АЦП в atmega против PIC

Обсуждаем контроллеры компании Atmel.
Аватара пользователя
Andrew Martin
Вымогатель припоя
Сообщения: 606
Зарегистрирован: Вт июн 25, 2013 18:45:07

Re: АЦП в atmega против PIC

Сообщение Andrew Martin »

А что собственно разрабатывается? Прецизионный синусный ваттметр?

"Согласно ГОСТ 13109-97, частота должна находиться в пределах 50±0,2 Гц не менее 95% времени суток, не выходя за предельно допустимые 50±0,4 Гц. "

http://so-ups.ru/?id=ees_freq

Что вас смущает? Даже если частота уйдёт на 0,4Гц, то это всего лишь 0,8%. Погрешность измерения от ухода частоты - это мелочи жизни по сравнению с реализацией определения перехода через ноль (особенно по токовому каналу, где форма напряжения порой ооооочень отличается от синуса). Пусть вы поставите фильтр высших гармоник в аналоговой части, но это во-первых сдвинет фазу (причем непредсказуемым образом, учитывая ваши капризы по отношению к стабильности сетевой частоты), а во-вторых исчезнет часть информации о потребляемой мощности. В результате вы только раздуете аппаратную часть и погрешность. Применять какую-то программную супер-пупер обработку вроде БПФ для этой задачи неоправданно, да и проблематично (во всяком случае на дешевых и доступных МК).
Поэтому лучше будет всё-таки принять 50Гц за константу :)
Вот если бы разрабатывался какой-нибудь фазовый регулятор, тогда от определения перехода через ноль никуда не деться :( Благо там как правило определяется переход через ноль по напряжению, а оно всё-таки ближе к синусу, чем ток в общем случае.
Аватара пользователя
КРАМ
Друг Кота
Сообщения: 25154
Зарегистрирован: Чт янв 10, 2008 22:01:02
Откуда: Московская область, Фрязино

Re: АЦП в atmega против PIC

Сообщение КРАМ »

Ваттметр по хорошему вообще не должен быть привязан к частоте сети.
Но даже в варианте с интегрированием по периоду совершенно незачем мерить период токового канала. Достаточно периода напряжения.
Измерение периода сети через оптрон с накоплением 128...256 отсчетов в плавающем окне дает стабильные (плюс-минус 1...2 МЗР) показания с 16 разрядным разрешением.
Т.е. ни разу не проблема.
Аватара пользователя
Andrew Martin
Вымогатель припоя
Сообщения: 606
Зарегистрирован: Вт июн 25, 2013 18:45:07

Re: АЦП в atmega против PIC

Сообщение Andrew Martin »

Тогда ваттметр будет привязан не к частоте сети, а к напряжению. Оптрон воспринимает за ноль всё что ниже примерно 1,2В. На 220В проблем конечно не должно быть, а вот если захочется встроить ваттметр в низковольтную цепь - погрешность определения частоты будет расти с уменьшением напряжения и (с учетом вариации напряжения сети) может быть сопоставима с вариациями частоты за сутки.
Аватара пользователя
КРАМ
Друг Кота
Сообщения: 25154
Зарегистрирован: Чт янв 10, 2008 22:01:02
Откуда: Московская область, Фрязино

Re: АЦП в atmega против PIC

Сообщение КРАМ »

Оптрон, в данном случае, суть простейший компаратор для случая сетевого напряжения. Можно воспользоваться обычным компаратором встроенным в МК.
Просто помехоустойчивость измерения частоты при любой схемотехнике определяется цифровой фильтрацией.
Про нее я и вел речь.
ЗЫ.
Погрешность с оптроном не будет зависеть от напряжения, пока амплитуда измеряемого напряжения позволяет вводить в насыщение его фототранзистор.
При накоплении (фильтрации) джиттер фронтов на выходе оптрона будет безразличен для результата измерений.
Аватара пользователя
Andrew Martin
Вымогатель припоя
Сообщения: 606
Зарегистрирован: Вт июн 25, 2013 18:45:07

Re: АЦП в atmega против PIC

Сообщение Andrew Martin »

Ладно, не буду спорить :) Не доверяете 50Гц - ну и ладно. Вы часом не американские шпионы, господа? :)))
Хотите цифровую фильтрацию - теряйте время на цифровую фильтрацию 256 отсчетов частоты, а за это время и ватты утекут, и частота изменится, а вы только получите некоторое усреднённое значение частоты за какой-то промежуток времени :) Работать в реальном времени как? Или вы измерите частоту только при инициализации, а потом будете уже на неё ориентироваться?
Аватара пользователя
КРАМ
Друг Кота
Сообщения: 25154
Зарегистрирован: Чт янв 10, 2008 22:01:02
Откуда: Московская область, Фрязино

Re: АЦП в atmega против PIC

Сообщение КРАМ »

Частота убежит?
:o
...да ладна...
256*20 мс=5,12 сек
Половина от этого времени - весовой центр фильтра, значит задержка составит примерно 2,5 секунды.
Вы тут выше изволили привести график частоты по времени...
:)))
Хотел бы я посмотреть на турбину ГРЭС, которая способна менять частоту вращения даже на 0,001% за 2,5 секунды....
:wink:
Что касается ресурсов МК, то 256 байт для скользящего окна - не великий расход...
Тем более, что заполнение его идет в ISR с Input Capture.
Аватара пользователя
Andrew Martin
Вымогатель припоя
Сообщения: 606
Зарегистрирован: Вт июн 25, 2013 18:45:07

Re: АЦП в atmega против PIC

Сообщение Andrew Martin »

График я приводил лишь для того, чтобы показать что 50Гц можно вполне брать за константу и не мудрствовать лукаво :) А вы то ли на экспорт в Америку делаете, то ли параноидально не доверяете энергетикам.
Турбина никакая не изменит скорость в такой промежуток времени, но разве вы получаете электроэнергию непосредственно от одной-единственной станции с единственной турбиной?
Так каков общий алгоритм? Поочерёдное измерение частоты по 256 выборкам и измерение мощности с учетом полученной частоты? Или измерение частоты один раз при инициализации (чтоб определиться со страной местонахождения :)) ), а потом измерение мощности?
Аватара пользователя
КРАМ
Друг Кота
Сообщения: 25154
Зарегистрирован: Чт янв 10, 2008 22:01:02
Откуда: Московская область, Фрязино

Re: АЦП в atmega против PIC

Сообщение КРАМ »

Andrew Martin писал(а):Турбина никакая не изменит скорость в такой промежуток времени, но разве вы получаете электроэнергию непосредственно от одной-единственной станции с единственной турбиной?

А как Вы себе представляете работу РАЗНЫХ турбин в ОДНОЙ энергосистеме?
Измерять нужно непрерывно, постоянно обновляя переменную периода, с интервалом расчета.
Кстати, далеко не всегда источник электроэнергии - ЕЭС. Иногда это бывает и дизельный генератор....
:)
Аватара пользователя
Andrew Martin
Вымогатель припоя
Сообщения: 606
Зарегистрирован: Вт июн 25, 2013 18:45:07

Re: АЦП в atmega против PIC

Сообщение Andrew Martin »

Как представляю? Поочерёдно в данном случае. Вас очень быстро переключат. А вообще могут и работают в параллель, поэтому такие жесткие требования к частоте. Когда у России с Украиной была объединённая энергосистема, нас отключали, т.к. при повышенной нагрузке падала частота и нарушалась синхронность. Турбины с нашей и с вашей стороны начинали вращаться с разной скоростью :)
А дизелёк - хороший пример нестабильной частоты, но он может изменить частоту достаточно быстро.
Аватара пользователя
КРАМ
Друг Кота
Сообщения: 25154
Зарегистрирован: Чт янв 10, 2008 22:01:02
Откуда: Московская область, Фрязино

Re: АЦП в atmega против PIC

Сообщение КРАМ »

Andrew Martin писал(а):Как представляю? Поочерёдно в данном случае. Вас очень быстро переключат.

Куда переключат? :shock:
:facepalm:
В Москве есть несколько ГРЭС. Они работают ОДНОВРЕМЕННО В ОДНУ СЕТЬ. Все турбины работают не только с одной частотой, но и с ТОЧНОСТЬЮ ДО ФАЗЫ. Иначе ни о какой параллельной работе и речи быть не может.
Что касается дизеля, то даже в нем частота меняется достаточно медленно. Опять же длину окна накопления можно менять. Даже 64 байта дают весьма стабильный результат, а инерционность уменьшится до 640 мс...
Опять же можно экстраполировать данные по производным высших порядков...
Аватара пользователя
BCluster
Собутыльник Кота
Сообщения: 2512
Зарегистрирован: Пн апр 06, 2009 19:33:29
Откуда: Молдова, Кишинев
Контактная информация:

Re: АЦП в atmega против PIC

Сообщение BCluster »

Вообще можно поднять вопрос о целесообразности измерения мощности в потребительских сетях, раз такая пьянка :) Просто ввиду того, что эта мощность постоянно изменяется.
Аватара пользователя
КРАМ
Друг Кота
Сообщения: 25154
Зарегистрирован: Чт янв 10, 2008 22:01:02
Откуда: Московская область, Фрязино

Re: АЦП в atmega против PIC

Сообщение КРАМ »

Гы, измерять не изменяющуюся, либо изменяющуюся по заданному закону величину не нужно В ПРИНЦИПЕ.
Измеряют как раз НЕДЕТЕРМИНИРОВАННЫЕ параметры.
Простой пример.
Обнаружение дома утечек мощности на фоне постоянного потребления и определение величины этих утечек.
Определение качества потребителя энергии. Например современных ламп: люминесцентных или светодиодных...
Определение потребления мощности многорежимными приборами типа холодильника или стиральной машины в разных режимах.
Да много чего еще....
Аватара пользователя
Andrew Martin
Вымогатель припоя
Сообщения: 606
Зарегистрирован: Вт июн 25, 2013 18:45:07

Re: АЦП в atmega против PIC

Сообщение Andrew Martin »

Ну если уж так настаиваете - можно и частоту напряжения измерить, если предполагается специфическое питание, а не обычная сеть. Но пытаться измерить "в лоб" сдвиг фаз между кривой тока и напряжения - это, по-моему, маразм :shock:
Аватара пользователя
КРАМ
Друг Кота
Сообщения: 25154
Зарегистрирован: Чт янв 10, 2008 22:01:02
Откуда: Московская область, Фрязино

Re: АЦП в atmega против PIC

Сообщение КРАМ »

Andrew Martin писал(а):Но пытаться измерить "в лоб" сдвиг фаз между кривой тока и напряжения - это, по-моему, маразм :shock:

Видит Бог, я этого нигде не предлагал, а даже наоборот...
Кстати, спектральный метод измерения активной и реактивной мощности подразумевает измерение сдвига фаз, но ПОСЛЕ фильтрации....
Аватара пользователя
Andrew Martin
Вымогатель припоя
Сообщения: 606
Зарегистрирован: Вт июн 25, 2013 18:45:07

Re: АЦП в atmega против PIC

Сообщение Andrew Martin »

А насколько вообще корректны понятия "реактивная мощность" и "полная мощность" в цепях несинусоидального тока?
Аватара пользователя
BCluster
Собутыльник Кота
Сообщения: 2512
Зарегистрирован: Пн апр 06, 2009 19:33:29
Откуда: Молдова, Кишинев
Контактная информация:

Re: АЦП в atmega против PIC

Сообщение BCluster »

А почему они должны быть некорректны?
Аватара пользователя
Andrew Martin
Вымогатель припоя
Сообщения: 606
Зарегистрирован: Вт июн 25, 2013 18:45:07

Re: АЦП в atmega против PIC

Сообщение Andrew Martin »

А как вы себе представляете косинус фи (например) в цепи несинусоидального тока? По чему его определять? По фазовому сдвигу первой гармоники напряжения относительно первой гармоники тока? Это чисто математическая абстракция, которая лишена физического смысла (в отличие от активной мощности).
Освежил память по электротехнике :cry: Оказывается в цепи несинусоидального тока вообще нельзя определить реактивную мощность исходя из полной и активной :dont_know: Пишут что это сумма реактивных мощностей отдельных гармоник. Это что ж получается, чтобы вычислить реактивную мощность нужно сделать БПФ напряжения и тока, а потом ещё и перемножить отдельные гармоники? Нехилый объём вычислений нарисовывается :shock:
Для дома однозначно таким заниматься не буду. Возьму 50Гц за константу, посчитаю интеграл от произведений тока на напряжение и бытовой счетчик активной мощности готов! :)
Аватара пользователя
КРАМ
Друг Кота
Сообщения: 25154
Зарегистрирован: Чт янв 10, 2008 22:01:02
Откуда: Московская область, Фрязино

Re: АЦП в atmega против PIC

Сообщение КРАМ »

Andrew Martin писал(а):Это чисто математическая абстракция, которая лишена физического смысла (в отличие от активной мощности).

Ну да-ну да... Только не говорите это конденсатору, что взорвется у Вас в руке от превышения реактивной мощности....
:cry:

Andrew Martin писал(а):Освежил память по электротехнике :cry: Оказывается в цепи несинусоидального тока вообще нельзя определить реактивную мощность исходя из полной и активной :dont_know: Пишут что это сумма реактивных мощностей отдельных гармоник. Это что ж получается, чтобы вычислить реактивную мощность нужно сделать БПФ напряжения и тока, а потом ещё и перемножить отдельные гармоники? Нехилый объём вычислений нарисовывается :shock:

:))) :))) :)))
Господа...
Ну наконец то...
Здравый смысл начал преобладать...
Только БПФ тут без нужды. Гораздо проще и быстрее сделать ДПФ. При этом полоса фильтра будет достаточно узкой, чтобы вырезать неэнергетическую составляющую, а число отсчетов достаточно мало, чтобы не перегружать вычислительные мощности...
:beer:
Аватара пользователя
Andrew Martin
Вымогатель припоя
Сообщения: 606
Зарегистрирован: Вт июн 25, 2013 18:45:07

Re: АЦП в atmega против PIC

Сообщение Andrew Martin »

Я о косинусе фи говорил что это математическая абстракция. А тем не менее:

http://toehelp.com.ua/lekcii/049.htm

"Как известно, реактивная мощность Q синусоидального тока характеризует интенсивность колебаний энергии (Q=ωWmax) с частотой ω между электромагнитным полем элемента и остальной цепью. В цепи несинусоидального тока колебания энергии происходят на разных частотах. Сложение реактивных мощностей отдельных гармоник, характеризующих колебания энергии на разных частотах, лишено физического смысла. Математически может получиться, что реактивные мощности отдельных гармоник имеют разные знаки и в сумме дают нуль, хотя колебания энергии при этом имеют место. Таким образом, для цепи несинусоидального тока понятие реактивной мощности лишено физического смысла. "

Вот что я имел в виду. Как вам кажется, это дезинформация?
Аватара пользователя
КРАМ
Друг Кота
Сообщения: 25154
Зарегистрирован: Чт янв 10, 2008 22:01:02
Откуда: Московская область, Фрязино

Re: АЦП в atmega против PIC

Сообщение КРАМ »

Косинус конечно имеет смысл только для монохроматического сигнала.
Для полихромного этих косинусов будет столько, сколько гармоник.
Я имел ввиду реактивную мощность вообще. А она вполне физична... Для любой формы сигнала.
Ответить

Вернуться в «AVR»