logo elektroda
logo elektroda
X
logo elektroda
Adblock/uBlockOrigin/AdGuard mogą powodować znikanie niektórych postów z powodu nowej reguły.

Amperomierz prądu do 5A przy napięciu sieciowym (230V).

klops_mops 17 Maj 2009 16:17 6031 24
  • #1 6541109
    klops_mops
    Poziom 17  
    Witam,

    Chcę wykonać amperomierz, który będzie mierzył prąd (przy napięciu zmiennym (sieciowym)) do ok. 5A. Niestety nie wiem jakich elementów użyć by nie uszkodzić Atmegi, która ma obierać wartość prądu i wyświetlić na LCD. Szukałem różnych schematów i rozwiązań tego, lecz nic konkretnego nie znalazłem.

    Proszę o pomoc - w jaki sposób to zrealizować?
  • #2 6541414
    morswin89
    Poziom 23  
    Można zrobić bocznik z rezystora o małej rezystancji i odpowiedniej mocy i za pomocą niego mierzyć spadek napięcia który będzie odpowiadał prądowi zgodnie z prawem Ohma, następnie podać to na diodę prostowniczą aby uzyskać stałe napięcie i podać na uC i tam odpowiednio poprzeliczać wszystko.
  • #3 6541635
    klops_mops
    Poziom 17  
    A czy takie rozwiązanie jest bezpieczne?
  • #4 6541705
    karwo
    Poziom 30  
    Zamiast rezystora można dać przekładnik prądowy obciążony na wyjściu rezystorem i potem prostowanie, filtrowanie i pomiar.
    Zamiast diody proponował bym zastosowanie prostownika aktywnego (czy jakoś tak sie to nazywa nie pamiętam) w każdym bądź razie nie bedzie spadku napięcia tak jak na diodzie.
  • #5 6541880
    marek_Łódź
    Poziom 36  
    klops_mops napisał:
    A czy takie rozwiązanie jest bezpieczne?
    NIE
    karwo napisał:
    Zamiast rezystora można dać przekładnik prądowy obciążony na wyjściu rezystorem


    ...albo:
    Po stronie sieciowej można dać mały procesor (ATTiny26) dalej izolację - transoptor np. H11L1 i procesor główny. Stronę sieciową można zasilić z małej przetwornicy DC/DC, a przy odrobinie pogłówkowania przez prosty beztransformatorowy zasilacz bezpośrednio z sieci, ewentualnie jeśli układ zasilany jest przez transformatorek, zastosować takowy z dwoma niezależnymi uzwojeniami co nam da dwa niezależne odizolowane obwody zasilania

    ...albo:
    Można zastosować układ analogowego optoizolatora np. IL300, co niestety wymaga pewnej rozbudowy części analogowej

    ...albo:
    zastosować scalony przetwornik U/f i dalej przez optoizolator na procesor

    ...albo:
    są gotowe przetworniki I/U oraz I/I z izolacją, ale niestety kosztują swoje http://www.lem.com/
  • #6 6542239
    klops_mops
    Poziom 17  
    Sam już nie wiem jak to rozwiązać - wszystko wydaje mi sie takie skomplikowane..
  • #7 6542540
    marek_Łódź
    Poziom 36  
    Jeśli chcesz mieć układ z izolacją, to faktycznie najprostszym rozwiązaniem jest przekładnik prądowy z opornikiem. Dalej prostownik idealny i wejście na procesor. Przekładniki są do nabycia np. w TME.

    Prostownik idealny schemat np tu:
    http://www.electronics.dit.ie/staff/ypanarin/...20Notes/K235-1/7%20Precision%20Rectifiers.pdf

    Teoretycznie można by próbować wejść z sygnałem mierzonym bezpośrednio na port, przez opornik i odczytywać wynik w dodatnim półokresie. Czyli w najprostszym rozwiązaniu bocznik albo przekładnik z rezystorem i dalej wejście na przetwornik procesora przez rezystor.
    Wszystko.
  • #11 6543298
    marek_Łódź
    Poziom 36  
    hose2 napisał:
    A może coś takiego:
    Link
    Faktycznie, jest dostępne np. w TME (chociaż w wersji 20A).
  • #12 6543448
    karwo
    Poziom 30  
    Zależy jaką dokładność chcesz uzyskać, bo przekładnik prądowy to możesz sam zrobić z dwóch kawałków drutu. Przekładnik prądowy to taki 'specjalny' transformator że tak powiem.
  • #13 6543711
    klops_mops
    Poziom 17  
    Dokladnosc jaka chce uzyskać to ok 0,05 A.
    Nie mogę zrozumieć podłączenia tego przekladnika, ponieważ ten na tme ma tylko dwie nóżki.
  • #15 6545525
    Dar.El
    Poziom 41  
    Zastosuj LEM szwajcarskiej firmy, ostatnio dostępne na allegro po bardzo przystępnej cenie. Podłączasz do tego przetwornika +/-12V i rezystor. Na tym rezystorze masz odwzorowanie prądu, nawet stałego.
  • #16 6546416
    klops_mops
    Poziom 17  
    Ok - zastosuję AC1005.

    Zrobię tak:
    Przez ten przekładnik przepuszczę kabel (jego Imax<7A), następnie przez prostownik pójdzie napięcie na ADC Atmegi, tam odpowiednio przeliczę wynik (wypadało by dać po drodze jakąś diodę?).

    Jaką dokładność mogę w ten sposób uzyskać?
    Zastosuję rezystor 1kOhm, zachowana jest wtedy (w miarę) liniowość do ok. 10A:
    Amperomierz prądu do 5A przy napięciu sieciowym (230V).

    Czy dobrze to wszystko rozumiem?
  • #17 6546533
    marek_Łódź
    Poziom 36  
    Samą diodę raczej nie. Teoretycznie powinieneś dać prostownik liniowy. W praktyce ostatnio zrobiłem to tak, że dałem na wejściu procesora duży opornik (powiedzmy 47k) i w efekcie uzyskałem możliwość pomiaru dodatnich połówek sinusoidy.

    Dalej zbieram z maksymalną możliwą częstotliwością próbki i wyznaczam maksimum za okres. Teoretycznie można spróbować precyzyjnie wstrzelić się czasowo w maksimum, ale opisana przeze mnie metoda w pierwszym przybliżeniu daje dość stabilny odczyt. Co do dokładności pomiaru, to podejrzewam, że znaczącym elementem jest sam przekładnik i jego nieliniowość, więc trudno określić ile się da wycisnąć, generalnie dokładność można poprawić przez kalibrację toru w oparciu o wskazania precyzyjnego miernika.
  • #18 6546595
    klops_mops
    Poziom 17  
    Właśnie chcę to wszystko 'skalibrować' dość precyzyjnym amperomierzem. Rozumiem więc, że to co opisałem mogę budować? (Tak na początek, dla próby - jeśli wyjdzie dość dokładnie to tak zostawię)
  • #19 6547563
    marek_Łódź
    Poziom 36  
    Opornik 1k na wyjściu przekładnika jest za duży. Przy 5A wartości skutecznej na wtórnym będzie niecałe 5mA wartości skutecznej prądu, czyli jakieś 6.5 wartości maksymalnej, co da dobrze ponad 6V na oporniku. Tego się nie da zmierzyć pięciowoltowym ATMELem (chyba, że zastosuje się dzielnik).
    Trzeba zastosować mniejszy opornik (ewentualnie dobrać wartość niekoniecznie z listy). Pomiar lepiej realizować na wewnętrznej referencji 2,56 (lub 1,1V np. dla ATMega88), która jest na ogół stabilniejsza od Vcc.
    Przy referencji 2,56 optymalny opornik wychodzi o wartości rzędu 360Ω, a przy 5V około 750Ω

    Można też zastosować filtr dolnoprzepustowy i mierzyć wartość średnią, ewentualnie po detektorze wartości szczytowej mierzyć maksima sinusoidy.

    Dar.El napisał:
    Zastosuj LEM szwajcarskiej firmy, ostatnio dostępne na allegro po bardzo przystępnej cenie. Podłączasz do tego przetwornika +/-12V i rezystor. Na tym rezystorze masz odwzorowanie prądu, nawet stałego.
    Faktycznie ceny rozsądne. Ale te LEMy, które udało mi się znaleźć na allegro były od 100A w górę. Poza tym są już dostępne wspomniane wyżej scalaki (np.ACS712) znacznie mniejsze i parę razy tańsze od LEMów, a spełniające te same zadania i co więcej zasilane jednokierunkowo.
  • #20 6550997
    Dar.El
    Poziom 41  
    Super scalaczek, może dlatego LEMy staniały :D . Szkoda że nie są szybsze.
  • #22 6552186
    klops_mops
    Poziom 17  
    Ok, a jak z takich układów się korzysta? Jak je podłączyć, w jaki sposób one dzialaja?
  • #24 6552810
    klops_mops
    Poziom 17  
    Bardzo fajnie to wyjaśniłeś :)

    Rozumiem więc, że na nóżkę Vout wyprowadzone jest proporcjonalne napięcie do płynącego prądu? (Wyprowadzone napięcie to zmienne, tak?)

    Jeśli tak to zakupie to dzisiaj i będę kombinował. :)
  • #25 6552886
    marek_Łódź
    Poziom 36  
    klops_mops napisał:
    Rozumiem więc, że na nóżkę Vout wyprowadzone jest proporcjonalne napięcie do płynącego prądu? (Wyprowadzone napięcie to zmienne, tak?)
    TAK.

    Strona ósma datasheet, wykres drugi od dołu po lewo. W zerze prądu mamy 2,5V na wyjściu, natomiast prądy dodatnie i ujemne ujawniają się proporcjonalnymi zmianami napięcia w zakresie od 0.5 do 4.5V, czyli dla prądu przemiennego otrzymamy na wyjściu sinusoidę przesuniętą o 2,5V w górę, o wartości

    u(t) = 2.5V+ i(t)/Imax * 2V (gdzie Imax - zakres przetwornika).
    Niestety w TME dostępne są tylko układy dwudziestoamperowe.

    Inni dystrybutorzy Allegro Microsystems na Polskę-

    allegromicro napisał:
    Poland
    SSG Semiconductor Systems GmbH (Representative, Allegro and Sanken Semiconductors)
    Adlerweg 1
    D-79856 Hinterzarten, GERMANY
    Phone: +49-(0)7652-9106-0
    Fax: +49-(0)7652-767
    Web: www.ssg-de.com
    Email: info(_at_)ssg-de.com
    top

    ARROW ELECTRONICS POLAND (Distributor, Allegro and Sanken Semiconductors)
    ul. W. Rzymowskiego 53
    02-697 Warszawa, POLAND
    Phone: +48 22 5588282
    Fax: +48 22 5588283
    Web: www.spoerle.com
    Email: SalesOffice.Warsaw(_at_)spoerle.com
    top

    Avnet Memec Poland (Distributor, Allegro Semiconductors)
    Knurowska 19,
    41-800 Zabrze, POLAND
    Phone: +48 (0) 32 337 56 20
    Fax: +48 (0) 32 337 56 20 ext. 25
    Web: www.avnet-memec.eu
    Email: zabrze(_at_)avnet-memec.eu
REKLAMA