Witam zainteresowanych tematem budowy prostego analizatora - miernika parametrów sieci 230V - jednej fazy.
Miernik bazuje na module ESP32 wg schematu, który jest w załączeniu, a cały układ nie jest skomplikowany.
Do budowy miernika potrzebne będą następujące części:
1 - moduł ESP32 DEVKIT V1 z pamięcią 4 MB, jak na załączonym obrazku;
2 - czujnik do pomiaru prądu - przekładnik prądowy na zakres 100A z wyjściem 1V lub na zakres 25A z wyjściem 1 V typ SCT013, jak na załączonym obrazku;
3 - czujnik do pomiaru napięcia - przekładnik napięciowy typ TV16, jak na załączonym obrazku;
4 - potencjometr 5k precyzyjny - 2 sztuki, jak na załączonym obrazku;
5 - zasilacz 230VAC / 5V 0.7A lub ładowarka z wtykiem mini USB do zasilenia modułu ESP32, jak na schemacie;
6 - uniwersalna płytka montażowa;
7 - rezystory i kondensatory jak na schemacie;
8 - przewody i końcówki pomiarowe jak na obrazku całego miernika.
Ważna sprawa to kupując przekladnik
prądowy to proszę wybierać ten typ co ma wyjscie 1V
Wszystkie elementy kupiłem na znanym portalu aukcyjnym, a łączny koszt nie przekroczył kwoty 150zł.
W załączeniu są dwie wersje softu do wgrania do ESP32. Różnica polega na tym, że jeden jest na max zakres 25A, a drugi na 100A, w zależności, jaki zakupimy przekładnik prądowy.
Miernik mierzy i wyświetla przesunięcia przebiegów sinusoidalnych napięcia i prądu względem siebie. Wyliczenia COS fi, a w przypadku wykrycia współczynnika indukcyjnego, wylicza pojemność kondensatora do jej skompensowania.
Dodatkowo jest do wyboru obliczenie współczynnika THD z pomiaru napięcia lub prądu wraz z wykresami pokazującymi poziomy harmonicznych - max 9.
Wyniki i wykresy wyświetlane są ekranie telefonu, tabletu lub laptopa.
Połączenie z miernikiem po Wi-Fi, a miernik ma adres IP 192.168.10.1 - obrazek w załączeniu.
Program można testować zaraz po wgraniu do modułu ESP32 bez potrzeby budowy całego miernika.
W załączeniu obrazki z kolejnych ekranów oraz wygląd miernika.
Nie opisuję za wiele, bo konstrukcja jest prosta, z czym poradzi sobie nawet poczatkujący elektronik.
Całość obliczeń zawarta jest w oprogramowaniu, z którym nie było mi łatwo, szczególnie z liczeniem i pomiarem harmonicznych - chciałem to zrobić, aby było czytelne i dawało dokładne wyniki.
Ekrany z wynikami są odświeżane co 5 sekund, a wykresy kreślone są za pomocą funkcji grafiki wektorowej - SVG.
Po zbudowaniu miernika kalibrację wykonujemy potencjometrami precyzyjnymi.
Ja kalibrowałem używając 2 czajników po 2000Wat i miernika cyfrowego, co jest wystarczające do ustawienia zakresu napięcia i prądu zgodnie ze wskazaniami na mierniku.
Po skalibrowaniu należy sobie oznaczyć końcówkę napięcia, która będzie łączona z przewodem zerowym i drugą końcówkę, która będzie łączona z przewodem fazy.
A po założeniu na przewód fazowy czujnika prądu należy tak go założyć, aby był przed podłączonym przewodem napięciowym na fazie.
Podłączenie miernika do sieci 230VAC na rysunku szkicowym, który jest w załączeniu.
A kiedy upewnimy się, że pomiar COS fi jest właściwy, trzeba mazakiem zaznaczyć sobie kierunek zapinania czujnika prądu na przewód.
Ja to ustaliłem wyłączając wszelkie odbiory energii elektrycznej, a pozostawiając komputer stacjonarny i miernik powinien pokazać współczynnik mocy pojemnościowy, jeżeli indukcyjny to zamienię kierunek zapięcia czujnika.
Dla pewności można zrobić kilka prób na innych urządzeniach, np. na silniku i powinien pokazać współczynnik mocy indukcyjny, W czasie kalibracji przy użyciu czajników współczynnik mocy powinien być w pobliżu 1.
Jako obudowę miernika wykorzystałem obudowę po zasilaczu od laptopa.
W mierniku jest możliwość aktualizacji softu bez potrzeby wymontowania modułu ESP32, można wgrać nowy soft po WIFI używając przeglądarki z adresu 192.168.10.1/nowy jak nam się pojawi okno logowania, to user admin hasło admin, a potem wybrać właściwy plik bin i poczekać na komunikat o pomyślnym wgraniu softu.
Inspiracją do zrobienia projektu i zbudowania miernika oraz napisania kodu programu był ten artykuł sprzed paru lat - link poniżej:
https://majsterkowo.pl/rejestrator-napiecia-pradu-mocy/
Proszę o ewentualne uwagi i sugestie ulepszenia lub zmian.
Pozdrawiam i życzę zadowolenia z używania analizatora - miernika parametrów sieci 230 V jednej fazy.
Konczac proponuje kalibracje pomiaru pradu wykonac z uzycien 75% zakresu ja dla 25A uzylem dwa czjniki elektryczne po 2000Wat bo pomiary beda bardziej wiarygodne.
Mysle ze wielu kolegow zobaczy co sie dzieje w naszych domowych sieciach elektrycznych co przyczyni sie zmniejszenia wydatkow za energie elektryczna.
Aktualizacja - softu 28.10.2022
Dla obu wersji dodana zostala podzialka - linie poziome dla wykresow THD.
Zwiekszona ilosc miejsc po przecinku dla napiecia i pradu.
Aktualizacja - softu 07.11.2022
Dodano okno konfiguracji aby mozna bylo laczyc sie z domowym routerem oraz wysylanie danych na serwer.
Link ponizej
https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic3929533-30.html#20261095
Aktualizacja - softu 24.11.2022
Opis i programy do wgraniu softu do ESP32.
https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic3929533-60.html#20300780
Aktualizacja - softu 10.01.2024
Opis i programy do wgraniu softu do ESP32.
https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic3929533-90.html#20878394
Pozdrawiam
Futek2
Fajne? Ranking DIY
