Jak zbudować układ do pomiaru mocy czynnej i pozornej z użyciem uC i ACS712?

Thu Jan 24, 2008 8:51 pm   

Witam!

Mam do przemyślenia i może do zrobienia kawałek elektorniki mierzący moc
czynną i pozorną. Dodatkowo mając te dane (trójkąt mocy) prąd czynny i
pozorny (i bierny, ale to już raczej proste).

Założenia:

a) prąd jest sinusoidalny bez zniekształceń (lub z pomijalnymi)

b) odbiornik to silnik 1-fazowy klatkowy

c) pobór mocy prawie wyłącznie indukcyjno-rezystancyjny, czasem słabo
indukcyjny (blokada wału).

d) prądy rzedu 2-3 A

e) napięcia rzędu 230V i mniejsze (do ok. 100V).

f) dokładnośc na poziomie 2-5% pomiaru pradu.

Potrzebuje to zmierzyć w sposób galwanicznie odseparowany.


Przyszło mi do głowy takie rozwiązanie:

a) mały uC mający dwa wejścia na A/C ok. 10bitów.

b) pomiar napięcia "wprost" poprzez dzielnik rezystancyjny

c) pomiar prądu poprzez gotowca, np: ACS712

d) separacja częsci komunikacyjnej przez transoptory.

e) zasilanie pomiarowego uC przez jakiś prymitywny "zasilacz" z
kondensatora.

I teraz najważniejsze:

Mały uC siedzacy po stronie sieciowej powinien dość prędko mierzyć A/C
dwie wartości i jakoś je analizować.

Jak poprawnie zabrać się za taki algorytm ? Przychodzą mi do głowy takie
strategie:

a) mierzyć wartości szczytowe napięcia i prądu. "jakoś" zgadywac jakie
jest między nimi przesunięcie fazowe na przykład na podsatwie momentu
wystąpienia maksimów. Ale to mało dokładne.

b) próbować znaleźć wartość średnią w paru okresach i na tej podstawie
policzyć moment przejścia przez "zero" każdej z sinusoid. Chyba
dokładniejsze, ale mało reaktywne na zmiany.

c) zrobić pomiar przejścia przez zero sprzętowo.

Coś jeszcze można wymyślić ?

Zakładam, że kontroler chodzący po stronie WN powinien być malutki i w
grę wchodzą raczej jakieś AVRy z serii tiny z AC. Zapewne ktoś poradzi
procesor DSP do tego, ale chciałbym to zrobic małym kosztem, DSP do
tanich nie należą no i muszę stracić masę czasu na naukę.

Nie wiem który kontoler powinien być zagoniony do roboty obliczeniowej:
czy ten od strony WN (w sumie będzie się głównie nudził i sporadycznie
mierzył A/C) czy ten od strony NN (poza obliczeniami musiałby taktować w
równych odstępach czasu małego tiny i zajmować się komunikacją z resztą
systemu). Ten po stronie NN to będzie ATMega8 (wybór podyktowany faktem,
że jest ich w systemie parenaście i łatwiej mi utrzymywac kod
komunikacyjny kiedy są identyczne - a są to ATMega8 właśnie).

Thu Jan 24, 2008 8:51 pm   

which is
tradition, is thus excluded; and the Pope, who is its guardian, is biased;
the truth is no longer free to appear. Then, as men speak no longer of
truth, truth itself must speak to men. This is what happened in the time of
Arius. (Miracles under Diocletian and under Arius.)

833. Miracle.--The people concluded this of themselves; but if the reason of
it must be given to you...

It is unfortunate to be in exception to the rule. The same must be strict,
and opposed to exception. But yet, as it is certain that there are
exceptions to a rule, our judgment must though strict, be just.

834. John 6:26: Non quia vidisti signum, sed quia saturati estis.188

Those who follow Jesus Christ because of His miracles honour His power in
all the miracles which it produces. But those who, making profession to
follow Him because of His miracles, follow Him in fact only because He
comforts them and satisfies them with worldly blessings, discredit His
miracles, when they are opposed to their own comforts.

John 9: Non est hic homo a Deo, quia sabbatum non custodit. Alii: Quomodo
potest homo peccator haec si

Thu Jan 24, 2008 9:02 pm   

"Sebastian Bialy" <heby@poczta.onet.pl> wrote in message
news:fnaq9h$b1m$1@atlantis.news.tpi.pl...


z ta mala uwaga ze na raz mierzysz jedno wejscie a wiec pomiedzy
mierzonymi wartosciami z dwoch wejsc jest roznica czasu - takie pomiary
powinno robic sie A/C ktory ma dwa niezalezne kanaly pomiarowe

Thu Jan 24, 2008 9:08 pm   

PAndy wrote:


Ale jest ona stała i można ją odjąć podczas obliczeń. IMHO to nie problem.

Thu Jan 24, 2008 9:12 pm   

Marek Lewandowski wrote:

Co to jest LEM? Mam tylko jedną fazę.


Czy tego nie robi własnie ACS712 ? Mam tego pare sztuk. To czujnik Halla
z wbudowanym mechanicznie do środka odseparowanym przewodem pomiarowym.


Nie jest i nie musze udawać - część A/C jest separowana transoptorami od
części komunikacyjnej.


Transformatorek nie zafałszuje wyników (przesuniecie fazy, nieliniwosc,
itd)?


Samplowanie nie ma znaczenia. Moim głównym problemem jest to jak
zmierzyć przesunięcie między dwoma sinusoidami o dowolnych amplitudach.
Możliwie nie sprzetowo.

Thu Jan 24, 2008 9:21 pm   

feel and bear the fierceness
of his wrath. Yea, God is a great deal more angry with great numbers
that are now on earth: yea, doubtless, with many that are now in this
congregation, who it may be are at ease, than he is with many of those
who are now in the flames of hell. So that it is not because God is
unmindful of their wickedness, and does not resent it, that he does not
let loose his hand and cut them off. God is not altogether such an one
as themselves, though they may imagine him to be so. The wrath of God
burns against them, their damnation does not slumber; the pit is
prepared, the fire is made ready, the furnace is now hot, ready to
receive them; the flames do now rage and glow. The glittering sword is
whet, and held over them, and the pit hath opened its mouth under them.


The devil stands ready to fall upon them, and seize them as his own, at
what moment God shall permit him. They belong to him; he has their souls
in his possession, and under his dominion. The scripture represents them
as his goods, Luke 11:12. The devils watch them; they are ever by them
at their

Thu Jan 24, 2008 9:22 pm   

Po co masz mierzyć przesunięcie fazowe skoro masz mierzyć moce? Mierzysz je
jako odpowiednie całki i już. Korzystasz z przekładnika prądowego i
napięciowego (czyli zwykłego malutkiego trafka sieciowego), które zapewnią
separację i może nawet zasilanie. Do tego jeden procesor. Dla atmegi czy
attiny to pikuś trochę sbie pomnożyć.
Czyba, że masz mało miejsca to wtedy dajesz dzielniki rezystancyjne i gotowe
wyniki wysyłasz przez optoizolację.

Thu Jan 24, 2008 9:45 pm   

On Jan 24, 9:02 pm, "PAndy" <pandrw_cutth...@poczta.onet.pl> wrote:


jak jest przesuniecie fazowe to moze oba przebiegi samplowac w
odpowiadajacych sobie punktach nawet na jednokanalowym ADC. A jak
wezmie uC z czyms klasy 100us na pomiar, to bledu wiekszego niz
wprowadzone przez reszte ukladu nie bedzie mial nawet jak obciazenie
bedzie czysto rezystancyjne.
--
Marek Lewandowski

Thu Jan 24, 2008 9:45 pm   

On Jan 24, 8:51 pm, Sebastian Bialy <h...@poczta.onet.pl> wrote:

1. LEM sztuk 1 na faze. Zasilasz z 5V (wzglednie +/-15V) i masz prad
odseparowany galwanicznie. Detekcje przejscia przez zero robisz
komparatorem (do pomiaru fazy).

2a. pomiar napiecia robisz przez dzielnik rezystancyjny rzedu MOhm i
udajesz, ze jest separowane galwanicznie
2b. wstawiasz transformatorek 1:100 i mierzysz napiecie na wtornym bez
obciazenia. detekcja przejscia przez zero komparatorem

pchasz 1 i 2 w jakies uC, poniewaz masz faze to mozesz robic nawet
pseudo-TrueRMS, tj. samplowac przebieg synchronicznie 5 lub 7 razy na
okres i wyliczac z tego zasyfienie harmocnicznymi.

--
Marek Lewandowski

Thu Jan 24, 2008 9:57 pm   

Bogdan G wrote:

Al chce dodatkowo mierzyć prąd czynny. Właśnie jedna z opcji to taka
gdzie mierzę moc i mając cos fi mogę obliczyć prąd czynny. Szukam po
prostu prostej metody na to nie wymagającej ogromych nakładów
obliczeniowych - procesor komunikacyjny musi się męczyć z dekodowaniem
ramek i odpowiadaniem na komunikaty - a jest ich na magistrali dość dużo.


Ale prądu sobie tak nie zmierzę, choć oczywiście mogę kombinować z
rezystorem pomiarowym. Wolałbym jednak nie tracić na nim dużo mocy a i
napięcia chciałym mieć do analizy jakieś sensowne - nie chce
rozbuddowywać elektroniki po stronie WN bo nie mam tam za dużo miejsca.

Thu Jan 24, 2008 10:05 pm   

at it. The types were of joy; the means of penitence; and
nevertheless the Paschal Lamb was eaten with bitter herbs, cum
amaritudinibus.123

Singularis sum ego donec transeam.124 Jesus Christ before His death was
almost the only martyr.

667. Typical.--The expressions sword, shield. Potentissime.[125]

668. We are estranged only by departing from charity. Our prayers and our
virtues are abominable before God, if they are not the prayers and the
virtues of Jesus Christ. And our sins will never be the object of mercy, but
of the justice of God, if they are not Jesus Christ. He has adopted our
sins, and has us into union, for virtues are His own, and sins are foreign
to Him; while virtues are foreign to us, and our sins are our own.

Let us change the rule which we have hitherto chosen for judging what is
good. We had our own will as our rule. Let us now take the will of God; all
that He wills is good and right to us, all that He does not will is bad.

All that God does not permit is forbidden. Sins are forbidden by the general
declaration that God has made, that He did not allow them. Other things
which He has left without general prohibition, and which for that reason are
said to be permitted, are nevertheless not always permitted. For when God
removed some one of them from us, and when, by the event, which is a
manifestation of the will of God, it appears that God does not will that we
should have a thing, that is then forbidden to us as sin; since the will of
God is that we should not have one more than another. There is this sole
difference between these two t

Thu Jan 24, 2008 11:13 pm   

Dnia 2008-01-24 20:51, Użytkownik Sebastian Bialy napisał :

a któryś scalak analoga tego nie robi?
http://www.analog.com/en/subCat/0,2879,760%255F790%255F0%255F%255F0%255F,00.html


Pozdr.
Michał

Fri Jan 25, 2008 6:45 am   

Ale co to jest prąd czynny?

Fri Jan 25, 2008 6:54 am   

Użytkownik "Sebastian Bialy" <heby@poczta.onet.pl> napisał w wiadomości
news:fnau51$n0m$1@atlantis.news.tpi.pl...

Latwiej mnozyc chwilowy prad i napiecie oraz obliczac srednie wartosci i na
tej podstawie obliczyc moc czynna i bierna niz szukac przejsc przez zero (i
potem i tak usredniac wyniki).
Atmegi (i attiny) maja mnozenie.


Malutki wzmacniaczyk operacyjny.

Fri Jan 25, 2008 10:05 am   

"Sebastian Bialy" <heby@poczta.onet.pl> wrote in message
news:fnar9t$e08$1@atlantis.news.tpi.pl...


sygnal nie jest staly - musialbys mocno nadprobkowac sygnal by
zmniejszyc blad - alternatywnie to dwa uklady S/H i konwersja wyniku z
uwzgledniem S/H