Микроконтролери и електроника
http://mcu-bg.com/mcu_site/

Измерване на консумация и напрежение от ел. мрежа
http://mcu-bg.com/mcu_site/viewtopic.php?f=4&t=10011		 Страница 1 от 2
Автор:  Петър Велков [ Нед Апр 01, 2012 1:44 am ]
Заглавие:  Измерване на консумация и напрежение от ел. мрежа
Здравейте!

Извинявам се, ако не пиша където каквото трябва, ама съм новобранец и (надявам се) ми е простено.

Тази и идната седмица съм зает с "Green ICT" семинар (в Холандия, където съм студент). Правя прототип за една "играчка" с Arduino, но имам въпрос - как да измеря консумирана електроенергия и напрежение? Честотата също би била полезна. Идеята е да мога да ги записвам в база данни и да се следят дистанционно (заедно с много други параметри, които нямат значение вмомента).

До момента "открих" ADE7755, но хич ме няма в схемотехниката. Общо взето липсващото звено ми е от "дебелите жици" до тази ИС, или директно до входовете на Arduino-то ако ще се ползва нещо друго.

Всякакви съвети биха били от полза. Благодаря предварително :)
Автор:  radolin [ Нед Апр 01, 2012 6:19 pm ]
Заглавие:  Re: Измерване на консумация и напрежение от ел. мрежа
Зависи колко искаш да е точно измерването, и най-вече дали трябва да вземаш предвид реактивни товари.

В много проекти на подобно ниво слагат един токов трансформатор и толкова. Това е най-лесният и безопасен вариант. Недостатъка е, че така мериш тока, а не реално потребената активна мощност. В случай на товари като електродвигатели или енергосспестяващи крушки ще имаш завишени измервания. За домакински цели за много хора точността е задоволителна.

Ако искаш да мериш реалната потребена активна енергия начините са два. Единият е чип подобен на този, който ти си намерил. Другият е да мериш със сравнително голяма честота тока и напражението и софтуерно да определиш активните/реактивни съставки. Има публикувани такива проекти, така че се поразтърси малко с гугъл.

Друг важен въпрос е нужно ли ти е галванично разделяне. Ако да, то вместо шунт за тока можеш да ползваш токов трнасформатор, или има също едни Хол ефект датчици на Алегро. За напрежението - линеен оптрон, трансформатор, или пък някакъв преобразувател напрежение->честота и оптрон.

Варианта с направи си сам е добър, защото със сигурност ще научиш много неща покрай това занимание. Ако просто искаш да почнеш да мериш, то виж дали не искаш да си купиш нещо от
тук:
http://shop.openenergymonitor.com/ или от тези чилийци, които странно също се казват Олимекс, като пловдивската фирма
http://www.olimex.cl/product_info.php?products_id=797
Автор:  AA [ Нед Апр 01, 2012 6:50 pm ]
Заглавие:  Re: Измерване на консумация и напрежение от ел. мрежа
http://www.oceancontrols.com.au/AXB-080.html
Преобразувател от рода на този от линка ще свърши работа - директно към аналогов вход на ARDUINO. Но пък ако в обучението ти влиза и схемотехника като че по-полезно ще ти е да си съчиниш някакъв по-елементарен преобразувател с токов трансформатор и операционни усилватели.
Автор:  Cekins [ Нед Апр 01, 2012 7:30 pm ]
Заглавие:  Re: Измерване на консумация и напрежение от ел. мрежа
Ами има галванично изолирани и амперметри и волтметри с които можеш да "семплираш" доста добре синусуидата и на двете величини - от там нататък всичко е математика.
Автор:  RM [ Нед Апр 01, 2012 9:42 pm ]
Заглавие:  Re: Измерване на консумация и напрежение от ел. мрежа
Цитат:
Има публикувани такива проекти, така че се поразтърси малко с гугъл.


Я по подробно, щото аз намерих само глупости :)
Автор:  Reader [ Пон Апр 02, 2012 8:24 am ]
Заглавие:  Re: Измерване на консумация и напрежение от ел. мрежа
ADE7755 е типичен измервателен чип за електромер, само дето е с импулсен изход. Не мери ток, напрежение и честота, освен това е почти невъзможно да изчислиш моментната мощност за фиксиран интервал от време — по-големите интервали (около минута) са практически безполезни, а при по-малък интервал (под 10 сек) ще „изпуснеш“ малките токове. Но ако ще ти свърши работа, ще ти изпратя входната схема на електромер с ADE7755.
Ако бях на твое място, щях да използвам измервателен чип, който измерва исканите параметри. Лошото е, че не съм чувал да има такива за еднофазно измерване; всичките ми познати модели са за трифазно. Но в твоя случай не виждам проблем да свържеш само една фаза и да отчиташ само нея. Пример — ADE7758; мери ток, напрежение, активна, реактивна и обща енергия (оттам можеш да изчислиш фактора на мощността, например). Комуникацията е по SPI; четеш директно необходимите ти регистри. Но имай предвид, че точността за моментните стойности (ток и напрежение) не е кой знае колко добра — досега съм достигал точност съответно волт и стотна от ампера (при диапазон 5А). Освен това този тип измервателни схеми изискват калибрация, която не е елементарна.
Уредите за домашно измерване, базирани на токови клещи, дават отклонения до 10% в измерваната енергия. Поне тези, които тествахме (CurrentCost).

P.S. И аз ще съм благодарен на информация за директно измерване (чрез ADC-входове за ток и напрежение). Търсил съм многократно, но без успех.
Автор:  Cekins [ Пон Апр 02, 2012 9:09 am ]
Заглавие:  Re: Измерване на консумация и напрежение от ел. мрежа
Значи това : http://bg.farnell.com/lem/lv-25-p/volta ... dp/1617416

е ясно какво е от описанието

и това : http://bg.farnell.com/lem/hxs-10-np-sp3 ... dp/9135588

също.

Цените им не са много сладки ама като искаш да си изолиран това е решението. И двете мерят биполярно и двете имат доста висока скорост на реакция - волтовия е 25kHz а токовия май беше 50kHz.

@Reader - явно не си търсил достатъчно - аз като ми се наложи да меря HighSide ток на 600-700 волта право и много бързо ги намерих.
Автор:  Reader [ Пон Апр 02, 2012 10:23 am ]
Заглавие:  Re: Измерване на консумация и напрежение от ел. мрежа
@Cekins: Очевидно е, че е явно. :wink: Само че не виждам връзката на правотоковото измерване с променливотоковото — там само мериш, умножаваш и получаваш енергията. А на мен ми се губи математическата част на променливотоковото измерване (не съм учил такива неща). Добре, ще семплирам тока и напрежението, а после? Какво ще го правя този поток, че да изчисля амплитудата и дефазирането им? С каква честота да се семплира? Кои параметри на изчисленията влияят на точността, за да мога да си осигуря измерване с точност малко под 1%? Доколко могат да се опростят изчисленията, че да са по силите на не особено мощен (и не DSP) микроконтролер? И така нататък, и така нататък… все неща, които за вас може да са елементарни, но за мен са напълно нова тема.
Автор:  radolin [ Пон Апр 02, 2012 11:48 am ]
Заглавие:  Re: Измерване на консумация и напрежение от ел. мрежа
Reader написа:
Ако бях на твое място, щях да използвам измервателен чип, който измерва исканите параметри. Лошото е, че не съм чувал да има такива за еднофазно измерване; всичките ми познати модели са за трифазно.


Виж ADE7753.

Reader написа:
P.S. И аз ще съм благодарен на информация за директно измерване (чрез ADC-входове за ток и напрежение). Търсил съм многократно, но без успех.


Ми не знам как търсите, ама ето няколко:

http://people.ece.cornell.edu/land/cour ... index.html

www.atmel.com/Images/doc2566.pdf

http://www.stahlke.org/dan/powermeter/
Автор:  Cekins [ Пон Апр 02, 2012 1:57 pm ]
Заглавие:  Re: Измерване на консумация и напрежение от ел. мрежа
Е то това че на мен ми трябваше правотоково мерене си е заради конкретното положение - в моя случай ми трябваше бързо и лесно HighSide мерене на тока.

Честотата - както е казал мечо Пух - Колкото повече, толкова повече - предполагам че няколко kHz ще са напълно достатъчно. Друг е въпроса с какво можеш да ги обработиш данните. Пък от там на сетне си е чиста математика. С въшкав процесор няма да мине номера за под 1% грешка и за изчисление на дефазиране и подобни. Всъщност може да стане ама няма да е точно RealTime смятането. То ако ще е само за някаква индикация може би и няма да е нужно - достатъчно ще е да запишеш един пакет семпли на всяка величина, да го сметнеш и да покажеш резултата после.
Автор:  emilvtc [ Пон Апр 02, 2012 6:08 pm ]
Заглавие:  Re: Измерване на консумация и напрежение от ел. мрежа
Та как завършва историята на Мечо Пух: Един ден пак така казал - "колкото повече- толкова повече" ... и ... умрял от свръх доза ...

Та нека автора на темата да си изясни и дефинира всички изисквания около меренето и тогава да се мисли за вариант. Вече има достатъчно инфо за да го направи.
Автор:  Cekins [ Пон Апр 02, 2012 6:30 pm ]
Заглавие:  Re: Измерване на консумация и напрежение от ел. мрежа
Абе то ако става въпрос можеш един токов трансформатор и един R делител и двете към някакъв ефтинджос РС скоп. После само остава да надраскаш набързо някакъв софт. И по тоя път съм минал - заварих започната по тоя начин работа и се наложи да я довърша...
Автор:  Reader [ Вто Апр 03, 2012 8:07 am ]
Заглавие:  Re: Измерване на консумация и напрежение от ел. мрежа
Ок, благодаря и на двама ви. Честно казано, очаквах нещо по-сериозно от банално интегриране и дебнене кога сигналът ще пресече нулата, но сигурно за целта се изисква по-сериозна изчислителна мощ.
Сега топката е у открилия темата.
Автор:  RM [ Вто Апр 03, 2012 6:41 pm ]
Заглавие:  Re: Измерване на консумация и напрежение от ел. мрежа
8O
Цитат:
Честно казано, очаквах нещо по-сериозно
8O
Чипа които мери активна енергия и я преобразува в честота ... ползвам такъв. Но за да ми отчете 1W трябва да го чакам 18 минути. :D
А за математиката :idea: , използването на формулите от викито :D , дето ще ти ги пастнат коджа индженери (мен средното ми е под въпрос - ама аз съм много частен случаи ) но съм сигурен че при мерене с контролер не ползват нито sin, нито cos, . Искам да си направя устроиство дето да ми следи параметрите на мрежовото захранване ... и други параметри.
Само че сега повечето неща са на отделни модули, с отделни процесори.
Когато съм достатъчно доволен от всичко ще го събера на една платка с един процесор.
Ето как меря Активната мощност.

Прикачени файлове:
EM.jpg
EM.jpg [ 15.32 KiB | Прегледано 4171 пъти ]
Автор:  Петър Велков [ Вто Апр 03, 2012 10:30 pm ]
Заглавие:  Re: Измерване на консумация и напрежение от ел. мрежа
Здравейте!

Ама вие добре сте се поразписали... И аз добре си попрочетох ;)

Да доизясним задачката, че да ви е по-ясно: устройство за "проучване" преди евентуално закачане на абонат към "smart grid". Измерва качеството на доставената електроенергия, количеството изразходена такава (с мониторинг в реално време и водене на "записки") и метеорологичните условия с цел проучване за евентуален монтаж на вятърен генератор и/или соларни клетки.

Моята идея за решение на тази "задачка": clip-on токов трансформатор, ADE7753, Arduino, Raspberry Pi. Мисля да го развия в няколко фази:
1) Частта с тоците и измерванията в реално време, реализирана с ADE-то и Arduino с дисплей;
2) Raspberry-то с уеб сървъра и базата данни - и без това то още не е пуснато в продажба;
3) Подобието на метеорологична станция;
4) Само при условие, че всичко по-горе е успешно и проектът върви добре - oтделяне на измервателните модули от микрокомпютъра и безжична връзка с XBee.

Относно точността на измерване - за Мечо Пух няма смисъл да напомням - знаете си го ;) Малко още не съм разбрал как точно става калибровката на ADE-то, ама ще видим. Също и не съм имал време да се ровя за по-евтин токов трансформатор (а дали въобще има?), тъй като този от линка по-горе го виждате колко пари е.

Иначе Arduino-то пристигна барабар с breadboard-ове и торба жици, очаквам до ден-два да дойде дисплея. Като стане малко по-ясно какво точно още ми е нужно, ще пусна една поръчка в RS и запретвам ръкави.

Поздрави!
Страница 1 от 2 Часовете са според зоната UTC + 2 часа [ DST ]
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group
http://www.phpbb.com/