Vermogen berekenen uit stroomsamples

Als je de samples kwadrateert en die kwadraten optelt heb je, binnen de aannames, een getal dat evenredig is met de energie waar die samples voor staan.
Want: E = P * t = U * I * t en U = I * R geeft E = I * R * I * t = I² * R * t

R is een constante. Je kunt hem vervangen door een constante "c" waarin naast de "echte" U en R de gevoeligheid van de stroommeting in verwerkt zit.

Als je een getal wilt dat evenredig is met het vermogen in W kun je E delen door t, dus hier door het aantal samples.

Hoeveel Wh of W per LSB dat dan is, dus de waarde van c, zou ik calibreren op de last en met de energiemeter waar het om gaat. Je moet het toch controleren en als je er verder theoretisch aan wilt rekenen moet je al snel veel aannames doen.

Dat is al meer naar mijn goesting als de opstelling er staat ga ik dat eens proberen, maar zoals je schrijft zal het kalibreren worden met de teller... als je het kalibreren kunt noemen zonder spanningsmeting, enkel de nuldoorgang wordt gedetecteerd.
Nu gaat dat niet makkelijk met een ferrarismeter en het is toch maar een (voorlopige) bevlieging om te weten of het ging werken.

Het is ook een beetje wachten op mijn Chinese stroomtrafo om proeven te doen
in mijn zekeringskast, nu werk ik met halogeenlampjes op 12Vac en een zelfgemaakte stroomtrafo.

Op 27 oktober 2018 23:30:28 schreef MGP:
want ik wil geen 230V op mijn bord.

Dat moet je ook niet doen. De spanning moet je ook via een trafo halen.
Maar als je zeker weet dat stroom en spanning in fase zijn, dan kan je ook de stroomwaarde kwadrateren en dan nog vermenigvuldigen met een vaste factor. Zoals Aart voorstelt.

Dat was ik nu ook van plan, want de spanning komt uit een usb voedingsadapter en een hele kleine trafo voor de nuldoorgang en met een lookuptabel zal het misschien ook wel werken.

Het moet eenvoudig blijven qua hardware en precisie is nu ook het hoofdpunt niet.
De uitkomst van de vermogensberekening wordt nergens in gebruikt tenzij voor het display, ik werk met de ADC (0..1023)waarden.

Het uiteindelijk schema zal misschien nog moeten veranderen.

[Bericht gewijzigd door MGP op zondag 28 oktober 2018 10:06:57 (13%)

Ik denk dat dit misschien een beetje te veel van het goede is voor je doel. Maar de lt2940 is bijvoorbeeld wel interessant. Die geeft als uitgang een analoge vermogen en de stroom. Met dat ic kun je vervolgens een geïsoleerde vermogens meter maken.

Bij de methode waar je nu voor kiest snap ik niet waar je de nuldoorgang voor nodig hebt. Gewoon in vaste intervallen een sample nemen moet toch genoeg zijn?

Op 28 oktober 2018 22:57:37 schreef KlaasZ:
Bij de methode waar je nu voor kiest snap ik niet waar je de nuldoorgang voor nodig hebt. Gewoon in vaste intervallen een sample nemen moet toch genoeg zijn?

Om een halve sinus te samplen moet je wel weten wanneer die begint, zonder nuldoorganginfo is dat lastig.

Het is een opnemer die zal weten of ik stroom afneem of op het net injecteer en daarom moet ik weten wanneer de spanningsinus in de positieve helft zit en of de stroomsinus ook in de positieve helft zit want dan neem ik stroom uit het net.
Is de stroom in tegenfase dan injecteer ik.

Als je geen vast beginpunt hebt is het moeilijk om metingen te doen want alle metingen gebeuren binnen de pos halve periode.
In principe kan ik ook het negatieve deel gebruiken en meten maar dat heeft nu weinig zin en moet ik mij eerst vertrouwd maken met het systeem.

Deze namiddag is de proef mislukt wegens een programmeerfout, eerder een denkfout, maarja ik was ook bezig in een ander topic.
Maar het komt wel goed.

Op 29 oktober 2018 00:23:29 schreef MGP:
Deze namiddag is de proef mislukt wegens een programmeerfout, eerder een denkfout, maarja ik was ook bezig in een ander topic.
Maar het komt wel goed.

Ik hoop niet dat het er zo uit ziet voor je.

Nog niet, enkel moet ik oppassen voor mijn vingers, die lampen worden op korte tijd gloeiend heet.

Maar om u uit uw 'lijden' te verlossen hier een paar foto's van de opstelling.

De stroomtransfo heeft 2 primaire wikkelingen en zijn tegengesteld aangesloten zodat ik kan simuleren of ik stroom opneem of afgeef.
De ene lamp is een 50W en de andere een 35W zo kan ik switchen.

De stroomtrafo geeft 4Vtt af bij de lamp van 50W.

Met de linkse drukknop kan ik de midden van de 5V (afhankelijk van de batterijspanning 4V7 tot 5V) opslaan = het midden van de de (0..1023).
De andere drukknop toont mij de waarden die ik wens te zien, zoals power, dutycycle van de PWM output en de middenwaarde van de voedingsspanning.

Heb nu niet veel tijd om verder te doen, zal weekendwerk worden en soms wat tussendoor.

edit: rechts op de foto zijn de witte en oranje getwiste draden de wisselspanning van het net om via een kleine stekkertrafo de nuldoorgang te meten.

Op 29 oktober 2018 00:23:29 schreef MGP:
Het is een opnemer die zal weten of ik stroom afneem of op het net injecteer en daarom moet ik weten wanneer de spanningsinus in de positieve helft zit en of de stroomsinus ook in de positieve helft zit want dan neem ik stroom uit het net.
Is de stroom in tegenfase dan injecteer ik.

Als je geen vast beginpunt hebt is het moeilijk om metingen te doen want alle metingen gebeuren binnen de pos halve periode.
In principe kan ik ook het negatieve deel gebruiken en meten maar dat heeft nu weinig zin en moet ik mij eerst vertrouwd maken met het systeem.

Ik snap het denk ik verkeerd. Naar mijn idee zijn er 2 stroomopnemers nodig. Eentje voor de aan het net geleverde stroom en eentje voor de aan de extra ballast geleverde stroom. Voor het schatten van het aan de ballast geleverde vermogen heb je de nuldoorgangen van de spanning niet strikt nodig (zoals al opgemerkt door Klaas Z). Het wordt zelfs algemener bruikbaar als je geen gebruikt maakt van die nuldoorgangen, bijv. als in/uitschakelen van de ballast niet synchroon loopt met de netspanning.
Ik heb geen idee hoe snel de metingen en verwerking kunnen. Je zou ook kunnen denken aan continu sampelen en met exponential smoothing het geschat vermogen na ieder sample updaten. Dan hoef je geen historie van meetwaarden te onthouden en krijg je een uiterst eenvoudig programma.

Op 29 oktober 2018 00:23:29 schreef MGP:
Het is een opnemer die zal weten of ik stroom afneem of op het net injecteer en daarom moet ik weten wanneer de spanningsinus in de positieve helft zit en of de stroomsinus ook in de positieve helft zit want dan neem ik stroom uit het net.
Is de stroom in tegenfase dan injecteer ik.

In een eerder bericht had je gezegd dat stroom en spanning in fase zijn. Vandaar mijn opmerking dat je de nuldoorgangen niet hoeft te detecteren. Maar als de energierichting kan veranderen dan moet dat inderdaad wel.

Zonder nuldoorgang is het veel moeilijker, ik heb een stabiele houvast nodig

Voor mij steekt het niet zo nauw, ik ga bv de regellimiet stellen op 100W, maw ik zou nog 100Wh in het net steken zonder daar gebruik van te maken.

In de zomer kun je toch niet alles verbruiken wat je opwekt zonder opslagcapaciteit maar in de winter is dat andere koek, op een zonnige koude dag heb ik redelijk veel overcapaciteit sedert de kinderen het huis uit zijn en dan kan ik bv de badkamer overdag verwarmen met elektriciteit.

De badkamer (bekabeling) werd 10j geleden daarvoor al ingericht en ik denk ook van later, in de zomer, mijn warm water erop aan te sluiten maar daarvoor heb ik nog een ander boiler nodig die ook op elektriciteit/indirect gas kan.

ALS het salderen wegvalt natuurlijk en het ziet ernaar uit dat ze de wet in die zin gaan aanpassen als de digitale meters eraan komen volgend jaar.

Het is een goede oefening om een en ander uit te pluizen en ik heb veel tijd en het is ook goed om mijn grijze cellen grijs te houden

Op 30 oktober 2018 16:19:28 schreef aobp11:
[...]Ik snap het denk ik verkeerd. Naar mijn idee zijn er 2 stroomopnemers nodig. Eentje voor de aan het net geleverde stroom en eentje voor de aan de extra ballast geleverde stroom.

Je hebt geen 2 stroomopnemer nodig, stroom verschuift 180° tov de spanning en dat kun je meten, een Ferrarismeter draait toch ook omgekeerd als de stroom omkeert.
Je moet wel meten tussen de meter en de zekeringskast.

Op 30 oktober 2018 16:50:55 schreef KlaasZ:
[...]In een eerder bericht had je gezegd dat stroom en spanning in fase zijn.

Ja ik wil dat de spanning en stroom in fase zijn (makkelijker programma) als ik stroom injecteer en dat kan eenvoudigweg door de wisselspanningsdraden van de nuldoorgangdetectie om te draaien.

Als je 's avonds 2500kWh 2500W in het net steekt terwijl je kookt verwissel de draden dan maar.

Op 30 oktober 2018 17:54:00 schreef MGP:
Ja ik wil dat de spanning en stroom in fase zijn (makkelijker programma) als ik stroom injecteer en dat kan eenvoudigweg door de wisselspanningsdraden van de nuldoorgangdetectie om te draaien.

Als de energierichting omkeert zijn ze in tegenfase. Dat is niet hetzelfde als in fase.

Als je 's avonds 2500kWh in het net steekt terwijl je kookt verwissel de draden dan maar.

Wat voor huis heb jij dat je op één avond 2500kWh kan terugleveren? Ik denk dat je 2500W bedoelt.

Ja idd, je maakt het mij toch moeilijk hé, als je maar begrijpt wat ik bedoel ben ik tevreden

Ik hou er niet van om te moeten interpreteren wat iemand bedoelt. Dingen zouden een stuk begrijpelijker worden als je de correcte eenheden gebruikt.

Wel wel.. rotdag gehad ?

Hetzelfde trafootje wat je gebruikt om de spannings nuldoorgangen te detecteren kun je ook benutten om de netspanning (en -fase) te meten. Kwestie van weten wat de transformatieverhouding is en de piekwaarde meten...

@Klaasz: dat is dan de ideale wereld.
Helaas is de werkelijkheid een tikkie anders, de TomTomClub heeft daar ooit een hit(je) mee gescoord.

Het is een test, de echte stroomtrafo, een SCT013-030 zit ergens tussen China en BE.

Ik heb ondertussen ook mijn nieuw programma af.
De nood van een nuldetectiedoorgang is ook dat ik nog niet weet hoe ik de output ga maken, fase aan(af)snijding of relais ...
Nu is het PWM omdat ik op mijn display kan zien hoe de dutycycle op of afloopt.

En als ik een trafo gebruik met 2secundaire windingen kan ik er 1 van gebruiken als 5V voeding

Op 30 oktober 2018 21:35:02 schreef MGP:
Wel wel.. rotdag gehad ?

Nee hoor, prima dag gehad. Hoezo?

@MGP: Ik begrijp het nog steeds niet. De bedoeling is toch om (als er overcapaciteit is) zoveel vermogen af te laten nemen door de ballast dat je geen energie meer aan het net levert en ook niet van het net afneemt? M.a.w. dat stroomXspanning aan de netkant gemiddeld op nul uit komt? Dat kun je niet zien door metingen van de ballaststroom. Zoals je zelf al zei, die meting wordt verder nergens voor gebruikt, alleen om te showen op een display.

Alle bewerkingen zijn op ADC niveau, van 0 - 1023 en ik kan ook die getallen tonen op mijn display als ik dat nodig acht.
Later kunnen die cijfers omgezet worden in watt of ampere want ik weet ook nog niet hoe die stroomtrafo het zal doen.
Ik ga er nu vanuit dat die 4Vtt overeenkomt met 25Arms en dat wordt op het display gezet.

Ik heb ook nog een 10tal verschillende stroomtrafo's uit frequentieregelingen zoals die LEM typen, maar die hebben een dubbel voedingsspanning +15/-15v nodig.

Misschien heb ik nog iets over het hoofd gezien in mijn opvatting, vandaar mijn eerste mislukking.

Ik ga zoals ik al schreef niet tot nul gaan maar +-100W blijven injecteren al de rest zou ik zelf moeten kunnen opsouperen.

Het moet een soort MPP tracker worden.

Het moet ook nog praktisch te doen zijn, ik heb ook nog veel vragen.
Als niet lukt kost het mij toch bijna niks, behalve tijd en dat heb ik genoeg

Nu eerst bekijken of ik in de juiste richting zit.

Op 31 oktober 2018 00:03:28 schreef MGP:
Ik heb ook nog een 10tal verschillende stroomtrafo's uit frequentieregelingen zoals die LEM typen, maar die hebben een dubbel voedingsspanning +15/-15v nodig.

Zelf gebruik ik deze serie nogal eens, ze zijn er met verschillende stroom waardes.

https://nl.rs-online.com/web/p/products/497378?cm_mmc=NL-PPC-DS3A-_-go…

Ja, redelijk dure dingen om mee te experimenteren.
Wel mooi en belangrijker is dat ze geen voedingsspanning nodig hebben.

Ik heb er geen die open kunnen, allemaal gesloten exemplaren, jammer genoeg.

Deze namiddag tijd gehad om verder te werken aan mijn PV injectie stroommeting.

In de video zie je het display met de waarden ingelezen door de PIC adc's en berekeningen.

Afkortingen:

% PWM dutycycle
A omgerekende fictieve ampéres(X4), lamp=35W(3A)
L interne level
M 5V/2 = 1024/2 = 512
R stroom_top in adc eenheden(0..1023)
De 4cijfers zonder prefix is het vermogen.

Met een lamp van 35W toont het display 2760W of 12A*230V

Het scoopbeeld toont boven de ~spanning voor de 0 doorgang en de onderste de stroom.
Tijdens de injectiemeting in ze door mij bewust in fase gezet door de wisselspanning om te keren, op laatste van de video zie je de stroom in tegenfase omdat ik de wisselspanning terug heb omgekeerd.

Halverwege de video schakel ik een 10W lampje in, waarvan de stroom in tegenfase is met de 35W lamp (2de wikkeling op de stroomtrafo)

Dan zie je de stroom zakken naar 9A en het vermogen naar 2070W injectie en niettegenstaande dit blijft de PWM op 100%, die maar zal zakken als het injectievermogen onder de 100W zakt.

Allemaal moeilijk in beeld te brengen maar het werkt zoals ik in gedachten had.

Nu wachten op mijn stroomtrafo om de parameters in het programma aan te passen en te testen met de zonnepanelen.
Daarna eens kijken hoe ik de verbruikers te best kan schakelen, we hebben tijd zolang we kunnen salderen.

In het filmpje zie je soms de cijfers naar links schuiven, dit komt omdat het display elders werd gebruikt op 2400b en had geen goesting om de 9600b versie in te laden, dan zie je dat niet.

Kladschema ook bijgevoegd.

edit: de berekeningen zijn nog zonder stroomsamples (nu met enkel de topwaarde), dat is voor de definitieve versie

Filmpje.