Besser messen

[herbk]

Hallo zusammen,
ein Fakt ist mir irgendwann bei meinen Versuchen mit den Windrädern klar geworden: Sie (und andere "Stromerzeuger" wie z.B. Solarmodule) lassen sich nur beurteilen wenn man sie unter identischen Bedingungen vergleicht, welche sich aber nur im Labor herstellen lassen.
Eine weitere Erkenntnis war aber auch: solche Laborversuche lassen, besonders bei Windkraftanlagen, nicht wirklich Rückschlüsse auf die Anwendung in der Praxis zu. Deshalb habe ich irgendwann begonnen solche Tests nur noch im direkten Vergleich und mit Aufzeichnen von Messreihen durchzuführe, - einige Ergebnise und die daraus entstandenen Diagramme kennt Ihr aus den alten Beiträgen. Verwendet hatte ich damals DMM's mit USB Anschluss und einen Laptop. Hat funktioniert, war aber immer noch sehr eingeschränkend weil nur einsetzbar wenn eine Steckdose für den Laptop in der Nähe war.
ABER: Wo Steckdosen sind, ist so gut wie nie der erforderliche unverbaute Platz für mehrere Windräder...

Im Zuge einer anderen Bastelei bin ich dann mit den "Arduino" Entwicklungsboards in Berührung gekommen und irgendwann kam der Gedanke: daraus muss sich doch ein für Langzeit- Vergleichsmessungen geeignetes Messgerät bauen lassen !

OK, hat einige Zeit gedauert... a weil ich keine Ahnung vom programmieren in C++ hatte und b weil ich ja auch noch arbeiten muss.
Seit ca 2 Jahren habe ich jetzt so ein Eigenbau- Vergleichsmessgerät und nach einigen Nachbesserungen bin ich inzwischen auch recht zufrieden damit. Weil das Vorhandene inzwischen im Dauereinsatz ist habe ich beschlossen noch ein oder zwei zu bauen. Das Erste davon ist jetzt fast fertig (es fehlt nur noch das Kalibrieren und anpassen der Software) und ich hab' mir gedacht ich könnte ja mal ein paar Bilder davon zeigen.

Mh_1.png (897.58 KiB) 4003-mal betrachtet

Die "Aussenansicht"

Mh_2.png (1002.71 KiB) 4003-mal betrachtet

innen ohne

Mh_3.png (950.59 KiB) 4003-mal betrachtet

und mit Akku


In dieser Ausführung läuft das Ganze etwa 2 Monate autark, wenn ich den Akku parallel per Solarmodul nachlade muss ich nur im Winter aufpassen, weil bei uns da in den letzten Jahren so gut wie keine Sonne schien.

Falls jemand am Nachbau interessiert ist: Materialkosten liegen bei ca 30,- € (ohne Akku), Die CAD Daten für das "Haus" und die Software gebe ich gerne weiter (Bernd, wenn Du nichts dagegen hast hänge ich es auch hier an).

[Bernd]

Hallo Herbert, du kannst gerne alles was Dir wichtig erscheint in Dateiform hier anhängen.
Das Gerät klingt interessant. Was genau macht es denn und wie funktioniert es bzw. was kann es ?

Grüße

Bernd

[herbk]

Hallo Bernd,
wichtig ist es nur wenn's jemand nachbauen möchte...

Hm, wie beschreibe ich jetzt was das Gerät macht ?
Es misst (Gleich-) Strom, gleichzeitig in 2 Stromkreisen, und schreibt die Messdaten mit Datum und Zeit jede Sekunde auf eine Micro SD Karte. Diese Daten können dann in eine eine Tabellenkalkulation (wie Calc oder Excel) importiert und ausgewertet werden. Weil wirklich beide Kanäle so gut wie gleichzeitig gemessen werden erhält man wirklich vergleichbare Werte. Jeder geschriebene Wert wird aus rund 10.000 einzelnen Messungen (innerhalb einer Sekunde) gemittelt.
Wo das Gerät leider etwas schwächelt ist im ganz niedrigen mA Bereich... Das ist 2 Umständen geschuldet: 1. der 0,012 Ohm Shunt ermöglicht zwar bis 9A zu messen, aber die Auflösung wird da halt relativ grob. 2. Der AD Wandler des MC hat einen kleinen Offset, den ich "unten rum" rausrechnen muss. Das ist aber bei beiden Kanälen gleichmäßig und kann zum Vergleichen vernachlässigt werden.


Gemessen wird über einen Shunt, 0,012 Ohm, der Microcontroller übernimmt das Berechnen der einzelnen Werte und das Schreiben auf die Speicherkarte. Alle Sekunde eine Datensatz ergibt pro Tag eine Datei mit 86.400 (auch hier: so etwa 150 Sekunden fehlen, das ist die Zeit die der MC beim Schreiben vertrödelt) Datensätze. Das ist so viel, - Calc hat da ganz schön gerechnet wenn ich eine Diagramm daraus haben wollte. Da der MC noch Kapazitäten frei hatte, habe ich dann noch eine zweite Funktion eingebaut welche den Strom gleich in mAh auf addiert und in einer anderen Datei speichert.

Ich mache damit alle möglichen Vergleichsmessungen, - viele Standort bzw. Ausrichtungsvergleiche von Solarmodulen genauso wie Vergleich der Stromaufnahme von Verbrauchern. Windräder vergleichen geht natürlich auch...
Das Paraktische ist einfach: man kann Langzeitmessungen machen ohne groß darauf aufpassen zu müssen.