Добрый вечер!


Задача: при помощи микроконтроллера (Arduino или STM32) безопасно замерять напряжение переменного тока (230В, 50Гц).
На данный момент у меня есть только мысль использовать для этого понижающий трансформатор, возможно с делителем напряжения.

230В понижаем до адекватного уровня (12 или 5В), далее уже замеряем аналоговое значение (в пределах напряжения МК).

Так как напряжение может меняться в любую сторону, то и на выходе трансформатора и после делителя можно получить непредсказуемое напряжение и вывести МК из строя.


Вопрос: какими способами можно реализовать безопасное измерение переменного тока при помощи микроконтроллера?

Я слышал про гасящий конденсатор, но не знаю, относится ли это к моему вопросу)



Спасибо!

Так как напряжение может меняться в любую сторону,...
максимум +/- 30 вольт при 220 среднем
почитай как устроены к примеру токовые клещи
если измерять только в конкретной одной цепи- обычный понижающий трансформатор ( до минимального нужного значения)

а с конденсаторами- плохая идея...

ты сам себе ответил про безопасность =-трансформатор но требования к нему особые если транс должен нормално жить и при аварийных режимах вроде 400 в линейного вместо фазного то имено на 400в надо расчитать его первичку однако коэфицмет ранчбормаци расчитываем на минимум сети -например 200в при этом на банке филтра питания после моста при200 будет не мене 7-9в что нужено 5в стабилизатору навроде 7805(снабдить жирным радиатором) питающую мк а вот для замера мотаем отделнгую 3орбмотку гна которй должно быть волт 5 -6TRMS при 230в сети...дале делитель и мк должен измерять TRMS по алгоритму замера за период
мерить простоянку на банке после выпрямителя в ACV не рекомендуется изза силной потери точности особено иза искажения синуса уплощением вершины -хотя если это просто показометр но похуй на последне-в любом случае делитель выбирают так чтоб линейность сохранялась до требуемых максималных 400вас а вот калибруют ЛАТРОМ в точке с номиналными 230в по повереному волтметру класа не хуже 1.0

PCBWay - всего $5 за 10 печатных плат, первый заказ для новых клиентов БЕСПЛАТЕН

Сборка печатных плат от $30 + БЕСПЛАТНАЯ доставка по всему миру + трафарет

Онлайн просмотровщик Gerber-файлов от PCBWay + Услуги 3D печати

Предлагаю ещё один вариант, проверенный. АЦП, к примеру, ADC121S101, запитанный через REF198 от ADUM6402, он же развязывает сигнальные линии от МК. В моём случае перед АЦП стоит опер, другой (оба опера в одном корпусе) буферит REF/2 для сдвига сигнала.

Выбираем схему BMS для заряда литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ очень важен контроль процесса заряда и разряда для избегания воздействия внешнего зарядного напряжения после достижения 100% заряда. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список таких решений от разных производителей.

Подробнее>>

mickbell, вашщ вариант боле затратный-болше подходит для пултоф контроля подстанцииили подобного
но автор не указал пределы замерофи точность так что решать ему

Новый аккумулятор EVE серии PLM для GSM-трекеров, работающих в жёстких условиях (до -40°С)

Компания EVE выпустила новый аккумулятор серии PLM, сочетающий в себе высокую безопасность, длительный срок службы, широкий температурный диапазон и высокую токоотдачу даже при отрицательной температуре. Эти аккумуляторы поддерживают заряд при температуре от -40/-20°С (сниженным значением тока), безопасны (не воспламеняются и не взрываются) при механическом повреждении (протыкание и сдавливание), устойчивы к вибрации. Они могут применяться как для автотранспорта (трекеры, маячки, сигнализация), так и для промышленных устройств мониторинга, IoT-устройств.

Подробнее>>

Да я не против. Моё дело предложить, а ТС пусть сам выбирает подходящий вариант.

Всем большое спасибо за ответы!

Насчет трансформатора: посмотрел варианты 230/12 - они слишком габаритные. Размер импульсных очень был бы кстати, но их напрямую не подключить.

Гасящий конденсатор не стоит использовать именно из-за отсутствия развязки? Или он еще чем-то опасен?


Нашел схему с развязывающим усилителем и делителем напряжения. Скорее всего это схоже с идеей mickbell

Добавил схему в начало.

Мультиметр М830 умеет безопасно мерять до 750 В. Там делитель, ничего, кроме резисторов и защитных диодов на входе микросхемы.

Приложенная схема вполне нормальная.

Я использую АМС1200, прообраз АМС 1300. В качестве ИОН рекомендую REF2030 с двумя выходами. В показанной схеме настораживают парметры ФНЧ на выходе, которые зависят от используемого АЦП. Подбери их под свой АЦП. Если применять СТМ32, то лучше всего брать МК в корпусе со 100 и больше ногами, так как только там опорное напряжение выведено на отдельные ножки корпуса. У себя я использую раздельное питание цифровой и аналоговой частей МК. Очень важно правильно развести плату.

1. Безопасно для КОГО/ЧЕГО?
2. Что нужно делать с результатами измерений? Просто цифровой индикатор или некая линия для передачи на другие устройства.
3. Про точность и метод измерений тут уже говорили... У переменного напряжения может быть несколько типов представления величины: амплитудное, средневыпрямленное, действующее.
В сухом остатке - Вы НИЧЕГО конкретного не сообщили.
Поэтому никакого конкретного совета быть не может. Только досужие разговоры.

Понижающий трансформатор -> Диодный мост -> конденсатор -> делитель -> АЦП.
Можно и без трансформатора, если взять детали помощней.

И отсутствие развязки тоже имеет значение. Главное - с ним будет не измеритель, а показометр. Делитель из конденсатора и резистора - частотнозависимый, гармоники сетевого напряжения им ослабляются тем меньше, чем больше номер гармоники. Думаете, в сети чистая синусоида? Хрен.

да в принципе волтметры-показометры сети 220в в фотме лампы индикатора (для замены старой арматуры шкафоф так и строят баластный кап га питание дале зене диод банка стабизатор на 3/5в для питания чипа и LED
а вот цепь измерения там сделана просто резистивным делителем...на вход ADC CPU
мк делает быструю серию замероф

пикового мгновеного значения за 10 периодоф сети

далее вычисляет и TRMS и усредняет его за 10 периододоф сети что устраняет мелтешение последней цифры и выводит на 3 циферный сверохярки мелкий LED потребление от сети не выше 40ма при этом ток болшей частью реактивный
но это вариант для автономных одиночных показометроф в хорошо изолированом закрытом коорпусе во всех осталных случаеф такое решени не показано ибо опасное и ущербное и не надо забывать об ограниченом ресурсе капа работаюшего ка баласт мало того что там годгы толка Х2 капы так + и надо помнить что и они лет через 2-5 там дохнут.... ка и банкаа в питани иза болшого пикового тока конечно можно поставить совецкие ВЕЧНЫЕ КБГМН,МБГЧ но их габариты болше чем всего вашего девайса


вот он на алехе https://aliexpress.ru/item/32842428175. ... 3-mr6wR6CC
есть подобные с квадратной мордой цифры покрупней
https://aliexpress.ru/item/32867278469. ... 9-mr6wR6CC

Есть нюанс, о котором здесь некоторые забывают.
Любой трансформатор и конденсатор вносят фазовый сдвиг. Если нужно измерять только напряжение или только ток, то это несущественно, а вот если мощности и/или фазовые сдвиги, да в диапазоне температур -40..+60, то, очень вероятно, что останется только схема на развязывающем усилителе.

tonyk, при верной схемотехнике годен любой питатель возми цифрощетчики они много че мерят и весма точно естестве в измерителных цепях фазовый сдвиг минимализируется для чего применяется сравнително невысокомные делители и трансфориаторы тока с огромной проницаемость сердечникоф(пермалой/сендаст)
тут болше вопрос безопасности и развязки от канала связи с внешним устройством приема даных

Не только. Возможно ещё, как я предложил, построение "АЦП за гальваноразвязкой".

Вот-вот. А размеры у них какие, а? Для примера плата для ввода 9 каналов высокого напряжения с поканальной гальванической развязкой. Используются развязывающие усилители.

для различного рода индикаторов, систем управления и т.п. устройств не "настольной" эксплуатации гораздо оптимальнее обеспечивать не изоляцию устройства от измеряемой цепи, а изолировать органы управления. человек контактирует с кнопками,резисторами, разъёмами - вот их и надо изолировать. сигналы в таких цепях обычно цифровые, изолируются они при помощи простейщих оптронов. а всякие переменные резисторы - при помощи надежных диэлектрических ручек и переходников (чтобы наружу из корпуса металлическая ручка резистора не выглядывала.

Для 220В и неответственных применений такой вариант допустим. Например, у меня некоторые изделия работают в цепях 3.3кВ, и что, тянуть к прибору с толстым стеклом и толстым корпусом цепи 3.3кВ? ТС не указал назначение своего девайса, поэтому выбор способа обезопасить человека от высокого напряжения оставляем ему. По-моему, пищи для размышлений ему тут дали достаточно.

Добавлено after 3 minutes:

mickbell, обрати внимание на REF20xxx. У них как раз два выхода, REF и REF/2.

О!!! Мой приборчик в точно таком же корпусе, только он восьмиканальный, и каналы развязываются уже по цифре.
Какая у них точная фамилия? По этим данным нагуглить не получается.