DE3619053A1 - Stromkostenzaehler - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Stromkosten­ zähler zur Ermittlung der laufenden Kosten einzel­ ner elektrischer Verbraucher.

Üblicherweise wird mit einem elektrischen Zähler nur der Gesamtverbrauch einer Wohneinheit, d.h. eines Hauses oder einer Wohnung, mit allen darin befindlichen elektrischen Verbrauchern ermittelt. In speziellen Fällen kann es aber von Interesse sein, die laufenden Kosten, die beim Betrieb eines einzelnen elektrischen Gerätes, z.B. eines Fern­ sehers, Kühlschrankes, Radios, Herdes oder Heiz­ lüfters anfallen, zu ermitteln.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Stromkostenzähler für einzelne Haushaltsge­ räte zu schaffen, um einen Eindruck der anfallenden Stromkosten zu bieten, ohne aber ein geeichtes Meß­ gerät darzustellen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorge­ sehen, daß der unmittelbar in die Stromversorgung für den Verbraucher eingeschaltete Zähler die über einen Shunt abfallende und dem Verbraucherstrom proportionale Spannung unter Aufschaltung einer dem eingestellten Tarif proportionalen Spannung ver­ stärkt und gleichgerichtet wird, und daß diese Spannung in einem Spannungs-Frequenz-Wandler in eine der anliegenden Spannung analoge Frequenz um­ gewandelt wird, die in einer programmierbaren Logik aufsummiert und über eine digitalisierte Anzeige angezeigt wird.

Um dabei den jeweiligen Tarif von außen einstellen zu können, kann ein Kodierschalter mit drei Ebenen vorgesehen sein. Es ist aber auch möglich, die Ein­ stellung über drei Potentiometer durchzuführen, deren Achsen mit Rändelscheiben zur Anzeige der eingestellten Zahlen versehen sind. Ferner kann der Tarif als digitaler Wert in einem elektrischen Speicher gespeichert sein, dessen Eingabe über Tasten erfolgt.

Zweckmäßig ist es, wenn das Maß der Verstärkung der verbraucherproportionalen Spannung durch den eingestellten Tarif bestimmt ist. Es ist aber auch möglich, daß das Tarifsignal auf die erzeugte Fre­ quenz einwirkt.

Zweckmäßigerweise ist dem Verstärker ein Spannungs­ folger nachgeschaltet, dessen Ausgangsspannung eine Offset-Spannung zur Festlegung des Arbeits­ punktes des Spannungs-Frequenz-Wandlers überlagert ist.

Die erzeugte Frequenz kann durch eine Teilerkette auf die den Kosten entsprechenden Werte geteilt und dann durch einen Zähler gezählt und angezeigt werden.

Als Anzeige eignet sich besonders eine LED- oder LCD-Anzeige.

Der Zähler kann als Wandgerät zum direkten Einstecken in eine Steckdose ausgebildet sein, wobei dann der Anschlußstecker des Verbrauchers unmittelbar in den Stromkostenzähler einsteckbar ist.

Anhand einer schematischen Zeichnung sind Aufbau und Wirkungsweise eines Ausführungsbeispiels nach der Erfindung näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 ein stark schematisiertes Prinzipschalt­ bild eines derartigen Stromkostenzählers und

Fig. 2 die perspektivische Ansicht eines derarti­ gen Zählers im einsatzfertigen Zustand.

Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, ist der Stromkosten­ zähler 1 mit einem Stecker 2 unmittelbar an eine Netzsteckdose 3 angeschlossen, während der jeweili­ ge Verbraucher 4 über seinen Anschlußstecker 5 in die Steckdose 6 des Stromkostenzählers 1 einge­ steckt ist.

Über einen Widerstand 7 wird eine dem Verbraucher­ strom proportionale Spannung abgegriffen, in einem Verstärker 8 verstärkt und nach Gleichrichtung wird in einem Spannungs-Frequenz-Wandler 9 eine der anliegenden Spannung analoge Frequenz erzeugt, die dann in einem Zähler 10 aufsummiert und digital als Kosten in einer Anzeige 11 angezeigt wird.

Für eine exakte Anzeige der Kosten muß dabei über einen Tarifschalter 12 der jeweilige Tarif einstell­ bar sein und auf die Signalspannung aufgegeben werden. Zur Einstellung des Tarifs von außen kann dabei ein Kodierschalter mit drei Ebenen verwendet werden. Ein derartiger Kodierschalter bekannter Bau­ art bietet den Vorteil, daß der Wert leicht einge­ stellt werden kann, daß die Information nicht durch Spannungsausfall verloren geht und daß der einge­ stellte Tarif ständig angezeigt wird.

Es ist aber auch möglich, den Tarif über drei ein­ fache Potentiometer einzustellen. Die Achsen an diesen Potentiometer werden dabei mit einer Rändel­ scheibe versehen, welche auch die eingestellten Zahlen anzeigt. Werden dabei die Schleifringe der Potentiometer mit einem leitenden Raster bedruckt, kann auch hiermit eine ausreichende Genauigkeit er­ zielt werden.

Es ist aber auch möglich, den Tarif als digitalen Wert in einem elektrischen Speicher zu speichern. Hierbei ist jedoch eine Pufferung durch einen Akku erforderlich. Die Eingabe erfolgt zweckmäßigerweise über Tasten.

Darüber hinaus ist eine Einstellung des Tarifs auch über Kodierkarten, Stecker oder Stifte möglich, die über eine geeignete Matrix entsprechende Verbin­ dungen herstellen.

Der eingestellte Tarif kann dabei auf das unmittel­ bar abgegriffene Meßsignal, das verstärkte Meßsignal oder aber auch auf die Frequenz einwirken. Zweck­ mäßig ist es, wenn die Verstärkung des Verstärkers 8 unmittelbar durch den Tarifschalter 12 erfolgt.

Zweckmäßigerweise ist dem Verstärker 8 noch ein nicht näher dargestellter Spannungsfolger nachge­ schaltet, wobei der Ausgangsspannung des Spannungs­ folger eine Offset-Spannung überlagert wird, mit der der Arbeitspunkt des Spannungs-Frequenz-Wandlers 9 bestimmt wird. Die erzeugte Spannung wird dann durch eine Teilerkette auf die den Kosten entspre­ chende Werte geteilt, durch einen Zähler 10 ge­ zählt und über eine LED- oder LCD-Anzeige angezeigt. Dabei ist jedoch eine Ausführung als LCD-Anzeige vorzuziehen, da durch den geringeren Stromverbrauch gegenüber der LED-Anzeige die Versorgungsspannung über einen kleineren Akku gepuffert werden kann.

In Abwandlung ist es auch möglich, daß das am Wider­ stand 7 abgegriffene Meßsignal durch einen Wechsel­ spannungsverstärker verstärkt und erst danach gleich­ gerichtet wird. Zur Messung kleiner Ströme kann da­ bei ein Bereichsschalter eingesetzt werden, da bei zu kleinen Signalspannungen der Spannungs-Frequenz- Wandler nicht linear arbeitet. Für die Erzielung einer größeren Genauigkeit bei sehr kleinen Signalen kann eine negative Versorgungsspannung erforderlich sein.

In Fig. 2 ist ein fertiger Stromkostenzähler 1 in perspektivischer Ansicht gezeigt, der in seiner oberen Frontplatte 15 den Tarifschalter 12 sowie die Anzeige 11 und eine Starttaste 16 zeigt, mit der das Gerät auf die Anzeige "0" gebracht werden kann. Im unteren Teil ist die Steckdose 17 eingelassen, in die direkt der Verbraucherstecker eingesteckt werden kann.

Der Stromkostenzähler 1 kann dabei als Wandgerät zum direkten Einstecken in eine Steckdose, als Tischgerät mit Verlängerungskabel oder als Einbau­ gerät in Geräte oder Wände als direkte Kombination mit der Netzsteckdose ausgeführt werden.

Der dargestellte Stromkostenzähler soll kein ge­ eichtes Meßgerät sein, sondern lediglich einen Ein­ druck der anfallenden Stromkosten bei der Benutzung von Haushaltsgeräten unmittelbar zum Zeitpunkt des Verbrauches bieten.

Claims (12)

1. Stromkostenzähler zur Ermittlung der laufenden Kosten einzelner elektrischer Verbraucher, dadurch gekennzeichnet, daß der unmittelbar in die Stromversorgung (3) für den Verbraucher (4) eingeschaltete Zähler (1) die über einen Shunt (7) abfallende und dem Verbraucher­ strom proportionale Spannung unter Aufschaltung einer dem eingestellten Tarif (12) proportionale Spannung gleichgerichtet und verstärkt wird, diese Spannung in einem Spannungs-Frequenz-Wandler (9) in eine der anliegenden Spannung analoge Frequenz umgewandelt und in einer programmierbaren Logik (10) aufsummiert und über eine Digital-Anzeige (11) angezeigt wird.

2. Stromkostenzähler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einstellung des Tarifs ein Kodierschalter mit drei Ebenen vorgesehen ist.

3. Stromkostenzähler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung des Tarifs über drei Potentiometer erfolgt, deren Achsen mit Rändelscheiben zur Anzeige der eingestellten Zahlen versehen sind.

4. Stromkostenzähler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifringe der Potentiome­ ter mit einem leitenden Raster bedruckt sind.

5. Stromkostenzähler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tarif als digitaler Wert in einem elektrischen Speicher gespeichert ist, dessen Eingabe über Tasten erfolgt.

6. Stromkostenzähler nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Maß der Verstärkung der verbraucherproportio­ nalen Spannung durch den eingestellten Tarif be­ stimmt ist.

7. Stromkostenzähler nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Tarifsignal auf die erzeugte Frequenz ein­ wirkt.

8. Stromkostenzähler nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem Verstärker (8) ein Spannungsfolger nachgeschaltet ist, dessen Aus­ gangsspannung eine Offset-Spannung zur Festlegung des Arbeitspunktes des Spannungs-Frequenz-Wandlers (10) überlagert ist.

9. Stromkostenzähler nach Anspruch 1 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die erzeugte Frequenz durch eine Teilerkette auf die den Kosten entspre­ chenden Werte geteilt wird, die durch einen Zähler (10) gezählt und angezeigt wird.

10. Stromkostenzähler nach Anspruch 1 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeige (11) als LED- oder LCD-Anzeige ausgeführt ist.

11. Stromkostenzähler nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß er als Wandgerät (1) zum direkten Einstecken in eine Steckdose ausge­ bildet ist.

12. Stromkostenzähler nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromkostenzähler (1) eine Steckdose (17) zum direkten Anschluß des Verbrauchers (4) aufweist.