Mätning av ac-spänning med pic

Elektronikrelaterade (på komponentnivå) frågor och funderingar.
Användarvisningsbild
TomasL
EF Sponsor
Inlägg: 47701
Blev medlem: 23 september 2006, 23:54:55
Ort: Borås
Kontakt:

Re: Mätning av ac-spänning med pic

Inlägg av TomasL »

Nja, varför det.
En lågt belastad trafo följer nätspänningen exakt efter omsättningen, så det handlar ju bara om att fastställa exakt omsättning för trafon, vilket är enkelt.

Vidhåller att galvanisk isolering är ett krav om man skall mäta på nätet.
Användarvisningsbild
4kTRB
Inlägg: 21599
Blev medlem: 16 augusti 2009, 19:04:48

Re: Mätning av ac-spänning med pic

Inlägg av 4kTRB »

Köper du 10st trafo så är jag ganska säker på att de ger
lite olika utspänning. Det klart lindar du själv och mäter
upp så kan du få till det väldigt bra.

Optokopplare är en bra lösning som sagt.

Ja det är bara att bygga ihop och koppla in pic
för experiment. Har du två A/D ingångar behövs
inte difförstärkaren i min koppling. Du får ta
skillnaden mellan X och Y.
Nerre
Inlägg: 27403
Blev medlem: 19 maj 2008, 07:51:04
Ort: Upplands väsby

Re: Mätning av ac-spänning med pic

Inlägg av Nerre »

Det ska ju inte skilja i spänning om det är exakt rätt antal varv. Och moderna trafos lindas ju i maskiner som lär ha tämligen bra repeterbarhet.

Men ger inte en trafo en viss fasvinkelförskjutning? Det är ju inget bra om man ska mäta sann effekt.

Skulle jag bygga nåt sånt där så skulle jag låta mikrocontrollern vara spänningsförande och bara isolera interfacet mot omvärlden. Visserligen gäller det då att inte t.ex. koppla in en programmerare om den är ansluten till nätspänning, men det är ju enkelt löst genom att helt enkelt inte ha nån anslutning för en programmerare.

Då kan man mäta strömmen med en shunt också (är väl lite enklare och billigare än hall-sensor?).
Användarvisningsbild
4kTRB
Inlägg: 21599
Blev medlem: 16 augusti 2009, 19:04:48

Re: Mätning av ac-spänning med pic

Inlägg av 4kTRB »

I kopplingen jag gav så kan man alltid omvandla utspänningen till en frekvens
och skicka över till controllern via en liten pulstrafo och en F/V-omvandlare
det ger ytteligare ett isoleringssteg.
Nerre
Inlägg: 27403
Blev medlem: 19 maj 2008, 07:51:04
Ort: Upplands väsby

Re: Mätning av ac-spänning med pic

Inlägg av Nerre »

Hur svårt är det att bygga en analog multiplikator? Den ger ju en utsignal är är helt proportionell mot den verkliga effekten, om man integrerar den (med en diod och en enkel RC-länk) och har en krets som laddar ur kondingen vid en viss spänning så får man ju pulser vars antal är i princip helt proportionell mot energiförbrukningen. Låter man de pulserna stega en räknare så behöver man bara läsa av den räknaren så pass ofta att den inte hinner räkna runt mer än ett varv (passerar den noll och börjar om EN gång så är det ju lätt att räkna ut antalet pulser ändå).

Fast det kanske är mycket enklare att lösa den biten i mjukvara än hårdvara?
Användarvisningsbild
4kTRB
Inlägg: 21599
Blev medlem: 16 augusti 2009, 19:04:48

Re: Mätning av ac-spänning med pic

Inlägg av 4kTRB »

Analog multiplikation är ofta att man logaritmerar
först och adderar sedan. Ex, 25x12 = 10^(log25 + log12)
och till slut kör signalen genom en antilogförstärkare.

Och både log- och antilog-förstärkare går bygga med god precision
samt summerings funktion.

Ligger bara ström och spänning i fas så går det enkelt att lösa analogt,
både strömmens och spänningens RMS går få värden på tex med kopplingen
jag gav.

Annars är väl sampling av signalerna att föredra för att sedan låta processorn
räkna på det hela.
Nerre
Inlägg: 27403
Blev medlem: 19 maj 2008, 07:51:04
Ort: Upplands väsby

Re: Mätning av ac-spänning med pic

Inlägg av Nerre »

Problemet med den analoga lösningen är kanske skalan...? Om man ska kunna mäta från 1 W till 2 kW så behövs det kanske rätt stort "sving" på utsignalen.
Användarvisningsbild
4kTRB
Inlägg: 21599
Blev medlem: 16 augusti 2009, 19:04:48

Re: Mätning av ac-spänning med pic

Inlägg av 4kTRB »

Det blir som med de flesta multimetrar, man får byta
område. Det går iof lösa med enkel logik och få
automatisk växling. Med fast matning på 230V så
blir det strömmen som varierar från 10mA till 10A
om du nu ska ha det breda området. Säg att du delar
ner strömmen 22.4ggr och spänningen 22.4ggr då
delar du ner effekvärdet med 500 så 2000W skulle
kunna representeras av en spänning på 4V där
230V representeras av en spänning på 10.3V
och strömmen representeras av en spänning på
0.39V. 1W skulle ge 194uV för strömmen.
Utsignalen för 1W skulle bli 2mV
Alltså 1W till 2kW motsvarar spänningar mellan
2mV och 4V
Det här är inga problem med en op och borde gå
att ha som indata till en pic.

Hur ska du lösa problemet med stort sving om du
inte mäter analogt? Insignalen till en pic får väl
inte vara mer än 5V kanske.
Användarvisningsbild
Raketost
Inlägg: 125
Blev medlem: 6 mars 2008, 19:55:13
Ort: Mölndal

Re: Mätning av ac-spänning med pic

Inlägg av Raketost »

Här har du en lösning baserad på en AVR:
http://www.atmel.com/dyn/resources/prod ... oc2566.pdf
Användarvisningsbild
4kTRB
Inlägg: 21599
Blev medlem: 16 augusti 2009, 19:04:48

Re: Mätning av ac-spänning med pic

Inlägg av 4kTRB »

Trafo för att mäta strömmen är bra men när de driver
hela prylen oisolerat från nätet så är det nog lämpligt
att det blir en egen enhet som inte är tänk att oisolerat
kopplas till något annat för då finns risk att saker och
ting går snett.

Ja den kopplingen kanske går översätta till pic, det var ju
en komplett mätare med flödescheman och alla matematiska
formler som behövs.
xxargs
Inlägg: 10189
Blev medlem: 23 september 2006, 14:28:27
Ort: Södertälje

Re: Mätning av ac-spänning med pic

Inlägg av xxargs »

Strömområdet blir betydligt större än 10 ampere i sving - dels sedvanliga roten ur 2 ggr plus när man mäter strömförbrukning till nätagregat med likriktarbrygga och kondingpaket efter så kan toppströmmen vara typ 5 ggr högre än medelströmmen då kondingpaketet bara laddas vid spänningstoppen och därmed drar väldigt mycket ström just då.

sedvanlig med gamla (för den delen också moderna mindre om man har flertal sådana på samma uttag) switchade aggregat utan power correction så kan man i regel ta ut högst 1 kW på en 10 ampere trög säkring - ligger man på 1.2 kW så brukar säkringen gå efter någon timme... R*I^2 - gör sig högst märkbar i dessa situationer just pga. höga peakströmmar bara vid toppen av spänningsperioden.

det är också dessa peakströmmar som gör att billiga effektmätare för några hundra kronor kan mäta tokfel bara för att den är kopplad till en dator med switchad aggregat medans visar rätt när den är kopplad till glödlampa eller el-element

Om jag inte minns fel så skall elmätare klara en crestfaktor 5 på sin märkström utan att visa fel vilket gör att man måste hantera 30 - 40 och tom. 50 ampere i topp utan att det slår i ändläge på några ingångar och A/D-omvandlare.


att mäta effekt är sannerligen ingen enkel sak.
Användarvisningsbild
4kTRB
Inlägg: 21599
Blev medlem: 16 augusti 2009, 19:04:48

Re: Mätning av ac-spänning med pic

Inlägg av 4kTRB »

Aktiv effekt P = Ueff x Ieff x cos(x) för sinusform.
Med resistiv belastning är I och U i fas och x=0.
Du får givetvis anpassa elektroniken till vilka effekter
som är intressanta att mäta.
Skriv svar