Experiment med strömtransformator

[PHermansson]

Håller på att bygga en funktion som gör att det plingar i mobilen när tvättmaskinen i uthuset är klar. Tanken är mäta maskinens strömförbrukningen och via Openenergymonitor och NME (Notify My Android) skicka en signal när strömförbrukningen sjunker efter den avslutande centrifugeringen.
För att mäta använder jag en strömtransformator. De vanliga varianterna med en klämma att sätta på fasledaren är för stora för att montera i en kopplingsdosa, så istället har jag köpt en mindre variant från Ebay (http://www.ebay.com/itm/251766828673?_t ... EBIDX%3AIT). I annonsen kallas den "HWCT004", den som kom i posten ser nästan likadan ut men heter KHCT241L-50A/50mA. De sista siffrorna står för förhållandet mellan strömmen i fasledaren och strömmen som induceras i spolen.
För mätningen svarar en Arduino, och istället för att uppfinna hjulet en gång till används kod från Openenergymonitor, http://openenergymonitor.org/emon/build ... -interface. Från samma sida har jag även hämtat kopplingsschemat och koden har justerats för att passa min strömtransformator. I koden används ett kalibrationsvärde som räknas ut med hänsyn till tranformatorns data samt värdet på lastresistorn.
Testuppkopplingen består av ovan nämnda krets, en glödlampa samt en Arduino Duemilanove. De första testerna har gått sådär. Det syns en tydlig ökning i mätvärdena när lampan kopplas in. Ett problem är dock att koden visar en förbrukning på 10-20 watt även när lampan är avslagen. Kanske brus som induceras i ledningarna till transformatorn? Har tvinnat kablarna nu och ska se om det blir bättre.

IMG_20150225_092712448.jpg

[Zhorts]

Tvinnade ledare är nog ett måste ja, annars kommer du mäta diverse bakgrunds-magnetfält också. Det kan ju dessutom krävas att kalibrera vad som faktiskt är 0. Strömtransformatorer är ju för det tredje ganska inexakta vid små strömmar, så 10-20W är ju i stort sett 0...

[PHermansson]

Jo den är nog ganska inexakt. Jag har kalibrerat med ett annat program där man mäter med DMM och får fram ett kalibreringsvärde till koden. Provade också att tvinna kablarna, nu visar den runt 5 watt utan att lampan är inkopplad. Misstänker att resten av bruset kommer in i kopplingsdäcket, får bygga en mer optimerad krets så ska vi se.

[MiaM]

Annars kan du kanske lika gärna seriekoppla 0,1 ohm motstånd och mäta spänningsfallet rakt av?

[PHermansson]

Jo det är klart, men jag vill bygga en "non-invasive"-lösning, känns säkrare.
Jag har i alla fall lött ihop en spänningsdelare med en lastresistor på 100 ohm nu. Mäter runt 1 watt obelastad och 39 watt med en 40-watts glödlamp inkopplad, det känner jag mig nöjd med .

[PHermansson]

Nu är mätaren testad i praktiken också, fungerar bra. Via Emoncms webbgränssnitt är det enkelt att följa hur tvättmaskinen arbetar (drar ström).

emonwashpower.png

[Chillia]

Vilka härliga nördar det finns på det här forumet! det är så underbart att läsa om alla era projekt!

Testa att spela på dagens sida om du vill ha alla de bästa sidorna i Sweden och härliga bonusar.

[limpan4all]

Låt mig göra lite reflektioner...
Strömtransformatorer om dom är korrekt konstruerade och har en korrekt last (burden) är mycket linjära och exakta från 5% av maxström och uppåt.
Hur lång uppåt är beror på konstruktionen men 4-5ggr vid 30 grader C är ganska vanligt utan mättnad ("CT rating factor" i databladet).
Ju större last desto bättre fungerar dom, (fast jag brottas just nu med att en inte gör som jag vill när den är aktivt kortsluten på sekundären).
Ju större omsättning desto högre noggrannhet och desto lägre område kan dom jobba med.

MiaM: Mäta spänningsfallet i en 230V krets är inte helt trivialt ur säkerhetssynvinkel... Och med en 2k2 kW tvättmaskin (10A) så blir det 10W förlusteffekt i seriemotståndet vilket är dyrt och jobbigt att kyla bort. Med en strömtransformator så slipper man dessa båda problem och kan signalanpassa (oftast enkelt) till vad man egentligen vill ha in till nästa steg i signalbehandlingsprocessen.

[PHermansson]

Jo precis. Bara några motstånd och en kondensator och rätt in på processorns A/D. Och inget pilla med 230n, bara att lossa fasen och dra den genom transformatorn.

[limpan4all]

Mitt problem löste sig, det var egentligen inte jag som hade problemet utan en kollega i ett annat land. Han hade gjort ett logiskt fel i sin uppkoppling (kopplat fel/använt grejor på fel sätt) tog två timmar på plats att lösa det hela men 18 timmar att ta mig dit via tre flyg byten...
Nåväl vi har ett tillräckligt repeterbart beteende från 1mA till 40A, 11 Hz till 12 kHz samt -30 till +50 grader C så att det går att kalibrera bort och ha 0,01% noggrannhet över hela området (egenlindad trafo)...
Så strömtransformatorer är helt rätt men tar ett tag att lära sig deras små egenheter

[jesse]

Allegro Integrated Current Sensor ICs

Ger mycket exakt mätvärde. Ska man mäta DC-ström uppstår magnetisk hysteres, så då får man ett litet offsetfel, men med växelström är det inga problem.

[limpan4all]

Nej, Hall-baserade givare ger inte särskilt exakta mätvärden alls.
Dom har alldeles för mycket problem, med temperatur och fel baserat på egenuppvärmning osv.
Så om man skall försöka få till <0,1% med dessa får man jobba skiten ur sig i mjukvaran och chansen att lyckas är ganska låg.
Hall-givare har dock en extremt stor fördel och det är att dom kan mäta på DC-strömmar medans strömtransformatorer har en under gränsfrekvens på 10-35Hz.
Så för en detekteringskrets eller för grovmätning (typ 1% noggrannhet med hjälp av lite mjukvara) så funkar dom bra men inte om man skall mäta och kunna mäta noggrant...