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

Pomiar napięcia przemiennego 230V - przetwornik TrueRMS AD736.

yoachim95 20 Maj 2014 13:25 16947 73
  • #1 13619255
    yoachim95
    Poziom 15  
    Witam :)
    Od rana szukam w internecie informacji oraz schematów rozwiązujących mój problem ale gdy napotykam już na coś okazuje się, że coś jest nie tak i nie pasuje do mojego projektu... :cry:
    Chcę mierzyć napięcie przemienne 230V (najlepiej od 200V do 300V) mikrokontrolerem z rozdzielczością do 1V. Mogę zastosować mostek prostowniczy oraz dzielnik rezystorowy jednak nie jest to chyba najlepsze rozwiązanie dla mnie... Myślałem o zastosowaniu małego transformatorka 230V/5V, jednak ze względu, że wszystko będzie zamknięte w obudowie oraz mikrokontroler będzie wykonywał inne pomiary ten pomysł odpada ponieważ transformator będzie się grzał, będą straty oraz może generować niepotrzebne zakłócenia... Można chyba również zrealizować to korzystając z przekładnika prądowego... Dla mnie najlepszym rozwiązaniem był by jakiś cyfrowy układ pozbawiony analogowych elementów... Znalazłem jakieś schematy prostowników zrealizowanych na wzmacniaczach operacyjnych jednak one wymagają zewnętrznego zasilania napięciem stałym 12V, a ja mogę w tym wypadku taki układ zasilić maksymalnie 5V... :D
    Dodatkowo napiszę, że mikrokontroler będzie zaopatrzony w zewnętrzne napięcie odniesienia 5V oraz mogę zastosować np. zewnętrzny przetwornik ADC 16bit jeżeli będzie to konieczne.
    Dodam, że zależy mi na tym aby ten pomiar był wykonywany jak najszybciej...
    Czy ktoś mógłbym mi podpowiedzieć jak to zrealizować lub podesłał jakiś gotowy schemat? Bardzo dziękuję za pomoc.
  • #2 13619291
    tplewa
    Poziom 39  
    hmm znasz takie pojecie jak dzielnik napiecia wykonany na rezystorach ;) zrknij sobie na schemat jakiegokolwiek multimetru.
    Dalej robi sie raczej problem czy chcesz miec TrueRMS czy nie ... i jak to wtedy oprogramowac :)
  • Pomocny post
    #3 13619297
    androot
    VIP Zasłużony dla elektroda
    tplewa napisał:
    hmm znasz takie pojecie jak dzielnik napiecia wykonany na rezystorach ;) zrknij sobie na schemat jakiegokolwiek multimetru.
    Dalej robi sie raczej problem czy chcesz miec TrueRMS czy nie ... i jak to wtedy oprogramowac :)


    A masa? Musiałbyś połączyć masę µC z 0 w sieci. Nie zawsze tak można...


    Zainteresuj się układem INA149.
  • #4 13619321
    yoachim95
    Poziom 15  
    No wiem o co chodzi z dzielnikiem rezystorowym ale nie wiem czy to da mi odpowiednia dokładność... Pytanie jak najlepiej najpierw wyprostować napięcie? Mostek Graetza? Jakiś prostownik oparty na wzmacniaczach operacyjnych?
    Chciałbym mierzyć wartość skuteczną napięcia... Mierniki podają nam właśnie wartość skuteczną 230V a nie około 310V (chyba wartość maksymalna)... Zależy mi na jak najprostszym i najszymszym sposobie pomiaru...
    Dodam, że o separacji galwanicznej wiem i gdy będę miał jakikolwiek schemat to zastosuję jakiś transoptor... :)

    Dodano po 1 [godziny] 9 [minuty]:

    androot napisał:
    Zainteresuj się układem INA149.

    Zainteresowałem się ale nie wiem do końca jak to zastosować, czy mógłbym prosić o gotowy schemat? Szukałem trochę jednak nie jestem pewien co do moich wniosków na temat tego rozwiązania...
  • #6 13619920
    yoachim95
    Poziom 15  
    Czyli mogę skorzystać przykładowo z INA149 + scalony mostek prostowniczy i już będę mógł wykonać to, co zamierzam?
    Czy zrobić coś takiego jak na schemacie? Chyba dobrze zaznaczyłem ten moduł woltomierza...
    Pomiar napięcia przemiennego 230V - przetwornik TrueRMS AD736.
  • #7 13620079
    tplewa
    Poziom 39  
    androot napisał:
    tplewa napisał:
    hmm znasz takie pojecie jak dzielnik napiecia wykonany na rezystorach ;) zrknij sobie na schemat jakiegokolwiek multimetru.
    Dalej robi sie raczej problem czy chcesz miec TrueRMS czy nie ... i jak to wtedy oprogramowac :)


    A masa? Musiałbyś połączyć masę µC z 0 w sieci. Nie zawsze tak można...


    Zainteresuj się układem INA149.


    To jest logiczne :) jak i problem o ktorym kolega wspomnial czyli seperacji galwanicznej... a 300V raczej INA149 dyskwalifikuje max 275V (chwilowe do 500V). Choc moze koledze wystarczy jednak wspomnial ze fajnie by bylo 200-300V, a nie wiem do czego to ma byc stosowane :) Dzielnik ma ta zalete ze mozna zrobic automatyczne przelaczanie zakresow i miec jeszcze szerszy zakres.

    Co do dokladnosci jak widac w multimetrach tez jest dzielnik na rezystorach, a jego dokladnosc hmm no prosta sprawa zalezy od zastosowanych rezystorow :) ±0,1% nie sa az tak drogie (okolo 1zl w detalu) :)

    Dlatego poradzilem zerknac na schemat multimetru bo tam 300V tez nie wchodzi na uC w mierniku :)
  • #9 13620407
    tplewa
    Poziom 39  
    androot napisał:
    tplewa napisał:
    Dlatego poradzilem zerknac na schemat multimetru bo tam 300V tez nie wchodzi na uC w mierniku :)


    "COM" i masa ICL7106 są akurat połączone. Bezpieczeństwo zapewnia plastikowa obudowa.


    Ale 300V nie wchodzi tak czy nie... dalej mowisz o problemach zwiazanych z seperacja galwaniczna... Mi chodzi tutaj o uswiadomienie autora ze tak jest z wszystkimi przetwornikami Analog/Digital... i to ze przetwornik ma zakres do 1V czy do 3V nie jest problemem... do tego nie we wszystkich multimetrach siedzi ICL7106 ;) dlatego nie podalem konkretnego ukladu scalonego (napisalem uC).
  • #11 13620496
    tplewa
    Poziom 39  
    Seperacja zalezy jak do tego podejdziemy ;) bo mozemy seperowac to co najlatwiej czyli np. transmisje po rs232. Oczywiscie mozna seperowac od drugiej strony ale jest to znacznie trudniejsze do wykonania i ja bym sie w to nie pchal.

    A to ze napisal w pozniejszym poscie ze wie po co jest dzielnik ok, ale z pierwszego postu to nie wynikalo. Tak samo dzielnik jak wspomnialem nie musi wplywac mocno na dokladnosc. Wszystko to kwestia zastosowanych elementow. Zreszta ten rezystor zawsze gdzies bedzie w ukladzie i on tez wplywa na dokladnosc. Tutaj jak zalezy na dokladnosci to rezygnacja z wbudowanego przetwornika jak i zastosowanie dokladnego zrodla odniesienia dla przetwornika (+1000 innych problemow by eliminowac szumy) ma zastosowanie. W sumie tak rozwlekam bo nie zostalo do tej pory powiedziane jaka dokladnosc jest potrzebna itd. Ot calosc wnioskuje z dosc szczatkowego opisu wiec trudno cos konkretnego poradzic. Natomiast jak juz dochodzimy do przetwornika to tez trzeba wiedziec jaki wybrac ;) czy lepszy bedzie SAR czy np. SigmaDelta ;) i dlaczego (ale to na razie sobie odpuszczam).

    Staram sie nie przyczepiac sie do byle pierdoly tylko w miare jasno tlumaczyc jak krowie na rowie, bo widze ze autor tematu jest raczej poczatkujacy.

    Powiem krotko tak zrobic mozna wszystko i nic nie jest wiekszym problemem. To tylko kwestia wydanych pieniedzy :)

    a jak na razie mam

    Cytat:

    Zależy mi na jak najprostszym i najszymszym sposobie pomiaru...


    i z drugiej strony

    Cytat:

    No wiem o co chodzi z dzielnikiem rezystorowym ale nie wiem czy to da mi odpowiednia dokładność...


    Wiec o co chodzi z ta dokladnoscia i jaka ona ma byc. Nawet nie wiem czy chodzi o siec 50Hz :) czy pomiar czegos innego gdzie trzeba pomyslec o TrueRMS bo nie poleci sie na kompromis znajac czestotliwosc. Choc jak wspomnialem mozna to rozwiazac w software i probkowac sinusoide... bedziemy znali tez czestotliwosc i dalej kwestia obrobki tego.
  • #12 13620500
    yoachim95
    Poziom 15  
    Odseparować galwanicznie układ mierzący napięcie od mikrokontrolera to raczej nie problem bo wystarczy zastosować transoptor. Zależy mi na układzie, który będzie jak najszybciej wykonywał pomiar, był w miarę dokładny, oferował rozdzielczość 1V, nie generował zakłóceń oraz nie grzał się. Nie wiem co będzie lepsze... Chcę wykonywać pomiary głównie wartości ok. 230V ale również w ekstremalnym przypadku miernik powinien odczytać poprawnie wartość ok. 210V oraz 275V. Takie coś mi jest potrzebne i właśnie sam nie wiem jaki układ by się najlepiej sprawdził... Dziękuję za wszystkie porady. :)

    Chciałbym aby dokładność była ok. 1%. Chodzi o napięcie sieciowe 230V/50Hz.
  • #14 13620529
    yoachim95
    Poziom 15  
    Chcę zrealizować coś w stylu sprawdzenia poprawności napięcia w sieci. Dopuszczalne wartości to chyba 210V-275V i jeżeli mikrokontroler wyłapie, że wartość jest inna ma ten fakt zasygnalizować...
  • Pomocny post
    #15 13620536
    tplewa
    Poziom 39  
    Wiec ja bym to zrobil tak jak pisalem.

    Dopasowanie mierzonego napiecia do wejscia AC (tak by pokrywal zalozony zakres pomiarowy) no i nastepnie rozwiazanie tego w oprogramowaniu. Czyli probkowanie sygnalu i obliczanie napiecia na podstawie znanej "sinusoidy". Pytanie czy sobie z tym poradzisz.

    Ewentualnie np. oparcie sie o jakies gotowe rozwiazanie w stylu AD736... tutaj masz cos takiego (polecam tez przeczytac ten artykul troche sie wyjasni jak sie mierzy):

    http://elportal.pl/pdf/k01/49_07.pdf

    radze tak bo dalej nie wiem czy na wejsciu bedzie 50Hz i czy czasem nie bedzie to z jakiegos inwertera ktory na wyjsciu moze mec cos daleko odbiegajace od sinusa...

    Jak to ma byc ladne 50Hz z sieci energetycznej to mozna to uproscic :)
  • #16 13620566
    yoachim95
    Poziom 15  
    Myślałem, żeby to zrobić tak, że mikrokontroler na wejście analogowe dostanie wartość napięcia stałego i przykładowo mierzone napięcie przemienne 300V to będzie 5V napięcia stałego na wejście analogowe oraz wartość 1023, napięcie 230V to wartość 784 itd (analogicznie z innymi interesującymi mnie wartościami). Tak potrafiłbym zaprogramować układ... Słusznie kolega wcześniej zauważył, że jestem początkujący więc im prostsze rozwiązanie tym dla mnie lepiej. :)
  • Pomocny post
    #17 13620653
    tplewa
    Poziom 39  
    Tak ale zwroc uwage to co napisalem i przeczytaj ten artykulik z linka, bedziesz wieszial gdzie jest problem przelozenia tego 300V na 5V :) tzn. chodzi o realna wartosc skuteczna. On jest o budowie przystawki TrueRMS ale jest spora dawka teorii dla poczatkujacego ktora wiele wyjasni jak sie mierzy wartosc skuteczna (nie tylko TrueRMS). Jak poznasz ta teorie bedziesz wiedzial ktore rozwiazanie jest dla ciebie dobre i wystarczajace. Po prostu lepiej poznac troche teori niz brac fragment ukladu z jakiegos miernika bez wiedzy co on robi i jak to robi :)
  • #18 13620688
    yoachim95
    Poziom 15  
    Na pewno przyswoję materiał bo jestem ciekaw tych zagadnień, jednak nie zawsze wiedza jest przedstawiana w zrozumiały sposób dla każdego. Po przeczytaniu w razie problemów będę pytał... Dziękuję za pomoc. :)
  • #19 13620696
    tplewa
    Poziom 39  
    Nie ma probemu - nawet sobie fragment przeczytalem i tam jest jedno zdanie o skalowaniu i prostowniku ;) moze da to cos do myslenia jak to zrobic szybko by sie zbytnio nie narobic ;) - tylko aby to zrobic musza byc spelnione pwene warunki co do mierzonego sygnalu. Ale wrazie co pytaj ;)

    Dlatego tez zadalem pytanie czy to jest 230V z sieci energetycznej... choc to 300V mnie martwi i zastanawiam sie czy to nie jakis inwerter lub agregat gdzie z tymi 50Hz i sinusem to moze byc roznie :)

    Pamietaj tez ze ty nie masz np. wspomnianego ICL7106 i mozesz znacznie sobie ulatwic to w software upraszczajac znacznie czesc analogowa, najprosciej mozna to nawet tablicowac jak sie nie chce liczyc :)
  • Pomocny post
    #20 13621590
    gaskoin
    Poziom 38  
    Zobacz sobie wzór na wartość skuteczną. Wystarczy zrobić wartość bezwzględną napięcia (mostek greatza) a potem podzielić wartość przez ileśtam (np dzielnikiem rezystorowym), żeby dopasować to do ADC (np przez 100, które potem w programie trzeba uwzględnić).

    Próbki które otrzymamy będzie wartość bezwzględna faktycznego napięcia podzielonego przez 100. Wystarczy w programie przez to 100 sobie pomnożyć, podnieść do kwadratu, scałkować (czyli policzyć pole pod wykresem, który powstał) i na końcu wyciągnąć z tego pierwiastek. I co nie podepniesz to masz swój RMS. Nie jest to jakieś mega skomplikowane jak zerkniesz na te wzory, które tam są podane. Zerknij jeszcze na to:

    http://www.ti.com/lit/an/snoa690/snoa690.pdf
  • Pomocny post
    #21 13621631
    tplewa
    Poziom 39  
    Ja jeszcze dodam ze byla od atmela z tego co pamietam nota aplikacyjna licznika mocy i tam byly chyba poruszone wszystkie tematy jakie sa potrzebne. Od kwestji seperacji galwanicznej, poprzez pomiar RMS do gotowego ukladu licznika. Co prawda to licznik ale to co tam bylo opisane to kawal dobrej teorii wraz z przykladowymi schematami i kodem. Zreszta tak sobie patrzylem na szybko w google i rozwiazan miernikow TureRMS/RMS na AVR-y jest troche w internecie :) wiec jest z czego wybierac.
  • #22 13623882
    yoachim95
    Poziom 15  
    Dopiero teraz wezmę się za solidną lekturę tego, co podesłaliście mi, ponieważ wcześniej nie mogłem znaleźć czasu. :| Dodatkowo napotkałem coś takiego http://elportal.pl/pdf/k04/56_11.pdf i na pierwszy rzut oka gdyby rozszerzyć zakres to może by to było w jakimś stopniu dobre... :)
    Po dokładnym przeczytaniu artykułów odezwę się i ewentualnie dopytam o jakieś sprawy związane z moim problemem... Dziękuję za pomoc. :)
  • Pomocny post
    #23 13624626
    deus.ex.machina
    Poziom 32  
    Rzuć choć jednym okiem na specjalizowane układy do pomiaru mocy choćby takie jak MCP3909 - tam masz dostęp do niemal wszystkich bloków. Przy okazji zobaczysz jak się to robi w produkcji wielkoseryjnej (a wiec tanio i bezpiecznie).
  • Pomocny post
    #24 13626135
    adam_es
    Poziom 30  
    Jeśli autor chce zrobić pomiar z dobrą dokładnością to sensownym rozwiązaniem jest zastosowanie do strony sieci przetwornika U/f, na przykład AD7740 i przeniesienie sygnału do mikrokontrolera za pomocą transoptora. Część sieciową można zasilać przetwornicą DC-DC.
  • #25 13792774
    yoachim95
    Poziom 15  
    Witam ponownie po długim czasie... :)
    Otóż mam mały problem z doborem rezystora do rezystorowego dzielnika napięcia w układzie z AD736...
    Pomiar napięcia przemiennego 230V - przetwornik TrueRMS AD736.
    Chcę tak zrobić aby móc zmierzyć przepięcie do 400V... Doszedłem do wniosku, że rezystancja dzielnika musi wynosić 10MΩ i dalej musi być ten rezystor ''dopasowujący'' 47kΩ... Czy moglibyście mi doradzić jak policzyć to aby uzyskać zakres 400V? :) Bardzo dziękuję za pomoc. Nie potrafię tego sam policzyć bo nie wiem co podstawić pod Uwe... :cry:
  • Pomocny post
    #26 13793122
    Konto nie istnieje
    Poziom 1  
  • #27 13816415
    yoachim95
    Poziom 15  
    Dziękuję wszystkim za zaangażowanie i pomoc. :) Temat uważam za zamknięty. :)
  • #28 14226027
    yoachim95
    Poziom 15  
    Witam serdecznie po długim okresie... :)

    Mój projekt był trochę odłożony w czasie i teraz powracam do niego i mam kolejne pytanie.
    :arrow: Chciałbym zwrócić się do Was z pewnym problemem - czy chcąc mierzyć napięcie sieciowe nie powinienem zadbać o separację galwaniczną pomiędzy dzielnikiem napięcia, a wejściem przetwornika? Dodam, że urządzenie będzie cały czas wpięte do sieci elektrycznej gdzie może wystąpić przepięcie o dużo większej wartości niż zakładam (zakładam maksymalnie 400V i pod tą wartość dobieram stosunki rezystancji dzielnika napięcia). W przypadku pojawienia się ''konkretnego'' przepięcia mogłoby się to skończyć uszkodzeniem elektroniki...

    Pomiar napięcia przemiennego 230V - przetwornik TrueRMS AD736.

    Próbowałem znaleźć informację o jakiejkolwiek separacji galwanicznej zamontowanej w tym przetworniku ale nie znalazłem. Czy w ogóle ten układ scalony takie coś posiada? Wiem o tym, że ten przetwornik wytrzyma chyba pik napięciowy o większej wartości niż deklarowane 200mV, aczkolwiek chciałbym dobrze zabezpieczyć układ pomiarowy...

    Dziękuję za pomoc, pozdrawiam. :)
  • Pomocny post
    #29 14226211
    tmf
    VIP Zasłużony dla elektroda
    Separacja galwaniczna nie jest potrzebna - od przepięć chronią te dwie diody na wejściu. Skutecznie odprowadzą one nadmiar do masy lub Vcc.
    Swoją drogą to IMHO poszedłeś w niepotrzebną komplikację. Skoro mierzysz sieć, a więc sinusa to ja bym skorzystał z właściwości sinusa. Po co mierzyć obie jego połówki, robiąc prostowniki idealne, lub inne udziwnienia, jeśli można mierzyć tylko jego dodatnią połówkę - przecież ujemna jest jej odbiciem. Oczywiście nie mówię o jakiś sytuacjach nadzwyczajnych. A do tego wystarczy prosty dzielnik, dwie diody zabezpieczające wejście ADC i dowolny mikrokontroler z ADC. Z uzyskanych danych sobie TrueRMS policzy, czy cokolwiek potrzebujesz. Zaleta taka, że układ zbudujesz za ułamek ceny AD736.
  • #30 14226364
    yoachim95
    Poziom 15  
    Oczywiście masz rację. Można zrobić to tak, jak napisałeś - otrzymane napięcie przemnażać przez √2 i przyjmować to za wartość skuteczną. Fakt zaletą przetwornika jest to, że on lepiej sobie radzi ze zniekształceniami ale w sumie napięcie sieciowe chyba aż tak zniekształcone nie powinno być...
    Tak czy tak przetwornik AD736 jest chyba pewniejszym i lepszym rozwiązaniem, a właśnie na tym mi zależy...
    Dodam tylko, że za pomocą przełącznika analogowego będę sobie też mierzył owym przetwornikiem napięcia z 2 przekładników i dzięki temu uzyskam wartości skuteczne natężenia prądów. W porównaniu do zastosowania cena nie wydaje się aż tak wysoka - mierzę sobie 3 napięcia... :)
    Bardzo dziękuję za pomoc, pozdrawiam.

    Dodano po 2 [minuty]:

    tmf napisał:
    Z uzyskanych danych sobie TrueRMS policzy, czy cokolwiek potrzebujesz.

    Czy w tym wypadku nie miałbym wartości RMS? TrueRMS gwarantuje właśnie ten przetwornik... Dobrze myślę? :D
REKLAMA