Witam, jako, że dziś rano zobaczyłem ciekawą możliwość na forum, mianowicie konkurs, chciałem się pochwalić konstrukcją wykonaną już spory czas temu, będzie to około pół roku.
Wykonałem miernik impedancji pętli zwarcia. Zaimplementowałem sposób pomiaru polegający na pomiarze spadku napięć sieci zasilającej po dołączeniu obciążenia. Całość wyświetlam na wyświetlaczu LCD 128x64. Poniżej zdjęcie mojego miernika:
Początki...
Szczerze, nie sądziłem, że kiedykolwiek pokażę ten sprzęt. Wiem, że dział Elektrycy się ze mnie śmieje teraz bo mają o wiele lepsze mierniki firmy na przykład Sonel czy Megger, który mocno ułatwia im pracę. Natomiast ja potrzebowałem takiego miernika do szybkiego oszacowania przedłużacza, czy jest dobry, czy słaby jakościowo, na przykład ogrodniczy 50m. Po pomiarze widać od razu czy kabel jest dobrej jakości czy też kiepskiej, bo jest "za mało miedzi w miedzi" To tylko przykład. Kolejna sprawa to można ocenić stan instalacji domowej, sprawdzić czy zabezpieczenia spełniają warunek samoczynnego wyłączenia w momencie zwarcia.
Trochę teorii
Swój pomiar jak napisałem wyżej, oparłem o pomiar metodą techniczną. Czyli sposób pomiaru odbywa się tak:
-mierzę napięcie sieciowe w spoczynku
-dołączam obciążenie
-mierzę ponownie napięcie sieciowe i dodatkowo prąd płynący w obwodzie
-wyliczam wg wzoru:
Ipz = (Uzas1 - Uzas2)/Iobc
gdzie:
Uzas1 to napięcie w spoczynku,
Uzas2 to napięcie po dołączeniu obciązenia,
Iobc to prąd w obwodzie
Przykład
Napięcie sieciowe wynosi 238V, po włączeniu kuchenki 2000W spada nam napięcie w gniazdku i wynosi ono 227V, prąd kuchenki przy napięciu 227V wynosi 8.8A. Podstawiając do wzoru impedancja wyniesie nam 1,25Ohm. Czy wynik dobry przy założeniu, że w domu mamy zainstalowany bezpiecznik B10? do tego potrzeba nam wzoru:
Ia = k * In [A]
Dla bezpiecznika o charakterystyce B, współczynnik k wynosi 5, In to prąd opisany na bezpieczniku, a Ia to prąd potrzebny do wyzwolenia tego zabezpieczenia w zgodnym dla normy czasie. Policzmy, Ia= 5 x 10, Ia=50A.
Impedancja wyniosła 1,25Ohm, napięcie sieciowe to 227V pod obciażeniem, zatem prąd zwarciowy w sieci energetycznej wynosi wg wzoru: I=U/R, I=227/1.25 = 181A w sporym przybliżeniu tak naprawdę, ale uświadamia, że warunek jest spełniony i nastąpi samoczynne wyłączenie zasilania, bo In < IL-N w tym przypadku. 181 jest większe od 50.
Mam nadzieję, że mniej więcej dobrze tłumaczyłem, i Panowie Elektrycy z forum nie potrzebowali pomocy by wyjść ze śmiechu
Trochę techniki...
Jak widać, jako obciążenie pracuje u mnie grzałka z czajnika bezprzewodowego, podłączona na tak krótki czas pozwala wykonać kilka pomiarów bez szwanku dla siebie i elektroniki wewnątrz. Mam na uwadze kilka nie doróbek w postaci braku chłodzenia, czy zabezpieczenia termicznego, ale wyszedłem z założenia, niestety to złe myślenie i przyznaję się do tego, że jak tylko ja używam miernika raz na jakiś czas to nie będę dokładał niektórych elementów. Dziś bym tak nie zrobił, natomiast poprawiać nie będę konstrukcji na razie, spisuje się bez zarzutów. Miernik po wykonaniu pomiaru, dodatkowo podaje prócz impedancji pętli zwarcia, wynik napięcia jakie się zapisało po dołączeniu obciążenia, a także prąd zwarciowy IL-N do oszacowania czy dobrze jest dobrane zabezpieczenie w instalacji. Jako ciekawostkę podam, że IPZ w mieszkaniu wynosi ok. 0,7ohm, natomiast IPZ na WLZ bloku wynosi 0,43ohm w zależności tak naprawdę od obciążenia sieci w pewnym stopniu oczywiście, ale to są pomijalne wartości. Czyli widać, że można śmiało dać bezpiecznik B25 i również zostanie zachowana zasada samoczynnego wyłączenia zasilania w tej konkretnej instalacji. Typowo jest B16 u mnie w bloku, a wynika to z przydziału mocy na mieszkanie.
Filmik z pomiaru, jak to wygląda?
https://www.youtube.com/watch?v=arpnpZKcd6Y&feature=youtu.be niestety, nie udało mi się go obrócić.... przepraszam, za to mocno.
Pomiar trwa stosunkowo krótko, co można zobaczyć wskazania nie specjalnie różnią się od wskazania mernika Sanwa PC5000. To nim kalibrowałem miernik, i prawie mi się to udało. Napięcie wskazuje poprawnie, różnica to zaledwie 1V i to maksymalna. Nie kiedy jest mniej, wynika to ze sposobu pomiaru.
Opis elektroniki
Całością sterują dwa mikroprocesory. Jest to Atmega328 i Atmega32.
Ta pierwsza zajmuje się obrabianiem ADC i pomiarem napięcia i prądu w układzie. Pomiary są obliczane ze średniej z kilku pomiarów, stąd pomiar tyle trwa, bez średniej, za każdym razem był różny wynik, teraz udało mi się zlikwidować różnicę w pomiarach powiedzmy w jakiś 70-80%, bo tak jak mówiłem, ten miernik był bardziej eksperymentem. Początkowo dodam, obciążeniem miało być 4 lampy halogenowe po 400W każda, ale ich temperatura po włączeniu była tak potężna, że to był zły pomysł, grzałka okazała się lepszym pomysłem, choć również, jak wiadomo potrafi się zagrzać potężnie, lecz nie dopuszczam do takiego stanu.
Prąd mierzę przekładnikiem widocznym na jednym ze zdjęć (ten czarny element z otworem na przewód), jest to bardzo fajny element moim zdaniem i w sumie prosty w obsłudze. Zapewne są inne sposoby na pomiar prądu w układzie, choćby badanie spadku napięcia, lecz zależało mi na tym by być odseparowanym od sieci.
Napięcie mierzę trafkiem 8V, z dzielnikiem i przesunięciem w stronę masy dla ADC by można było mierzyć sinusa. Oba procesory komunikują się po RS232 przy czym Atmega328 wysyła napięcie ciągle na port. Atmega32 odbiera to i przetwarza na grafikę dla LCD opartego o sterownik KS0108. Czerwonym przyciskiem zaczyna się pomiar, zielonym kasuje i wraca do okna głównego. Dodatkowo jest włącznik sieciowy.
Drugi transformator, ten większy jest zasilaczem dla całości. Myślę, że stosunkowo prosto wszystko wytłumaczyłem, odpowiem na każde pytanie. Lecz odpowiem już na pierwsze: nie, nie jestem elektrykiem, bardziej hobbystą w tej dziedzinie Ale miernik warto posiadać tego typu uważam.
Jako ciekawostkę dodam, podczas budowania i testów (ciągłe chwilowe obciążenia sieci po 2kW, bardziej szpilki, by zbadać czas potrzebny na stabilizację parametrów) nagle zabrakło zasilania w mieszkaniu. Myślę, hmm, pewnie bezpiecznik przegrzał się na korytarzu i drucik się przepalił. Jakież było moje zdziwienie kiedy okazało się, że to przepalił się ale przewód w wyprowadzeniu w stacji trafo obok Śmieję się, że to ja upaliłem go, oczywiście jest to nie prawda, ale tak się fajnie złożyło.
Miernik sam w sobie nie wysyła danych nigdzie, nie agreguje ich w pamięci. Oczywiście, mogę to dopisać, by nawet wysyłał dane w chmurę po wifi, ale nie potrzebowałem tego. Mam nadzieję, że spełniam wymagania konkursu, gdyż w sumie jest to przyrząd pomiarowy, może nie tak dokładny jak w/w firmy z początku mojego postu, aczkolwiek metoda techniczna jest zaimplementowana zgodnie ze sposobem wykonania takiego pomiaru na stole, i wychodziło mi z testów, że wszystko się zgadza. Jak ma ktoś jakieś pytanie - zapraszam serdecznie
Zgodnie z sugestią Pana macieja_333 chciałbym nadmienić, iż miernik mierzy tylko część impedancji, czyli rezystancję, na impedancję składa się całość czyli rezystancja i reaktancja w skrócie rzecz biorąc. W każdym razie miernik dalej spełnia swoje zadanie, tylko wymagałby poprawki na oprogramowaniu LCD, zamienić Ipz na Rpz.
Wykonałem miernik impedancji pętli zwarcia. Zaimplementowałem sposób pomiaru polegający na pomiarze spadku napięć sieci zasilającej po dołączeniu obciążenia. Całość wyświetlam na wyświetlaczu LCD 128x64. Poniżej zdjęcie mojego miernika:
Początki...
Szczerze, nie sądziłem, że kiedykolwiek pokażę ten sprzęt. Wiem, że dział Elektrycy się ze mnie śmieje teraz
bo mają o wiele lepsze mierniki firmy na przykład Sonel czy Megger, który mocno ułatwia im pracę. Natomiast ja potrzebowałem takiego miernika do szybkiego oszacowania przedłużacza, czy jest dobry, czy słaby jakościowo, na przykład ogrodniczy 50m. Po pomiarze widać od razu czy kabel jest dobrej jakości czy też kiepskiej, bo jest "za mało miedzi w miedzi" To tylko przykład. Kolejna sprawa to można ocenić stan instalacji domowej, sprawdzić czy zabezpieczenia spełniają warunek samoczynnego wyłączenia w momencie zwarcia.
Trochę teorii
Swój pomiar jak napisałem wyżej, oparłem o pomiar metodą techniczną. Czyli sposób pomiaru odbywa się tak:
-mierzę napięcie sieciowe w spoczynku
-dołączam obciążenie
-mierzę ponownie napięcie sieciowe i dodatkowo prąd płynący w obwodzie
-wyliczam wg wzoru:
Ipz = (Uzas1 - Uzas2)/Iobc
gdzie:
Uzas1 to napięcie w spoczynku,
Uzas2 to napięcie po dołączeniu obciązenia,
Iobc to prąd w obwodzie
Przykład
Napięcie sieciowe wynosi 238V, po włączeniu kuchenki 2000W spada nam napięcie w gniazdku i wynosi ono 227V, prąd kuchenki przy napięciu 227V wynosi 8.8A. Podstawiając do wzoru impedancja wyniesie nam 1,25Ohm. Czy wynik dobry przy założeniu, że w domu mamy zainstalowany bezpiecznik B10? do tego potrzeba nam wzoru:
Ia = k * In [A]
Dla bezpiecznika o charakterystyce B, współczynnik k wynosi 5, In to prąd opisany na bezpieczniku, a Ia to prąd potrzebny do wyzwolenia tego zabezpieczenia w zgodnym dla normy czasie. Policzmy, Ia= 5 x 10, Ia=50A.
Impedancja wyniosła 1,25Ohm, napięcie sieciowe to 227V pod obciażeniem, zatem prąd zwarciowy w sieci energetycznej wynosi wg wzoru: I=U/R, I=227/1.25 = 181A w sporym przybliżeniu tak naprawdę, ale uświadamia, że warunek jest spełniony i nastąpi samoczynne wyłączenie zasilania, bo In < IL-N w tym przypadku. 181 jest większe od 50.
Mam nadzieję, że mniej więcej dobrze tłumaczyłem, i Panowie Elektrycy z forum nie potrzebowali pomocy by wyjść ze śmiechu
Trochę techniki...
Jak widać, jako obciążenie pracuje u mnie grzałka z czajnika bezprzewodowego, podłączona na tak krótki czas pozwala wykonać kilka pomiarów bez szwanku dla siebie i elektroniki wewnątrz. Mam na uwadze kilka nie doróbek w postaci braku chłodzenia, czy zabezpieczenia termicznego, ale wyszedłem z założenia, niestety to złe myślenie i przyznaję się do tego, że jak tylko ja używam miernika raz na jakiś czas to nie będę dokładał niektórych elementów. Dziś bym tak nie zrobił, natomiast poprawiać nie będę konstrukcji na razie, spisuje się bez zarzutów. Miernik po wykonaniu pomiaru, dodatkowo podaje prócz impedancji pętli zwarcia, wynik napięcia jakie się zapisało po dołączeniu obciążenia, a także prąd zwarciowy IL-N do oszacowania czy dobrze jest dobrane zabezpieczenie w instalacji. Jako ciekawostkę podam, że IPZ w mieszkaniu wynosi ok. 0,7ohm, natomiast IPZ na WLZ bloku wynosi 0,43ohm w zależności tak naprawdę od obciążenia sieci w pewnym stopniu oczywiście, ale to są pomijalne wartości. Czyli widać, że można śmiało dać bezpiecznik B25 i również zostanie zachowana zasada samoczynnego wyłączenia zasilania w tej konkretnej instalacji. Typowo jest B16 u mnie w bloku, a wynika to z przydziału mocy na mieszkanie.
Filmik z pomiaru, jak to wygląda?
https://www.youtube.com/watch?v=arpnpZKcd6Y&feature=youtu.be niestety, nie udało mi się go obrócić.... przepraszam, za to mocno.
Pomiar trwa stosunkowo krótko, co można zobaczyć wskazania nie specjalnie różnią się od wskazania mernika Sanwa PC5000. To nim kalibrowałem miernik, i prawie mi się to udało. Napięcie wskazuje poprawnie, różnica to zaledwie 1V i to maksymalna. Nie kiedy jest mniej, wynika to ze sposobu pomiaru.
Opis elektroniki
Całością sterują dwa mikroprocesory. Jest to Atmega328 i Atmega32.
Ta pierwsza zajmuje się obrabianiem ADC i pomiarem napięcia i prądu w układzie. Pomiary są obliczane ze średniej z kilku pomiarów, stąd pomiar tyle trwa, bez średniej, za każdym razem był różny wynik, teraz udało mi się zlikwidować różnicę w pomiarach powiedzmy w jakiś 70-80%, bo tak jak mówiłem, ten miernik był bardziej eksperymentem. Początkowo dodam, obciążeniem miało być 4 lampy halogenowe po 400W każda, ale ich temperatura po włączeniu była tak potężna, że to był zły pomysł, grzałka okazała się lepszym pomysłem, choć również, jak wiadomo potrafi się zagrzać potężnie, lecz nie dopuszczam do takiego stanu.
Prąd mierzę przekładnikiem widocznym na jednym ze zdjęć (ten czarny element z otworem na przewód), jest to bardzo fajny element moim zdaniem i w sumie prosty w obsłudze. Zapewne są inne sposoby na pomiar prądu w układzie, choćby badanie spadku napięcia, lecz zależało mi na tym by być odseparowanym od sieci.
Napięcie mierzę trafkiem 8V, z dzielnikiem i przesunięciem w stronę masy dla ADC by można było mierzyć sinusa. Oba procesory komunikują się po RS232 przy czym Atmega328 wysyła napięcie ciągle na port. Atmega32 odbiera to i przetwarza na grafikę dla LCD opartego o sterownik KS0108. Czerwonym przyciskiem zaczyna się pomiar, zielonym kasuje i wraca do okna głównego. Dodatkowo jest włącznik sieciowy.
Drugi transformator, ten większy jest zasilaczem dla całości. Myślę, że stosunkowo prosto wszystko wytłumaczyłem, odpowiem na każde pytanie. Lecz odpowiem już na pierwsze: nie, nie jestem elektrykiem, bardziej hobbystą w tej dziedzinie
Ale miernik warto posiadać tego typu uważam.
Jako ciekawostkę dodam, podczas budowania i testów (ciągłe chwilowe obciążenia sieci po 2kW, bardziej szpilki, by zbadać czas potrzebny na stabilizację parametrów) nagle zabrakło zasilania w mieszkaniu. Myślę, hmm, pewnie bezpiecznik przegrzał się na korytarzu i drucik się przepalił. Jakież było moje zdziwienie kiedy okazało się, że to przepalił się ale przewód w wyprowadzeniu w stacji trafo obok
Śmieję się, że to ja upaliłem go, oczywiście jest to nie prawda, ale tak się fajnie złożyło.
Miernik sam w sobie nie wysyła danych nigdzie, nie agreguje ich w pamięci. Oczywiście, mogę to dopisać, by nawet wysyłał dane w chmurę po wifi, ale nie potrzebowałem tego. Mam nadzieję, że spełniam wymagania konkursu, gdyż w sumie jest to przyrząd pomiarowy, może nie tak dokładny jak w/w firmy z początku mojego postu, aczkolwiek metoda techniczna jest zaimplementowana zgodnie ze sposobem wykonania takiego pomiaru na stole, i wychodziło mi z testów, że wszystko się zgadza. Jak ma ktoś jakieś pytanie - zapraszam serdecznie
Zgodnie z sugestią Pana macieja_333 chciałbym nadmienić, iż miernik mierzy tylko część impedancji, czyli rezystancję, na impedancję składa się całość czyli rezystancja i reaktancja w skrócie rzecz biorąc. W każdym razie miernik dalej spełnia swoje zadanie, tylko wymagałby poprawki na oprogramowaniu LCD, zamienić Ipz na Rpz.
Cool? Ranking DIY
