch schon alleine 70mW. Und so billig sind die NetzKondensatoren sicher auch nicht.

Oder sehe ich da was falsch !?

Wieso soll der Strom über die Z-Diode gehen? Die ist parallel zu deiner Last, nicht in Serie dazu.

Kannst mal angehängte Schaltung simulieren (in LTSpice schnell zusammengehauen, geht sicher schöner und besser; der 100mOhm ist nur ein Dummy zur Strommessung).
2015-11-12_15h20_15.png

Habe die Schaltung etwas holterdipolter so umgebaut, dass GND = L. Das Original und Hinweise zur Dimensionierung gibt´s hier: http://www.elektronik-kompendium.de/...er/cpowsup.htm. Meine Variante nutzt nur die positive Halbwelle und hat deswegen erhöhten Ripple, dafür ist eben GND = L.

Die 300 Ohm simulieren eine Last mit 20 mA. In der Realität wird man hier einen LDO einsetzen, um den Restripple wegzubügeln.

Habe ansonsten mal einen Puls simuliert: 1 kV, 100µs lang, über 10 Ohm. Die Schaltung zuckt ein bisschen, bleibt aber solide < 10V.

Max

[tuxedo]

Moment, das war mir jetzt zu viel komprimierte Information:

KNX-Bus vom Rest des "Energy Monitors" galvanisch trennen: OK. Adum zwischen die RX/TX/GND Verbindung des TPUARTs zum Arduino. Passt.

Und der "Rest des Energy Monitors" muss dann nochmal galvanisch von was getrennt werden?

l0wside hatte ja schon geschrieben:

• Die eigentliche Erfassung. Diese ist direkt mit 230V verbunden, um messen zu können. Die Elektronik in diesem Teil will irgendwie versorgt werden, dafür hatte ich ein Kondensatornetzteil vorgeschlagen. Die Spannungsversorgung ist dann nicht galvanisch getrennt von den 230V, was aber egal ist, weil die Verbindung ohnehin da ist.

Wenn das Netzteil nicht eingebaut, sondern extern ist, sehe ich nur einen Unterschied zur eingebauten Variante:

Das externe Netzteil kann noch andere Geräte versorgen. Oder läuft man Gefahr dass die Erfassungselektronik im EnergyMonitor auf die DC-Spannung des (externen) Netzteils irgendwie 230V drauf krieg und dann anderen Geräte, die auch an diesem Netzteil hängen einen Schuss ab bekommen?!

[Masifi]

Die Spannungsversorgung des Baussteins muss galvanisch getrennt werden, da dieser direkt auf "N" = Erdpotential liegt !!!

Wenn du das 24V Netzteil NUR dür dieses Device nutzt dann sollte das kein Problem sein, aber du musst sicherstellen das du keine anderen Devices an die gleichen 24V anschließt. Und das wäre mir viel zu gefährlich !!!

[tuxedo]

Aber ein Kondensatornetzteil ist aber auch anfällig gegen Netzstörungen und vorallem hat man doch meiner Meinung nach eine hohe Verlustleistung an der Z-Diode.
Für den ADE5578 bei 5V und 14mA auch schon alleine 70mW. Und so billig sind die NetzKondensatoren sicher auch nicht.

Oder sehe ich da was falsch !?

Natürlich wäre ein "eingebautes Netzteil" ganz schön. Aber haben nicht die meisten sowieso ein 12V oder 24V Netzteil im Schrank das schon das eine oder anderen KNX Gerät versorgt (z.B. einen IP Router)? So viel Leistung wird die Bastelei hier ja nicht brauchen, als dass man sich nicht an der vermutlich schon vorhandenen Spannungsquelle bedienen kann. Dann würde sich das Spannungsversorgungsthema auf eine akzeptable DC/DC StepDown Schaltung reduzieren.