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Messtechnik

Zur Erfassung der Netzfrequenz wurde ein Messgerät entwickelt, welches mit Hilfe eines Mikrocontrollers die von einem Wechselspannungs-Steckernetzgerät gelieferte Spannung digitalisiert, filtert und analysiert. Die Messdaten werden über USB zu einem Raspberry übertragen, der die Speicherung, Erzeugung der Grafiken und den Upload zum Webserver übernimmt. Das folgende Bild zeigt den Aufbau:

Das Messgerät besteht aus einer einfachen Schaltung, die die vom Netzteil gelieferte Wechselspannung auf den für die Digitalisierung notwendigen Spannungsbereich bringt und einem STM32F103-Modul:

Grid Monitor (closed)
Grid Monitor (open)

Die Schaltung besteht aus nur wenigen Teilen, da die eigentliche Signalverarbeitung im Mikrocontroller stattfindet:


Die Ermittlung der Frequenz erfolgt auf 1mHz genau, was durch einfaches Zählen der Nulldurchgänge nicht zuverlässig funktioniert, da jede kleine Störung Nulldurchgänge soweit verschieben kann, so dass sporadisch relativ grosse Fehler entstehen würden. Insbesondere ein digitaler Bandpass vermeidet das Problem.

Als Nebenprodukt können auch ungewöhnliche Verläufe der Spannung selbst aufgezeichnet werden. Hier einige Beispiele, die im lokalen Netz fast täglich zumindest ein- oder zweimal zu sehen sind;





© 2024 Alexander Mumm