Ich beantworte nicht die Frage nach dem ADC und wie man ihn anschließt; Stattdessen gebe ich kostenlose Ratschläge, die Sie annehmen können oder nicht.

Ich möchte mit dem Himbeer-Pi den Stromverbrauch mehrerer Haushaltselektronik messen und die Informationen zur späteren Analyse aufzeichnen.

OK, das ist die Leistung , die Sie messen möchten, und die Leistung ist Spannung x Strom , nicht Strom allein oder Spannung allein - Sie müssen einen ADC-Eingang für die Spannungswellenform reservieren und Sie müssen Spannungs- und Stromproben bei etwa 1 kHz und nehmen rechnen Sie intern auf der MCU. Sie sollten auch erwägen, einen ADC speziell für die Spannung zu reservieren, da dieser im identischen Zeitschlitz abgetastet werden muss, damit bei der Berechnung der Leistung kein Phasenwinkelfehler auftritt.

Wenn Sie glauben, dass Sie dies mit Stromwandlern, Dioden, Kondensatoren und einem Gleichstromeingang zu Ihrem ADC tun können, denken Sie noch einmal darüber nach - das ist nicht die Leistung, ABER wenn Sie tatsächlich Strom messen möchten, ist das in Ordnung.

OK, ich werde den ADC erwähnen

Ein bisschen mehr über den ADC in der Frage - wenn Sie dies richtig machen möchten, verwenden Sie dieses Gerät nicht - es kann nicht alle Eingänge gleichzeitig abtasten. Ich habe aus gutem Grund vorgeschlagen, mit einer Abtastrate von 1 kHz zu arbeiten, da Sie für einen 50-Hz-Zyklus (20 Millisekunden) 20 Abtastungen nehmen und bis zur neunten Oberwelle richtig berücksichtigen können$^1$des Stroms, aber Sie benötigen eine gleichzeitige Abtastung, denn wenn Sie eine Abtastung zwischen Spannungs- und Strommessungen "durchrutschen" würden, wären Sie in 20 Millisekunden um 1 Millisekunde ausgefallen, und das ist ein Phasenwinkel von 18 Grad und ergibt einen "Leistungsfaktor" -Fehler von 1 -cos(18 Grad) = 4,9 %.

Harmonische

$^1$Neunte Harmonische - Ich spreche von Verzerrung der aktuellen Wellenform und der Möglichkeit, Harmonische zu unterdrücken - Sie können dies tun, indem Sie schnell genug Samples nehmen - stellen Sie sich das wie Aliasing vor - Sie müssen mit der doppelten höchsten Frequenz sampeln, um " behandeln" diese Frequenz. Die neunte Harmonische ist in Ordnung, aber nur in Ordnung. Hier ist eine typische Stromwellenform eines Stücks Elektronik mit einem herkömmlichen Stromrichter im Inneren: -

Die sauberer aussehende Wellenform (nahezu sinusförmig) repräsentiert die Wechselspannung und die stark verformte Wellenform den Strom. Ich kann in meinem Kopf keine Fourier-Analyse durchführen, aber ich weiß intuitiv, dass diese Wellenform reich an Obertönen ist und Sie schnell genug abtasten müssen, um Fehler zu minimieren.

Was ist mit Triac-gesteuerten Lichtern? Hier ist die Wellenform. Wenn Sie also Dimmer haben, erwarten Sie keine sehr genauen Ergebnisse, bis Sie Samples bei vielleicht 5 kHz nehmen: -

Ich denke, die gute Nachricht ist (wenn Sie eine niedrige Abtastrate verwenden möchten), dass gewöhnliche, stromineffiziente Wolfram-Glühlampen wenig Oberwellen aufweisen, da sie eine ohmsche Last sind, aber wenn Sie viele davon haben, sind Sie am besten Geben Sie Ihr Geld für Öko-Alternativen aus, anstatt den Strom zu überwachen. Es ist ein wenig ironisch, dass die am einfachsten zu messenden Geräte diejenigen sind, die Sie loswerden sollten! LED-Beleuchtung, Leuchtstofflampen usw. sind alle ziemlich reich an Oberwellen, es sei denn, Sie kaufen diejenigen mit Leistungsfaktorkorrektur. Folgendes kann es tun: -

Ohne Leistungsfaktorkorrektur ist die Stromwellenform rechts verzerrt und hinkt der Spannung hinterher. Die Anwendung einer passiven PF-Korrektur (Mitte) hilft, die Wellenform ein wenig wiederherzustellen, aber in einem Netzteil mit aktiver PF-Korrektur (links) wird die Stromwellenform fast perfekt zu einer Sinuswelle wiederhergestellt, die mit der Spannung ausgerichtet ist.

Informationen zum Leistungsfaktor stammen von hier .

Das MCP3008 verfügt über eine SPI-Schnittstelle. SPI ist ein ausgeklügeltes Protokoll, das es Ihnen ermöglicht, mehrere Slaves miteinander zu verbinden, wodurch die Anzahl der erforderlichen Drähte minimiert wird. Ich gehe davon aus, dass Raspberry Pi über eine SPI-Schnittstelle verfügt, also müssen Sie das überprüfen. Das würde bedeuten, dass Sie 5 dieser ADCs an Ihren Himbeer-Pi anschließen können, indem Sie SCLK, MOSI und MISO (auch bekannt als Clk, Din, Dout) teilen und jeder ADC sein eigenes SS\-Signal (auch bekannt als CS) erhalten würde. Diese Konfiguration würde insgesamt 8 I/Os von Ihrem R-Pi erfordern. Sie müssen die ADCs auch mit VDD, Vref, DGnd und AGnd gemäß dem Datenblatt versehen. Wikipedia bietet eine gute Beschreibung von SPI für Anfänger, und die Referenzen unten können weitere Erläuterungen liefern (zusätzlich zur Beschreibung im MCP3008-Datenblatt). Du'

Wikipedia-SPI-Beschreibung