Heute wollen wir euch das Energy Monitor Bricklet und dessen Fähigkeiten im Detail vorstellen.
Fangen wir mit der technischen Spezifikation an. Das Bricklet kann folgende Werte messen:
- Voltage (V): RMS-Spannung (Effektivwert) mit einer Auflösung von 10mV
- Current (A): RMS-Strom (Effektivwert) mit einer Auflösung von 10mA
- Energy (Wh): Energie (integriert über Zeit) mit einer Auflösung von 10mWh
- Real Power (W): Wirkleistung mit einer Auflösung von 10mW
- Apparent Power (VA): Scheinleistung mit einer Auflösung von 10mVA
- Reactive Power (VAR): Blindleistung mit einer Auflösung von 10mVAR
- Power Factor: Leistungsfaktor mit einer Auflösung von 1/1000
- Frequency (Hz): AC-Frequenz der Netzspannung mit einer Auflösung von 1/100 Hz
- Waveform Voltage (V): Wellenform der RMS-Spannung mit einer Auflösung von 100mV
- Waveform Current (A): Wellenform des RMS-Stroms mit einer Auflösung von 10mA
Die Wellenformen werden dabei als 768 Datenpunkte zurückgegeben. Damit bilden diese Punkte ungefähr 3 volle Sinuskurven bei 50Hz ab. Die Frequenz wird vom Bricklet alle 6 Sekunden neu berechnet. Alle anderen Werte werden über 10 Nulldurchgänge der Spannungs-Sinuskurve integriert. Bei einer Standard-Netzspannungsfrequenz von 50Hz entspricht das 5 Messungen pro Sekunde.
Um diese Messungen durchführen zu können, nutzt das Energy Monitor Bricklet zwei unterschiedliche Transformatoren:
- AC/AC Spannungstransformator (230V/9V): Dieser Spannungs-Trafo wird in eine Steckdose gesteckt. Er generiert aus der 230V AC Eingangsspannung eine Ausgangsspannung von 9V AC. Die Ausgangsspannung ist ungefährlich und kann recht einfach von einem ADC auf dem Bricklet ausgelesen werden. Alle anderen Eigenschaften der AC-Sinuskurve bleiben allerdings bestehen und können entsprechend ausgewertet werden.
- 5A:1V und 30A:1V Stromwandler (klappbar): Diese Strom-Trafos können den AC-Strom, der durch eine Leitung fließt, berührungsfrei in eine Spannung umwandeln (im Verhältnis 5A/30A zu 1V). Die Ausgabespannung ist wieder ungefährlich und kann einfach von einem ADC auf dem Bricklet ausgelesen werden.
Mit den Daten beider Trafos zusammen kann die AC-Spannung und der AC-Strom im zeitlichen Verlauf gemessen werden und es können die oben beschriebenen Messdaten bestimmt werden. Dabei befindet sich nirgendwo auf dem Bricklet die eigentliche Netzspannung, somit kann es problemlos berührt werden.
Im folgendem Video wird das Energy Monitor Bricklet zusammen mit vier unterschiedlichen Lasten (Lüfter, Heizung, LED und Energiesparlampe) getestet: