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Stromwandler sinnvoll?


kdupke am 27 Mai 2020 14:10:55

Hi,

irgendwo habe ich Solar/Batteriemonitoring gesehen (weiss leider nicht mehr wo), welches nicht mit Shunt arbeitet, sondern mit Stromwandlern.

Taugt das was? Hat jemand dazu einen Suchbegriff oder Link zu Anbietern? (Weil 'stromwandler' auf ebay gibt mir Unmengen an Spannungswandlern).

gruss kai

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MountainBiker am 27 Mai 2020 15:24:44

Hallo,

ich weiß jetzt nicht was Du unter Stromwandler verstehst, aber es gibt prinzipiell mehrere Arten zu Erfassung von Gleichströmen (für Batteriecomputer). Die 2 gängigsten sind:

- Erfassung einer Gleichspannung an einem Shunt (Spezieller Meßwiderstand im Stromkreis);
- Erfassung des Magnetfelds am stromführenden Leiter mittels Hall-Sensor;

Beide Systeme haben Vor- und Nachteile! Geringe Ströme lassen sich durch die Erfassung an einem Shunt genauer ermitteln, da auch Spannungen im Mikrovolt-Bereich sicher erfassbar sind.

Es gibt auch noch andere Ansätze dafür diese sind aber eher unüblich!

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Hier findest Du vielleicht schon, was Du suchst: --->Link

proff56 am 27 Mai 2020 15:33:40

Hallo Kai,
Stromwandler im eigentlichen Sinn gibt es nicht bei DC - dir werden bei AC verwendet.

Was DU meinst, sind Feldeffekt-Messwandler: ein elektronisches Bauteil misst das magnetische Feld, welches auch bei DC-Strom entsteht. Diese Geräte taugen selbstverständlich auch, man sollte jedoch darauf achten, dass die Mess-Auflösung empfindlich genug ist (ich habe auch schon ein Gerät kennengelernt, welches nur 0,5A differenzieren konnte; das ist natürlich kaum zu gebrauchen). Normal ist eine Auflösung von mindestens 0,01A (Anzeige), wobei die interne Messung besser sein kann (und sollte).

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kdupke am 27 Mai 2020 15:34:23

MountainBiker hat geschrieben:- Erfassung des Magnetfelds am stromführenden Leiter mittels Hall-Sensor


Um die geht es mir, danke schonmal.

Geringe Ströme lassen sich durch die Erfassung an einem Shunt genauer ermitteln, da auch Spannungen im Mikrovolt-Bereich sicher erfassbar sind.


Was ist der Bereich von geringen Strömen? Ich kenne Zangenamperemeter, die lösen auf bis 1mA, nicht sicher, was solche Batterie-Monitore machen.

Unter welchen Stichworten finde ich denn solch einen Batterie-Monitor mit Hall-Sensor?

gruss kai

hmarburg am 27 Mai 2020 15:49:47

Tante Google findet unter dem Stichwort "batteriecomputer mit hall sensor" an erster Stelle:

--> Link

kdupke am 27 Mai 2020 17:09:36

Danke, damit komme ich weiter.

gruss kai

George67 am 28 Mai 2020 06:30:20

Wer genauere Wandler für DC sucht, mit sehr kleinen Nullpunktfehlern, kann bei der VAC suchen. Die benutzen keine Hallsensoren.

proff56 am 28 Mai 2020 07:50:15

George67 hat geschrieben:..... Die benutzen keine Hallsensoren.

1.) Doch, solcher wird auch benutzt, allerdings mit hohem elektronischem Aufwand zur Erzeugung des Kompensationsstroms im Primärteil mittels einer Magnetfeldsonde. Letztere ist m.W. aber ebenfalls ein Hall-Effekt-Sensor. Insofern ist der letzte Satz in der Funktionsbeschreibung von VAC irreführend bzw. ansich falsch.
Diese Art von "Stromwandler" sind sozusagen eine Kombination eines Messgerätes aus Hallsensor und Shuntwiderstand. Nachteilig für den Einsatz als BC ist allerdings der zusätzliche Stromverbrauch insbesonders am zusätzlich notwendigem Messwiderstand: der wiederum fungiert im Prinzip wie ein Shuntwiderstand und benötigt zusätzlichen Strom aus der Batterie.

2.) Problem: Wer baut den dazu passenden BC?

rkopka am 28 Mai 2020 09:55:23

kdupke hat geschrieben:Was ist der Bereich von geringen Strömen? Ich kenne Zangenamperemeter, die lösen auf bis 1mA, nicht sicher, was solche Batterie-Monitore machen.

Auflösung oder Genauigkeit ? Und was kosten sie ? Ich habe ein günstiges Zangenamperemeter, das bis 10mA auflöst. Allerdings kann man die hinterste Stelle trotz manuellem Nullsetzens fast vergessen. Ist mir egal, wenn ich einen Modellflugantrieb kontrolliere. Wenn man Ruheströme im Womo sehen und mitrechnen will (BC), ist das schon relevant.
In der Firma haben wir eine genaue Zange für kleine Ströme. Aber die kostet mehr als mein erstes Womo :-).

RK

kdupke am 28 Mai 2020 11:25:38

Na ja, wenn ich den Ruhestom messen will und ich abschätzen kann, dass der sehr gering ist, dann kann ich auch ein Messgerät in die Leitung einschleifen, da lohnt sich der Aufwand.

Wenn ich mal schnell wissen will, was durch eine Leitung (im Wohnmobil) geht, dann reichen 10mA AFAIK locker.

Aber zurück zum Thema Akku-Überwachung.

Wer ist VAC?

Wie genau ist Shunt-Messung vs. Hall-Messung? Am Ende hängt es ja nicht nur von der Auflösung und Messgenauigkeit ab, sondern auch, wie häufig Messwerte genommen und aufsummiert werden.

gruss kai

George67 am 28 Mai 2020 17:05:16

George67 hat geschrieben:..... Die benutzen keine Hallsensoren.

proff56 hat geschrieben:1.) Doch, solcher wird auch benutzt, allerdings mit hohem elektronischem Aufwand zur Erzeugung des Kompensationsstroms im Primärteil mittels einer Magnetfeldsonde. Letztere ist m.W. aber ebenfalls ein Hall-Effekt-Sensor. Insofern ist der letzte Satz in der Funktionsbeschreibung von VAC irreführend bzw. ansich falsch.

Die Magnetfeldsonde arbeitet nicht mit dem Hall-Effekt, und an der Beschreibung ist nichts falsch.
proff56 hat geschrieben:Diese Art von "Stromwandler" sind sozusagen eine Kombination eines Messgerätes aus Hallsensor und Shuntwiderstand.

Wenn du den Vac-Sensor meinst - nein. Da ist nix mit Shunt drin. Es gibt einen Messwiderstand, der den Kompensationsstrom in eine Messpannung umwandelt. Der ist aber um Größenordnungen kleiner.
Die Magnetfeldsonde misst den feldfreien Zustand und das Magnetfeld des Drahtes wird innerhalb des Sensors auf null kompensiert - geführt durch die Nullfeldsonde.

proff56 hat geschrieben:Nachteilig für den Einsatz als BC ist allerdings der zusätzliche Stromverbrauch insbesonders am zusätzlich notwendigem Messwiderstand: der wiederum fungiert im Prinzip wie ein Shuntwiderstand und benötigt zusätzlichen Strom aus der Batterie.

Die Elektronik innerhalb des Sensors braucht ein paar mA, der Strom des Messwiderstandes ist um einen Faktor (z.B. 1:1000, Typabhängig) kleiner als der Strom im Draht.
Die Hallsensoren brauchen doch aber auch ein paar mA, richtig ?
proff56 hat geschrieben:2.) Problem: Wer baut den dazu passenden BC?

Der BC bekommt ja auch von einem Hallsensor eine Spannung. Das könnte man durch angleichen des Messwiderstands beim VAC angleichen.
Wers probieren will...

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George67 am 28 Mai 2020 17:11:21

kdupke hat geschrieben:
Aber zurück zum Thema Akku-Überwachung.

Wer ist VAC?


--> Link

kdupke hat geschrieben:Wie genau ist Shunt-Messung vs. Hall-Messung? Am Ende hängt es ja nicht nur von der Auflösung und Messgenauigkeit ab, sondern auch, wie häufig Messwerte genommen und aufsummiert werden.

gruss kai

Der Vac Sensor ist um den Nullpunkt herum ca 10fach genauer als ein Hallsensor. und durch das Kompensationsverfahren extrem linear.
Der Sensor arbeitet von DC bis hoch zu 200 kHz, weil er nahtlos in den reinen Stromwandlerberieb von AC wechselt. Wie oft der BC dann Messwerte nimmt, ist seine Sache.

Sowas kostet um 30 bis 60 Euro, glaube ich.

George67 am 28 Mai 2020 18:12:08

Noch etwas... VAC und LEM bauen schon seit längerem gleiche Sensoren.... Konkurrenz. Falls ein BC eine LEM benutzt, müsste man einen gleichen bei VAC finden können.

kdupke am 28 Mai 2020 18:28:40

George67 hat geschrieben:VAC und LEM bauen schon seit längerem gleiche Sensoren.... Konkurrenz.


Du meinst nach gleicher Spezifikation. Wenn die die gleichen bauen würden, dann würde entweder einer vom anderen kopieren, einer für den anderen fertigen oder es wäre ein Produkt unter 2 Markennamen.

Sorry für die Spitzfindigkeit.

gruss kai

George67 am 28 Mai 2020 18:39:41

Du sagst genau richtig was ich meine, aber schlecht ausgedrückt habe.

Die sind mechanisch und nach Spec gleich, bis auf die bessere Genauigkeit der VAC, aber funktionieren verschieden.

proff56 am 28 Mai 2020 20:47:47

George67 hat geschrieben:Die Magnetfeldsonde arbeitet nicht mit dem Hall-Effekt, ....

Okay, m.W. ist "Magentfeldsonde" ein Oberbegriff, also kein spezielles Verfahren damit gemeint - es gibt also neben dem Hall-Sensoreffekt auch andere Messmöglichkeiten. Wenn es aber Deines Wissens nicht der Hall-Effekt ist, welcher wird dann von VAC verwendet? :roll:

George67 hat geschrieben:Wenn du den Vac-Sensor meinst - nein. Da ist nix mit Shunt drin.

Definiere "Shunt": Es ist ein elektrischer Nebenschlusswiderstand. Und genau solchen benötigt das besagte Gerät zwingend, nämlich den Messwiderstand (z.B. 100Ohm). Dieser bildet einen elektrischen Nebenschluss zum Ausgang und arbeitet adäquat zu einem Shunt, der direkt in der Versorgungsleitung der Bordbatterie hängt, aber deshalb auch ganz andere Dimensionen benötigt.

George67 hat geschrieben:Die Elektronik innerhalb des Sensors braucht ein paar mA, der Strom des Messwiderstandes ist um einen Faktor (z.B. 1:1000, Typabhängig) kleiner als der Strom im Draht.
Die Hallsensoren brauchen doch aber auch ein paar mA, richtig ?

Logisch - Selbstverständlich benötigt der Hall-Sensor gewisse Leistung, aber vergleichbar auch die Elektronik des besagten Sensors. Doch der am Ausgang benötigte Messwiderstand verbraucht einen Stromfluss, je nach verwendeten Typen und Messgrößen: Z.B. bei Faktor 1:1000 würden aus der Bordbatterie bei 10A Bordbatteriebelastung zusätzlich 10mA gezogen. Nichts anderes habe ich gemeint.

George67 hat geschrieben:Der BC bekommt ja auch von einem Hallsensor eine Spannung. Das könnte man durch angleichen des Messwiderstands beim VAC angleichen.
Wers probieren will...

Naja, das meinte ich ja mit meiner Bemerkung, ob sich in unserem Anwendungsbereich solch Aufwand lohnt. Denn einfaches Angleichen (...durch probieren?) hilft da wenig, wenn dann die supergenauen Messwerte für die Katz sind.

George67 hat geschrieben:Der Vac Sensor ist um den Nullpunkt herum ca 10fach genauer als ein Hallsensor. und durch das Kompensationsverfahren extrem linear.
Der Sensor arbeitet von DC bis hoch zu 200 kHz, weil er nahtlos in den reinen Stromwandlerberieb von AC wechselt.

Das ist ja alles schön und gut. Doch wie und wann kann ein CP-Freund diese Genauigkeit sinnvoll nutzen - und wie den Wechselstrombereich? Gibt es Verbraucher im WoMo, deren Stromfluss sich ständig und stetig im höheren Herzbereich ändert? :roll:

Nicht das es falsch verstanden wird und Nix für Ungut: Die Idee ist ja gut, aber wenn ich Werbung für derartige Industrieteile höre oder lese, wüsste ich auch gerne einen erkennbaren praktischen Vorteil mit Beispiel bzw. tatsächlicher Anwendung. :roll: :lol:

George67 am 29 Mai 2020 08:23:56

George67 hat geschrieben:Die Magnetfeldsonde arbeitet nicht mit dem Hall-Effekt, ....

proff56 hat geschrieben:Okay, m.W. ist "Magentfeldsonde" ein Oberbegriff, also kein spezielles Verfahren damit gemeint - es gibt also neben dem Hall-Sensoreffekt auch andere Messmöglichkeiten. Wenn es aber Deines Wissens nicht der Hall-Effekt ist, welcher wird dann von VAC verwendet? :roll:

Sehr schwer in Kürze zu erklären.
Ein amorphes Magnetmaterial mit extrem niedrigem Sättigungsmagnetismus (Erdmagnetfeld -> bereits Sättigung) wird mit Wechselstrom beaufschlagt und die Ummagnetisierung gemessen.


George67 hat geschrieben:Wenn du den Vac-Sensor meinst - nein. Da ist nix mit Shunt drin.

proff56 hat geschrieben:Definiere "Shunt": Es ist ein elektrischer Nebenschlusswiderstand. Und genau solchen benötigt das besagte Gerät zwingend, nämlich den Messwiderstand (z.B. 100Ohm).

proff56 hat geschrieben: Dieser bildet einen elektrischen Nebenschluss zum Ausgang und arbeitet adäquat zu einem Shunt, der direkt in der Versorgungsleitung der Bordbatterie hängt, aber deshalb auch ganz andere Dimensionen benötigt.


Nein, es ist kein Nebenschluss. auch nicht adaequat.
Es ist die Messung des Stroms, der das Magnetfeld des Meßstroms kompensiert, nicht den Strom im Draht selbst.
Das ist eine indirekte Messung, keine direkte.


George67 hat geschrieben:Die Elektronik innerhalb des Sensors braucht ein paar mA, der Strom des Messwiderstandes ist um einen Faktor (z.B. 1:1000, Typabhängig) kleiner als der Strom im Draht.
Die Hallsensoren brauchen doch aber auch ein paar mA, richtig ?

proff56 hat geschrieben:Logisch - Selbstverständlich benötigt der Hall-Sensor gewisse Leistung, aber vergleichbar auch die Elektronik des besagten Sensors. Doch der am Ausgang benötigte Messwiderstand verbraucht einen Stromfluss, je nach verwendeten Typen und Messgrößen:

proff56 hat geschrieben:Z.B. bei Faktor 1:1000 würden aus der Bordbatterie bei 10A Bordbatteriebelastung zusätzlich 10mA gezogen. Nichts anderes habe ich gemeint.

Das ist der Preis für höhere Genauigkeit.

George67 hat geschrieben:Der BC bekommt ja auch von einem Hallsensor eine Spannung. Das könnte man durch angleichen des Messwiderstands beim VAC angleichen.
Wers probieren will...

proff56 hat geschrieben:Naja, das meinte ich ja mit meiner Bemerkung, ob sich in unserem Anwendungsbereich solch Aufwand lohnt. Denn einfaches Angleichen (...durch probieren?) hilft da wenig, wenn dann die supergenauen Messwerte für die Katz sind.

Kein Probieren. Berechnen.

George67 hat geschrieben:Der Vac Sensor ist um den Nullpunkt herum ca 10fach genauer als ein Hallsensor. und durch das Kompensationsverfahren extrem linear.
Der Sensor arbeitet von DC bis hoch zu 200 kHz, weil er nahtlos in den reinen Stromwandlerberieb von AC wechselt.


proff56 hat geschrieben:Das ist ja alles schön und gut. Doch wie und wann kann ein CP-Freund diese Genauigkeit sinnvoll nutzen - und wie den Wechselstrombereich? Gibt es Verbraucher im WoMo, deren Stromfluss sich ständig und stetig im höheren Herzbereich ändert? :roll:


Du hast die Taktrate der Messung angsprochen.
Ich habe nur bestätigt, dass der Sensor jedes Tempo mitgehen kann.
proff56 hat geschrieben:
Nicht das es falsch verstanden wird und Nix für Ungut: Die Idee ist ja gut, aber wenn ich Werbung für derartige Industrieteile höre oder lese, wüsste ich auch gerne einen erkennbaren praktischen Vorteil mit Beispiel bzw. tatsächlicher Anwendung. :roll: :lol:

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