VoltAmpermetru-230Vac-TRMS-cu Atmega8

[Marin1960]

Intre timp, pe o placa de dezvoltare home made pentru Atmega8, am crescut rata de esantionare de la aprox 1khz la 10khz. Afisarea valorilor a fost facut pe LCD 2x16.

Am testat masurarea pe diverse forme de unda (sinus si dreptunghiular) de la 50 Hz la 2000Hz si rezultatele sunt mai bune decat ma asteptam. Este muuult mai usor de afisat pe LCD vs display cu leduri!

[XAN77]

îmi puteți face o verificare?

Ce consum indică pentru un oarecare bec economic, sau tub fluorescent cu balast electronic, față de curentul măsurat cu un banal multimetru ce măsoară curent alternativ? Pe aceeași sarcină bineînțeles. De ce doresc asta! Cînd mă chinuiam să măsor cît consumă acest tip de consumatori am aflat că nu e posibil cu un multimetru banal, că aceste sarcini introduc defazaj etc și aș avea nevoie de aparat cu true rms.

[Depanatoru]

Masurarea puterii active cand consumatorul nu e o simpla rezistenta U x I x cosFi n-are legatura ca e truerms , trebuie masurat defazajul intre tensiune si curent

[unuldinei]

Stai asa ! Ca nu mai inteleg nimic !!! Pana la urma nea' enelu'  ce si cat ne masoara la contorul ala cu disc ?...

[Depanatoru]

Contorul mecanic masoara puterea activa daca presupunem ca nu ne fura    ... defazajul se obtine din felul cum sunt construite fizic bobinele de curent si de tensiune la un anumit unghi intre ele si care bineinteles sunt in cuplaj magnetic .

Contorul electronic obtine defazajul dintre curent si tensiune masurand intarzierea cu care cele doua sinusuri trec prin zero

Editat Mai 1, 2014 de Depanatoru

[ardiles]

defazajul dintre curent si tensiune masurand intarzierea cu care cele doua sinusuri trec prin zero

daca sunt sinusuri, ca de multe ori numai sinusuri nu sunt...tocmai de-aia se deoreste truerms, ca pe langa faptul ca nu mai sunt sinusuri, mai sunt si armonicele fiecaruia dintre ele, curent, tensiune...

mai multe tensiuni, mai multi curenti, nici macar sinusuri, de pacaleste/introduce in eroare orice chinezarie de multimetru.

Editat Mai 2, 2014 de ardiles

[Depanatoru]

Pana la discutii amanuntite despre cum arata forma de unda ( din simplitate le-am zis sinusuri ) , trebuie sa se masoare defazajul curent-tensiune ... care n-are legatura ca e truerms sau nu . Fara defazaj n-ai cum masura consumul sau puterea activa  care conteaza  , numai la sarcini rezistive , ca majoritatea avem pe acasa multimetre truerms ...

Aparatul din poza masoara destul de corect consumul la becuri economice , ca s-au pomenit , sau alte sarcini inductive , etc . Defazajul apare ca "power factor" . La un bec economic indica power factor in jur de 60 , daca inmultesti numai curentul cu tensiunea nu da nici pe departe corect. Aici depinde si de calitatea becurilor , unul chinezesc e mereu mai slab decat scrie pe el

 

Editat Mai 2, 2014 de Depanatoru

[Marin1960]

Depanatoru are dreptate cand afirma ca factorul de putere (cosφ) conteaza foarte mult.

Sa exemplific pentru XAN: am masurat tensiunea, curentul si factorul de putere pentru un bec PHILIPS economic de 23W.

U=235 V

I=0,16 A

cosφ=0,63 (raportul intre puterea activa P si puterea aparenta S)

Puterea aparenta S=U*I= 235 * 0,16 = 37,6 VA, dar cosφ=P/S, rezulta de aici ca puterea activa a becului este P=S * cosφ = 235*0,16*0,63=23,68W.

Rezultatul este foarte apropiat de puterea marcata pe bec=23W, aproximativ 3% abatere!

 

In concluzie XAN, nu-ti trebuie neaparat un instrument de masura TRMS, ci unul capabil sa masoare defazajul tensiune curent. Aparatul postat de Depanatoru este un instrument suficient de precis pentru nevoi curente (ca in exemplul de mai sus).

 

In alta ordine de idei, aparatul construit de mine are un factor de putere extrem de mic (aproximativ 0,05) din cauza alimentarii cu condesator.

[UDAR]

Factorul de putere definit ca și cos(φ) este valabil pentru  sinusoide. Pentru semnale nesinusoidale el se înmulțește cu un factor de corecție dependent de distorsionarea formei de undă egal cu 1/√(1+(THD/100)²) unde THD este în procente. Este un caz simplificat , s-a presupus că numai curentul este distorsionat ( apreciere acceptabilă în practică ). Acest lucru poate fi ușor pus în evidență în cazul redresorului ( dublă alternanță ) cu sarcină rezistivă și filtru capacitiv. La acesta curentul și tensiunea la intrare sunt în fază ( aproape perfect ) , adică maximele și minimele coincid. Totuși măsurînd curentul cu un aparat NON-RMS și calculând puterea se obțin rezultate eronate din cauza formei puternic nesinusoidale a curentului. Metoda folosită de inițiatorul topicului pentru a măsura o tensiune sau un curent RMS este corectă, plecând de la definiție. Măsurînd cu un astfel de aparat curentul în exemplul cu redresorul se obține o valoare corectă. Evident însă că înmulțind o tensiune RMS cu un curent RMS , la modul general, nu se obține putere activă W ci aparentă VA. 

 

EDIT Adaug un link pe care l-am găsit acum , mai e multă literatură pe NET despre asta în contextul unor normative relativ recente despre condițiile impuse aparaturii casnice privind factorul de putere și distorsionarea formei de undă.

 

http://users.ece.utexas.edu/~grady/POWERFAC.pdf

Editat Mai 5, 2014 de UDAR

[Marin1960]

Pentru cei interesati de constructia unui voltmetru-ampermetru care sa masoare tensiunea retelei de 230V postez intr-o arhiva schemele si cablajele in Eagle 6.5 impreuna cu doua fisiere hex, unul pentru transformator de curent AC1020 si unul pentru AC1050. Cablajele au fost gandite sa intre intr-o carcasa de sina tip DIN cu dimensiunile 90 x 53 mm (simbol 3MH53/5 la tme).

 

Discutiile despre forma tensiunii si curentului in cazurile sinusoidal si nesinusoidal sunt interesante, dar aparatul asta nu poate face mai mult decat face: masoara ceva care poate avea orice forma (in jurul frecventei de 50Hz) si afiseaza valoarea rms.

 

Masurarea puterii sau a energiei consumate din retea nu este chiar simpla (este suficient sa va uitati doar pe link-ul postat de UDAR daca nu aveti alta bibliografie) si clar, nu este de nasul unui aparat controlat de un Atmega8.

 

VA-trms-v4.rar

[Marin1960]

Am uitat sa va spun ca Atmega8 lucreaza cu oscilatorul intern la 8MHz si 65ms start-up. Cum programarea fusebit-ilor este o problema, in imaginea de mai jos vedeti starea lor citita cu Sinaprog, Khazama si eXtreme Burner.

[lucian14]

O mica neconcordanta am sesizat, spuneti ca Atmega8 lucreaza cu oscilatorul intern la 8MHz dar fusebitii Low E3, High D9 inseamna 4MHz, cum ati setat in realitate?

[Marin1960]

Mea culpa!

Am doua prototipuri, unul tactat la 4MHz unul la 8MHz. Fisierele hexa postate sunt compilate pentru 8MHz!

Nu este "O mica neconcordanta" ci una mare!

Multumesc pentru observatie!

[Marin1960]

In urma cu aproape o luna, am inceput o varianta cu afisare pe LCD. Tot in acea perioada, cineva (unuldinei) se intreba daca mai departe vom afisa Puterea activa, eventual un contor de energie!Sincer sa fiu mi s-a parut destul de mult pentru o asemenea cutiuta, dar citind notele de aplicatii disponibile pe site-ul Atmel, am descoperit “Atmel AVR465: Single-Phase Power/Energy Meter”, o aplicatie interesanta de masurare a puterii active respectiv a energiei dintr-un sistem monofazat.

Mi s-a parut fezabil si l-am adaptat pentru un Atmega8 (8MHz intern) cu afisare pe LCD si ISR produs de ADC. Astfel, pe display sunt afisate Tensiunea, Curentul, Puterea Aparenta si Puterea Activa.

Rezultatul il vedeti in cele doua imagini de mai jos: in prima am o sarcina pur rezistiva (un bec), iar in a doua am introdus un condesator in serie cu becul, sarcina devenind preponderent capacitiva. Indicatiile de pe display sunt relative si nu reflecta tensiunea si curentul real, ideea a fost sa vad comportamentul in cazul rezistiv, respectiv capacitiv.

 

Sarcina rezistiva:

 

Sarcina capacitiva:

 

In final, multumesc tuturor forumistilor care intr-un fel sau altul, m-au determinat sa incep si sa finalizez acest proiect!

 

 

[ardiles]

intrebare rapida:

este practic VA-ul de la inceputul topicului, adaptat sa afiseze pe LCD? bonus alte marimi afisate?