Reczny pomiar mocy czynnej z uzyciem uC

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).

Reply to
Sebastian Bialy
Loading thread data ...

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

Reply to
PAndy
  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.

Reply to
Marek Lewandowski

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.

Reply to
Marek Lewandowski

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

Reply to
Sebastian Bialy

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.

Reply to
Sebastian Bialy

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.

Reply to
Sebastian Bialy

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

a któryś scalak analoga tego nie robi?

formatting link

Pozdr. Michał

Reply to
Michał Baszyński

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

Reply to
PAndy

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.

pod warunkiem nadprobkowania i to dosc obfitego

Reply to
PAndy

ElectronDepot website is not affiliated with any of the manufacturers or service providers discussed here. All logos and trade names are the property of their respective owners.