Цифровой ваттметр на МК

Вопросы и замечания по статьям и схемам, представленным на нашем сайте

При поддержке РадиоКОТструктор.ру


Аватара пользователя
hd44780
Встал на лапы
Сообщения: 132
Зарегистрирован: Вт июл 14, 2009 09:27:37
Откуда: Донецк, Украина

Re: Цифровой ваттметр на МК

Сообщение hd44780 »

Coviraylhik писал(а):Здесь написал потому что, я в этом деле пока новичок и будет интересно узнать мнение тех кто более менее уже в курсе дела, про такую альтернативу.


AD делает отличные микросхемы. Только они правда часто дорого стоят и их сложновато достать.
А алгоритмы изменений здесь не такие уж и сложные. И они вполне по силам дешевым и легкодоступным контроллерам. Хоть AVR, хоть PIC.
А так - конструкция хорошая. При наличии частотомера :)) .

Если хотите знать мое ИМХО - меня очень смущают изделия без гальванической развязки. Я стараюсь никогда так не делать. Обсуждать этот момент не хочу.

Я понимаю, что шунт гораздо дешевле токового трансформатора и сделать делитель проще и легче дополнительного измерительного транса или хотя бы второй вторички, но зато не нужно никаких супрессоров, стабилитронов и пр. вещей.
Кроме того, если понадобится оформить ваттметр как часть другого прибора, все равно придётся делать гальваническую развязку с другими узлами схемы.
Я, например, не хочу втыкать в COM порт или USB устройство, имеющее прямой контакт с сетью.

У автора темы я почерпнул очень много полезного - спасибо ему :beer: , но плохо освещен способ нахождения угла сдвига фаз по времени выхода синусоид из нуля.
Я разобрался (не без помощи специалистов в данной области и без изучения теории), но хотелось бы, чтобы автор сам как-то осветил эти аспекты. Он, как я понял, специалист в данных вопросах.
Ведь не все же хотят просто один к одному повторить девайс, не вникая в принципы его функционирования.
Аватара пользователя
LINKS_234
Поставщик валерьянки для Кота
Сообщения: 2296
Зарегистрирован: Пн июл 14, 2008 18:12:37

Re: Цифровой ваттметр на МК

Сообщение LINKS_234 »

у меня алгоритм засекания нуля достаточно простой : ацп не останавливаясь молотит и потом по оцифровкам смотрится где значение приближается к нулю и если на следующем преобразовании оно равно нулю - этот момент времени засекается. так сделано и для тока и для напряжения. потом вычисляется сам угол сдвига фаз (сначала определяется в плюсовой или минусовой области он будет - т.к. угол не может быть теоретически больше 90°, а потом уже считается сам угол исходя из того , что 20мс равняется углу 360°). вот и весь алгоритм. не скажу что он точный , но кое-как работает. хотел перелопатить прошивку на новый алгоритм , но это , судя по всему, никому не надо.
есть вопросы ? чего-то не знаешь ? [url=http://s61.radikal.ru/i174/1006/79/bc6a635c1451.jpg][color=blue][b]прежде всего смотри это[/b][/color][/url]
Аватара пользователя
AndrNet
Мучитель микросхем
Сообщения: 451
Зарегистрирован: Пт сен 18, 2009 08:36:36
Откуда: Пятигорск
Контактная информация:

Re: Цифровой ваттметр на МК

Сообщение AndrNet »

судя по всему, никому не надо.

Почему никому??? Мне надо, но мне не понравилось, что на новых прошивках надо залазить в прошивку для изменения каких-то значений. Это то меня и остонавливает. А вообще мне эта тема очень интересна, я надыбал две буржуйские схемы довольно интересные уже детали приобрел, хочу повторить. И за этой темой постоянно слежу.
Аватара пользователя
LINKS_234
Поставщик валерьянки для Кота
Сообщения: 2296
Зарегистрирован: Пн июл 14, 2008 18:12:37

Re: Цифровой ваттметр на МК

Сообщение LINKS_234 »

вот я и говорю - никому :) по мне так проще забить в епромку при прошивке несколько значений , чем потом ковыряться с подстройкой потенциометров. к тому же ИОН в прошлом вообще никоим образом не учитывался.
дело конечно ваше , а я вот уже врядли возьмусь за прибор - надоело всё вспоминать по-новой через несколько месяцев простоя, а потом убеждаться что это никому не надо и опять всё забывать.
есть вопросы ? чего-то не знаешь ? [url=http://s61.radikal.ru/i174/1006/79/bc6a635c1451.jpg][color=blue][b]прежде всего смотри это[/b][/color][/url]
Аватара пользователя
Coviraylhik
Мучитель микросхем
Сообщения: 420
Зарегистрирован: Чт июн 03, 2010 23:06:12

Re: Цифровой ваттметр на МК

Сообщение Coviraylhik »

А что можно, в домашних условиях использовать, для калибровки прибора?
Вот например, если я беру электро лампочку 100Вт , на практике она в каком % будет сответствовать этой мощности.
Наверное и с более мощными нагрузками , маркироватся может одно, а как в действительности......
Аватара пользователя
LINKS_234
Поставщик валерьянки для Кота
Сообщения: 2296
Зарегистрирован: Пн июл 14, 2008 18:12:37

Re: Цифровой ваттметр на МК

Сообщение LINKS_234 »

вообще трудно говорить о соответствии надписей и реальных измерений - кто его знает что там производитель может написать. к тому же никто измерениями не будет заниматься - как сделали - так и сделали.
проще всего конечно взять утюг , воткнуть его в ваттметр и уже после ваттметра в разрыв провода амперметр , которому доверяете и вольтрметр параллельно нагрузке после амперметра. потом уже сравнивать показания.
однако по-моему проще или добиться коэффициентов деления , или же забить в епром на новой прошивке (которую, правда, никто не тестил и я не знаю работает ли она) необходимые значения.
есть вопросы ? чего-то не знаешь ? [url=http://s61.radikal.ru/i174/1006/79/bc6a635c1451.jpg][color=blue][b]прежде всего смотри это[/b][/color][/url]
Аватара пользователя
Coviraylhik
Мучитель микросхем
Сообщения: 420
Зарегистрирован: Чт июн 03, 2010 23:06:12

Re: Цифровой ваттметр на МК

Сообщение Coviraylhik »

LINKS_234 писал(а):проще всего конечно взять утюг , воткнуть его в ваттметр и уже после ваттметра в разрыв провода амперметр , которому доверяете и вольтметр параллельно нагрузке после амперметра. потом уже сравнивать показания.

Спасибо за подсказку, раньше мне с этим не приходилось сталкиватся, теперь мне ясно, что могу использовать всё что угодно , ну в общем практикуюсь , взял лампу накаливания 200 ватт , подключаю, через минуту делаю замер, на клемнике подключения 214 вольт умножаю на потребление 0,77А получаю 164,8 ватт, дальше беру тен на котором написано 2кВт, на клемнике 203 вольта, потребление 7,51А получаю 1,52 кВт,
Всё стало ясно , но далее новый вопрос , погрешность - 20-25% или это мой китайский мультиметр М92А "чесный"( всё равно больше нечем измерять :( ) или я еще многое не понял, в науке 220вольт 50 герц.
В любом случае, теперь понятно, на что ориентироватся(+20% в уме :) )
Аватара пользователя
hd44780
Встал на лапы
Сообщения: 132
Зарегистрирован: Вт июл 14, 2009 09:27:37
Откуда: Донецк, Украина

Re: Цифровой ваттметр на МК

Сообщение hd44780 »

Coviraylhik писал(а):Всё стало ясно , но далее новый вопрос , погрешность - 20-25% или это мой китайский мультиметр М92А "чесный"( всё равно больше нечем измерять :( ) или я еще многое не понял, в науке 220вольт 50 герц.
В любом случае, теперь понятно, на что ориентироватся(+20% в уме :) )


Не знаю насчёт честности твоего мультиметра :)) , но посуди сам - по напряжению стоит делитель. В нём обычные резисторы на 720к и 5.1к. Коэффициент деления - 141 (по словам автора, я сам не считал). Прошивка контроллера учитывает этот коэффициент. По току аналогично - в расчетах учитывается сопротивление шунта и т.д.
Но на практике у резюков есть допуски (отклонения). Померь все свои резюки омметром и увидишь, что там не 720кил, а, например, 722к и т.д. Соотв. и коэффициент деления делителя по факту другой и т.д. и т.п.
Отсюда и лезут эти "+20% в уме". Что тут непонятного? Идеала ведь не бывает :( .
Если хочешь идеала - купи гору резисторов, перемерь их всех омметром, выбери точно с указанными значениями, может быть и будет тебе счастье :)) .

Проще говоря, любой измерительный прибор калибровать надо. Хоть слегка. Иначе это не ваттметр получится, а некий "показометр".
Поэтому ж автор тут выше по ветке и давал пробную прошивку с возможностью хоть какой-то калибровки.

Coviraylhik писал(а):беру тен на котором написано 2кВт, на клемнике 203 вольта, потребление 7,51А получаю 1,52 кВт


Надписи - фигня. На моей электродуховке тоже написано - ток потребления 10А.
А реально амперметр показывает 8А с копейками.
У духовки с десяток различных режимов и температура нагрева регулируется от 50 до 250 градусов, может при каком-то сочетании режим/температура она и выдаст эти 10А....

Может и с ТЭНом твоим что-то родственное ...
Поэтому надо ориентироваться не на надписи, а на показания изм. приборов.

Про лампочки - вообще отдельная песня - в России, например, по закону уже нельзя продавать лампочки 100Вт и выше. Продают по 95Вт гы-гы :)) :)) .
А сколько они там по факту - хз. Может, те же 100-ваттные перемаркированные...
Их же не калибруют, как измерительную аппаратуру.

В общем, я думаю, ты меня понял.
Последний раз редактировалось hd44780 Пн апр 11, 2011 09:44:52, всего редактировалось 1 раз.
Аватара пользователя
LINKS_234
Поставщик валерьянки для Кота
Сообщения: 2296
Зарегистрирован: Пн июл 14, 2008 18:12:37

Re: Цифровой ваттметр на МК

Сообщение LINKS_234 »

hd44780, вы несколько заблуждаетесь. "подбор" резюков был изначально , т.е. на плате стоит подстроечник , которым и нужно "выкрутить" необходимые коэффициент деления. и равен он примерно 142. правда, при этом остаётся проблема с внутренним ИОНом , который нифига не точный (напругу ИОНа от меги к меге не угадаешь). вторая проблема - шунт , который нифига не измереешь обычными мультиками. нужен спец прибор для малых сопротивлений. обе эти проблемы решены в экспериментальной версии прошивки , в которой при первом запуске нужно лишь забить в ЕПРОМ необходимые измереннные значения. но прошивка нафиг никому не нужна и не тестировалась.

Coviraylhik, что-то я нифига не понял как и чем вы измеряли. я бы мерял мультиком с подключённой нагрузкой напругу на выходе , а потом ставил в разрыв и мерял ток. если мощности по расчёту и на экране ваттметра примерно одинаковые , то всё нормально. если сильно не совпадают - надо смотреть ИОН , шунт и делитель - где-то должен быть косяк.
есть вопросы ? чего-то не знаешь ? [url=http://s61.radikal.ru/i174/1006/79/bc6a635c1451.jpg][color=blue][b]прежде всего смотри это[/b][/color][/url]
Аватара пользователя
hd44780
Встал на лапы
Сообщения: 132
Зарегистрирован: Вт июл 14, 2009 09:27:37
Откуда: Донецк, Украина

Re: Цифровой ваттметр на МК

Сообщение hd44780 »

LINKS_234 писал(а):на плате стоит подстроечник , которым и нужно "выкрутить" необходимые коэффициент деления.

А чего его в схеме нету ?... И на фото не заметил. Ну да ладно ...

LINKS_234 писал(а):но прошивка нафиг никому не нужна и не тестировалась.


А всех и так все устраивает :)) . Чай для себя делают, и на госповерку не сдают :)) ...
Аватара пользователя
LINKS_234
Поставщик валерьянки для Кота
Сообщения: 2296
Зарегистрирован: Пн июл 14, 2008 18:12:37

Re: Цифровой ваттметр на МК

Сообщение LINKS_234 »

hd44780 писал(а):
LINKS_234 писал(а):на плате стоит подстроечник , которым и нужно "выкрутить" необходимые коэффициент деления.

А чего его в схеме нету ?... И на фото не заметил. Ну да ладно ...

ну на фото вообще можно сказать прототип ... схема собственно по этому прототипу сделана и не изменялась (тут уже мой косяк :) ). писалось неоднократно лишь о подборе резаков (либо настройке подстроечником).
есть вопросы ? чего-то не знаешь ? [url=http://s61.radikal.ru/i174/1006/79/bc6a635c1451.jpg][color=blue][b]прежде всего смотри это[/b][/color][/url]
IBIT
Встал на лапы
Сообщения: 143
Зарегистрирован: Ср фев 17, 2010 13:52:50
Откуда: Ukraine

Re: Цифровой ваттметр на МК

Сообщение IBIT »

LINKS_234 писал(а):вот я и говорю - никому :) по мне так проще забить в епромку при прошивке несколько значений , чем потом ковыряться с подстройкой потенциометров. к тому же ИОН в прошлом вообще никоим образом не учитывался.
дело конечно ваше , а я вот уже врядли возьмусь за прибор - надоело всё вспоминать по-новой через несколько месяцев простоя, а потом убеждаться что это никому не надо и опять всё забывать.



извиняюсь за задержку, все из электроникой отложил на будущие, надеюсь через месяц два решить проблему из местом где обустроить рабочий стол кота :))) и очень хочу взяться за ваттметр, за проведение тестов и экспериментов и записью реальних осциллограмм. Растариваюсь, нету возможности етим заниматься дома :(
polyester
Первый раз сказал Мяу!
Сообщения: 36
Зарегистрирован: Пн май 02, 2011 20:17:19
Откуда: Средняя Волга

Re: Цифровой ваттметр на МК

Сообщение polyester »

Можно ли сделать вариант с гальванической развязкой - это было бы удобней пожалуй в плане безопасности и помехоустойчивости.Правда для этого токовый трансформатор нужен, но это много лучше чем прямое подсоединение к МК, а трансформатор к примеру вот этот CSE187L. Пример развязки апнот AN220 для Watt-Hour Meter using PIC16C923 and CS5460.

1.Как в прошивке, где выводится угол (fi=) заменить его сразу на косинус. Две цифры после запятой будет достаточно.
2. Собрал схему на макетке. Нестабильность показаний обусловлена помехами (а они есть - это понятно) или чем то ещё. Нестабильность по углу и реактивной мощности наблюдается при подключении импульсного блока питания. Угол скачет от 1-4 в основном, 14-15 редко, 70 ещё реже. По активной и полной мощности еще более-менее вывод можно сделать, а вот определиться с углом сложновато.
Последний раз редактировалось polyester Вт май 03, 2011 12:12:36, всего редактировалось 2 раза.
Аватара пользователя
Coviraylhik
Мучитель микросхем
Сообщения: 420
Зарегистрирован: Чт июн 03, 2010 23:06:12

Re: Цифровой ваттметр на МК

Сообщение Coviraylhik »

LINKS_234 писал(а):у меня алгоритм засекания нуля достаточно простой : ацп не останавливаясь молотит и потом по оцифровкам смотрится где значение приближается к нулю и если на следующем преобразовании оно равно нулю - этот момент времени засекается. так сделано и для тока и для напряжения. потом вычисляется сам угол сдвига фаз (сначала определяется в плюсовой или минусовой области он будет - т.к. угол не может быть теоретически больше 90°, а потом уже считается сам угол исходя из того , что 20мс равняется углу 360°). вот и весь алгоритм. не скажу что он точный , но кое-как работает. хотел перелопатить прошивку на новый алгоритм , но это , судя по всему, никому не надо.

Ну почему же , очень интересно, только ведь многие ищут "с перламутровыми пуговицами" (это я про себя :) )
Вот здесь на радиокоте http://radiokot.ru/forum также обсуждается цифровой ваттметр , конечно же еще очень много вопросов 8)
Некакого перимирия, Некаких мирных шагов навстречу и периговоров.
Аватара пользователя
hd44780
Встал на лапы
Сообщения: 132
Зарегистрирован: Вт июл 14, 2009 09:27:37
Откуда: Донецк, Украина

Re: Цифровой ваттметр на МК

Сообщение hd44780 »

polyester писал(а):Можно ли сделать вариант с гальванической развязкой - это было бы удобней пожалуй в плане безопасности и помехоустойчивости.Правда для этого токовый трансформатор нужен, но это много лучше чем прямое подсоединение к МК, а трансформатор к примеру вот этот CSE187L. Пример развязки апнот AN220 для Watt-Hour Meter using PIC16C923 and CS5460.


Я так и сделал. 100% развязка от сети и по току и по напряжению.
Работает. Только токи пока меряет до 8А, выше не может - напряжение с ТТ большое прёт.
Пока не доделал этот момент.
И режим калибровки встроенный - не нужно мерить резюки, писать их значения к прошивку и пр. Всё культурно делается через кнопки и менюшки на лету и в любой момент.
Всё добро на меге 16 и без AD-шных микрух. PICи не пользую :)) .
Аватара пользователя
hd44780
Встал на лапы
Сообщения: 132
Зарегистрирован: Вт июл 14, 2009 09:27:37
Откуда: Донецк, Украина

Re: Цифровой ваттметр на МК

Сообщение hd44780 »

Вопрос к автору темы.

Активную мощность можно измерять как среднее арифметическое произведений мгновенных напряжения и тока за период.
При этом можно не отслеживать переходы синусоид через ноль, не возиться с косинусом и пр.
А сам косинус будет cos=P/S.

Или я не прав?

Спасибо.
Аватара пользователя
LINKS_234
Поставщик валерьянки для Кота
Сообщения: 2296
Зарегистрирован: Пн июл 14, 2008 18:12:37

Re: Цифровой ваттметр на МК

Сообщение LINKS_234 »

Активную мощность можно измерять как среднее арифметическое произведений мгновенных напряжения и тока за период.

у меня почти так же измеряется полная мощность О_0 сумма произведений действующих значений тока и напряжения за период с последующим средним арифметическим (интегрирование , если не ошибаюсь).
есть вопросы ? чего-то не знаешь ? [url=http://s61.radikal.ru/i174/1006/79/bc6a635c1451.jpg][color=blue][b]прежде всего смотри это[/b][/color][/url]
Аватара пользователя
hd44780
Встал на лапы
Сообщения: 132
Зарегистрирован: Вт июл 14, 2009 09:27:37
Откуда: Донецк, Украина

Re: Цифровой ваттметр на МК

Сообщение hd44780 »

LINKS_234 писал(а):(интегрирование , если не ошибаюсь).


Да. Это и есть "дискретное интегрирование" (название сам сочинил :)) ).
Спасибо.
Аватара пользователя
AnDruid
Родился
Сообщения: 5
Зарегистрирован: Чт июн 02, 2011 13:07:27
Откуда: Москва

Re: Цифровой ваттметр на МК

Сообщение AnDruid »

Собрал сию схемку... Откалибровал - напряжение/ток показывает верно, но вот почему значения P и S совпадают? Нагрузка - обычная лампа на 60W
Ален нови, ностра алис! Что означает — ежели один человек построил, другой завсегда разобрать может.
Аватара пользователя
hd44780
Встал на лапы
Сообщения: 132
Зарегистрирован: Вт июл 14, 2009 09:27:37
Откуда: Донецк, Украина

Re: Цифровой ваттметр на МК

Сообщение hd44780 »

AnDruid писал(а):Собрал сию схемку... Откалибровал - напряжение/ток показывает верно, но вот почему значения P и S совпадают? Нагрузка - обычная лампа на 60W


Лампа - идеальная активная нагрузка :)) , у неё косинус == 1, следовательно, P=S*cos=S.
Воткни что-нибудь другое - утюг, паяльник ...

Либо какой-нибудь БП с трансом (транс - индуктивность).
Ответить

Вернуться в «Статьи»