Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

atmega 32a - Pomiar wartości skutecznej napięcia sinusoidalnego, prądu, mocy

n0rciu 02 Lis 2013 16:57 3777 10
  • #1 02 Lis 2013 16:57
    n0rciu
    Poziom 6  

    Witam.

    Zabieram się za stworzenie miernika parametrów energii elektrycznej w oparciu o mikrokontroler z rodziny avr - ATMEGA 32A.

    Do pomiaru napięcia chciałbym zastosować posiadanego lema: http://www.lem.com/docs/products/cv%203-500%20e.pdf,, do tego dorobić układ na wzmacniaczach po którym będę miał już odpowiednio pomniejszony przebieg dodatni aby podać go na wejscie ADC (podobnie jak tutaj: http://mikrokontrolery.blogspot.com/2011/04/pomiar-pradu-przemiennego.html)..

    Teraz moje pytanie i wątpliwości.

    Czy procesor avr poradzi sobie z przetworzeniem danych dla napięcia sieci 230V i 50 Hz, chodzi o spróbkowanie i operacje na danych (wyliczenie wartości skutecznej napięcia). Program będę pisął w C, czy do tego celu użyć tablic ? Tzn. zbierać próbki i zapisywać je w tablicach i później na nich prowadzić operacje ?

    Docelowo chciałbym również realizować pomiar prądu, obliczyćprzesunięcie fazowe i moc czynną.

    0 10
  • #2 02 Lis 2013 17:10
    94075
    Użytkownik usunął konto  
  • #3 02 Lis 2013 18:16
    tmf
    Moderator Mikrokontrolery Projektowanie

    No właśnie, przy takich pomiarach przydają się niezależne ADC, co prawda można szybko multipleksować, wtedy tracimy na paśmie, ale dla 50 Hz nie ma problemu.
    BTW, nie myślałeś, żeby zamiast M32 wykorzystać np. jakąś XMEGA? Masz tam 2xADC z pipeline i skanowaniem wejść + DMA do transferów, co znacznie odciąża procka. Ale oczywiście ATMega temu swobodnie powinna podołać, jeśli nie zarżniesz jej nieprzemyślaną arytmetyką.

    0
  • #4 02 Lis 2013 20:41
    94075
    Użytkownik usunął konto  
  • #5 02 Lis 2013 21:01
    Marek_Skalski
    Moderator Projektowanie

    n0rciu napisał:
    Witam.
    Zabieram się za stworzenie miernika parametrów energii elektrycznej w oparciu o mikrokontroler z rodziny avr - ATMEGA 32A.
    ...
    Czy procesor avr poradzi sobie z przetworzeniem danych dla napięcia sieci 230V i 50 Hz, chodzi o spróbkowanie i operacje na danych (wyliczenie wartości skutecznej napięcia)...
    ...
    Docelowo chciałbym również realizować pomiar prądu, obliczyćprzesunięcie fazowe i moc czynną.


    Popatrz teraz jak podchodzisz do tematu:
    Chcesz wykonać urządzenia realizujące pewne funkcje, co do których podajesz tylko hasła. Nie powiedziałeś jaki jest zakres pomiarowy napięcia, prądu, częstotliwość nominalna, oczekiwana dokładność pomiarowa każdego parametru, oraz wynikające z tego częstotliwość próbkowania i rozdzielczość ADC. Zamiast wykorzystać funkcje aby określić wymagania dot. sprzętu, Ty najpierw wybierasz kontroler i zastanawiasz się czy będzie dobry. Równie dobrze możesz wybrać jakiś inny, którego hardware nie pozwala na realizację tych funkcji i męczyć się z programem, a później stwierdzić, że mikrokontrolery do niczego się nie nadają.

    Powiedz najpierw co chcesz zmierzyć, z jaką dokładnością i dla jakiego obciążenia. To naprawdę ma znaczenie, ponieważ inaczej będzie wyglądał układ pomiarowy i algorytm obliczeń dla grzałki 5kW zasilanej bezpośrednio z sieci, a nieco inaczej dla silnika 0.37kW zasilanego przez falownik.
    Jak już to ustalimy, to możemy przejść do określania wymagań dotyczących ADC. Kolega albertb słusznie zwrócił uwagę na podstawowe źródła problemów i wynikający z tego błąd. Ale może dla Ciebie dokładność 5% jest do przyjęcia?
    Jeżeli jednak uparłeś się, aby zrobić urządzenie w oparciu o m32, to nie zadawaj pytań tylko działaj. W ten sposób najszybciej znajdziesz odpowiedź na swoje pytania.

    0
  • #6 02 Lis 2013 21:01
    tmf
    Moderator Mikrokontrolery Projektowanie

    No tak, masz rację. Pytanie czy taki błąd jest akceptowalny? W każdym razie są AVRy z dwoma ADC i to znacznie szybszymi (do 2 Msps), więc można sobie zrobić z tego naprawdę niezły miernik.

    0
  • #7 10 Lis 2013 12:21
    n0rciu
    Poziom 6  

    Oczywiście rozumiem wasze wątpliwości i dziękuje za odpowiedź. Za temat już się wziąłem i mam mianowicie problem z układem pomiarowym. Mam sygnał z napieciowy lema +/- 10 V i aby dodac go na przetwornik chce go przetworzyc na sygnal 0-5V ze skladowa stala 2,5 V.

    Próbowalem realizowac to na wzmacniaczach (narazie na symulacjach) i jakos nie moge nic takiego uzyskac. Czy koledzy specjaliści mogliby mnie nakierować na jakieś rozwiązanie ?

    edit: wlasnie wpadlem na takie rozwiazanie przegladajac forum, wlozylem to do microcapa i po symulacji mam intersujacy mnie przebieg:

    atmega 32a - Pomiar wartości skutecznej napięcia sinusoidalnego, prądu, mocy

    atmega 32a - Pomiar wartości skutecznej napięcia sinusoidalnego, prądu, mocy

    Lecz czy taki układ sie sprawdzi ?

    0
  • #8 31 Lip 2014 15:31
    figa_miga
    Poziom 19  

    Nieco odgrzeje. O ile wybrał bym gotowe przetworniki jakie robi Analog czy Microchip o tyle zastanawiam się jak zrealizować badanie kierunku przepływu mocy. Jakieś podpowiedzi?

    0
  • #9 31 Lip 2014 17:24
    jupi23
    Poziom 15  

    Liczyć cosinus kąta przesunięcia między napięciem i prądem i jeżeli dodatni to pobieramy moc z sieci a jeżeli ujemny to oddajemy do sieci?

    0
  • #10 31 Lip 2014 17:46
    figa_miga
    Poziom 19  

    Przy założeniu że w domu włączone będą same "rezystory" ? ;/

    0
  • #11 31 Lip 2014 18:55
    jupi23
    Poziom 15  

    Przy obciążeniach innych niż liniowe ( kondensatory, rezystory i cewki) oraz braku falownika, inwertera np. przy mostkach zasada jest ta sama ale pomiar trudniejszy. Najprostsze to sprawdzenie czy prąd i napięcie są w "przeciwfazie czy w fazie" przy czym "w fazie" rozumiem tutaj tylko to, że gdy sinusoida napięcia jest dodatnia to prąd też jest dodatni lub gdy sinusoida ujemna to prąd też ujemny (tak jak w przypadku mostka diodowego). To powinno działać w każdym przypadku. Żeby wiedzieć jaki jest chwilowy kierunek przepływy mocy to co wyżej napisałem powinno wystarczyć. Żeby dostać ogólny kierunek (w którą stronę więcej mocy jest dostarczane)to trzeba by pewnie wynik (iloczyn napięcia, prądu chwilowego i czasu między pobraniem próbek) uśrednić za okres żeby dostać ogólny trend przepływu mocy, nie tylko chwilowy.

    0