реклама на сайте
подробности

 
 
> Цифровой вольтметр-амперметр-ваттметр на AVR для бытовой сети, некоторые вопросы
hd44780
сообщение Mar 16 2011, 09:17
Сообщение #1


Профессионал
*****

Группа: Свой
Сообщений: 1 202
Регистрация: 26-08-05
Из: Донецк, ДНР
Пользователь №: 7 980



Вот делаю такую штуку - сабж.
Делается для себя, но хочется не только некий показометр (а-ля китайские барометры, которые показывают хрен знает что, мало зависящее от атмосферного давления), а прибор, на показания которого можно ориентироваться biggrin.gif .

Схему измерительной части прилагаю. Резистор R2 - многооборотный. На выходе ТТ предполагается еще поставить ОУ с переключаемым Ку как в AVR465 (для низкоточных нагрузок), но пока его там нету - сразу в ATMega8.
БП на LM7805, мегу и LCD рисовать не стал - все стандартно. Генератор внутренний, 8МГц.

Я принципиально не стал ставить шунт и делитель. С гальванической развязкой надежнее.
Измерительные узлы отдельно от МК и цифровой части проверены обычным мультиметром на различных нагрузках (от 25Вт паяльника до 10КВт кухонной печки) - они полностью адекватны и работают нормально.

Обработка данных такая:
1. АЦП на частоте 125 кГц цифрует сигнал. Обработчик прерывания Считает суммы отсчетов и их кол-во:
// ADC interrupt service routine
interrupt [ADC_INT] void adc_isr(void)
{
dword adc_data, temp;

// Read the AD conversion result
adc_data=ADCW&0xFFFE;

if(isU)
{ // U
temp=adc_data; //*adc_data;
sqr_summU+=temp;
countU++;
} // if
else
{ // I
temp=adc_data; //*adc_data;
sqr_summI+=temp;
countI++;
} // else
} // adc_isr

2. Главная программа меряет по очереди ток и напряжение:

.............
// Измерение напряжения
isU=1;
sqr_summU=0;
countU=0;
ADMUX&=0xFE; // ADC0 - канал напряжения
// Запуск АЦП
ADCSRA|=0x40; // ADCSC - Start ADC
startMs=ms;
// ожидание 21 мс (20мс - период 50 Гц)
while (abs (ms-startMs)<21);
// стоп АЦП
ADCSRA&=0xBF; // 10111111 = BF
.............

для тока также, только переменные другие. Переменная ms глобальная - TC1 по прерыванию считает миллисекунды.

3. Когда оба померяли, вычисляем

// Расчет напряжения
// Среднеквадратическое
// Urms=sqrt(sum(u(i)^2)/N); u(i) - мгновенные отсчеты (с АЦП), i=1..N
f_sqr_summU = ((float)sqr_summU)/countU; // ср. арифм.
// f_sqr_summ=sqrt(f_sqr_summ); // Urms (отсчеты АЦП)

// Uацп=ADC*Vref/1024=ADC*0.005
U = f_sqr_summU*0.005;

// Uвх=Urms*109.52
U*=109.52;

// Расчет тока
// Среднеквадратическое
// Urms=sqrt(sum(u(i)^2)/N); u(i) - мгновенные отсчеты (с АЦП), i=1..N
f_sqr_summI = ((float)sqr_summI)/countI; // ср. арифм.
// f_sqr_summ=sqrt(f_sqr_summ); // Urms (отсчеты АЦП)

// Uацп=ADC*Vref/1024=ADC*0.005
I = f_sqr_summI*0.005;

// Iн=500*Uацп/148,86 =Uацп*3.359
I*=3.359;

// S - Полная мощность
S_temp=((dword)I*U);
S=S_temp;

4. после этого вывод на дисплей.

Калибровки пока нету, но будет.

Заметил странности:
1. При среднеквадратических было завышение показаний почти в 2 раза - вместо 220-230в показывал 380-400. По току аналогично. Поставил среднеарифметическое - нормально стало....
Почему? Или я чего-то прозевал?
2. Показания "бегают" - часто меняются в небольших пределах. Я могу поставить в цикл задержку - типа мерять раз в секунду, но меня такой способ чего-то смущает..

Может кто что посоветует?

Спасибо.

Сообщение отредактировал hd44780 - Mar 16 2011, 09:19
Эскизы прикрепленных изображений
Прикрепленное изображение
 


--------------------
Чтобы возить такого пассажира, необходим лимузин другого класса.
(с) Мария Эдуарда
Go to the top of the page
 
+Quote Post
11 страниц V  « < 3 4 5 6 7 > »   
Start new topic
Ответов (60 - 74)
hd44780
сообщение Mar 24 2011, 10:19
Сообщение #61


Профессионал
*****

Группа: Свой
Сообщений: 1 202
Регистрация: 26-08-05
Из: Донецк, ДНР
Пользователь №: 7 980



Цитата(Tanya @ Mar 24 2011, 11:25) *
Это буфер на ОУ, который держит половину питания. К нему можно обмотки подключать.


Кажется, начинаю что-то понимать.... Это чтобы сместить синусоиду на 2.5в (у меня питание 5в)?
А чем это отличается от того ОУ с потенциометром?
Подскажите, где об этом почитать? Гуглом искал по фразе "виртуальная земля", нашел только про потенциал минусового входа ОУ в инв. усилителе ...

Есть Хоровиц-Хилл, Пейтон А.Дж., Волш В "Аналоговая техника на ОУ".
Бегло проглядел, не заметил sad.gif

Спасибо.

Сообщение отредактировал hd44780 - Mar 24 2011, 10:23


--------------------
Чтобы возить такого пассажира, необходим лимузин другого класса.
(с) Мария Эдуарда
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Stanislav_S
сообщение Mar 24 2011, 10:28
Сообщение #62


извечный пессимист
*****

Группа: Свой
Сообщений: 1 113
Регистрация: 9-10-06
Из: Днепропетровск
Пользователь №: 21 125



Вот так это выглядет, измерение напряжения с обмотки питания схемы, опорное напряжение в данном случае 5 вольт, но для повышения точности (если надо) используйте внешний референс, например МСР1541.

Эскизы прикрепленных изображений
Прикрепленное изображение
 


--------------------
Slaves are those of this world
Given freedom to lay chains upon The Master
The wolf is no longer free
Release the chains and come for me
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Tanya
сообщение Mar 24 2011, 10:38
Сообщение #63


Гуру
******

Группа: Модераторы
Сообщений: 8 752
Регистрация: 6-01-06
Пользователь №: 12 883



Цитата(hd44780 @ Mar 24 2011, 13:19) *
А чем это отличается от того ОУ с потенциометром?

Только тем, что только один ОУ, если масштабировать не нужно. А еще тем, что эта искусственная средняя точка одна на несколько каналов.

Цитата(Stanislav_S @ Mar 24 2011, 13:28) *
Вот так это выглядет,

А зачем такие сложности - C8...
Можно же один резистор с обмотки на инвертирующий вход... Второй конец и искусственную среднюю точку - на неинвертирующий. Или я чего-то недопонимаю?
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Stanislav_S
сообщение Mar 24 2011, 10:50
Сообщение #64


извечный пессимист
*****

Группа: Свой
Сообщений: 1 113
Регистрация: 9-10-06
Из: Днепропетровск
Пользователь №: 21 125



Цитата(Tanya @ Mar 24 2011, 14:38) *
А зачем такие сложности - C8...
Можно же один резистор с обмотки на инвертирующий вход... Второй конец и искусственную среднюю точку - на неинвертирующий. Или я чего-то недопонимаю?

В данном, конкретном случае, подвешивать второй конец обмотки на среднюю точку не представляется возможным.


--------------------
Slaves are those of this world
Given freedom to lay chains upon The Master
The wolf is no longer free
Release the chains and come for me
Go to the top of the page
 
+Quote Post
hd44780
сообщение Mar 24 2011, 10:53
Сообщение #65


Профессионал
*****

Группа: Свой
Сообщений: 1 202
Регистрация: 26-08-05
Из: Донецк, ДНР
Пользователь №: 7 980



Stanislav_S, Tanya, спасибо.
Вроде понятно. Буду пробовать.

Сообщение отредактировал hd44780 - Mar 24 2011, 10:57


--------------------
Чтобы возить такого пассажира, необходим лимузин другого класса.
(с) Мария Эдуарда
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Tanya
сообщение Mar 24 2011, 10:59
Сообщение #66


Гуру
******

Группа: Модераторы
Сообщений: 8 752
Регистрация: 6-01-06
Пользователь №: 12 883



Цитата(Stanislav_S @ Mar 24 2011, 13:50) *
В данном, конкретном случае, подвешивать второй конец обмотки на среднюю точку не представляется возможным.

А я про трансформатор тока... И не факт, что у автора обмотки соединены внутри... Может он сам - снаружи?
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Stanislav_S
сообщение Mar 24 2011, 11:09
Сообщение #67


извечный пессимист
*****

Группа: Свой
Сообщений: 1 113
Регистрация: 9-10-06
Из: Днепропетровск
Пользователь №: 21 125



Цитата(Tanya @ Mar 24 2011, 14:59) *
А я про трансформатор тока... И не факт, что у автора обмотки соединены внутри... Может он сам - снаружи?

А понятно, ну с трансформатором тока согласен, я про измерение напряжения sm.gif


--------------------
Slaves are those of this world
Given freedom to lay chains upon The Master
The wolf is no longer free
Release the chains and come for me
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Tanya
сообщение Mar 24 2011, 11:26
Сообщение #68


Гуру
******

Группа: Модераторы
Сообщений: 8 752
Регистрация: 6-01-06
Пользователь №: 12 883



Цитата(Stanislav_S @ Mar 24 2011, 14:09) *
А понятно, ну с трансформатором тока согласен, я про измерение напряжения sm.gif

А с напряжением... брать с нагруженной на выпрямитель с конденсатором обмотки... не стоит, наверное.
Кроме всего прочего... Ваша схема не годится для полноразмахного выхода, так как входы будут слишком сильно раскачиваться. Уж лучше и в этом случае инвертирующую схему... даже с искусственной средней точкой. Сигнал будет несимметричный, но не сильно уж. На неинвертирующий вход можно подать немного меньше половины...
Или уж ИУ с базой на средней точке... Кто на первой базе....?
Go to the top of the page
 
+Quote Post
hd44780
сообщение Mar 24 2011, 11:38
Сообщение #69


Профессионал
*****

Группа: Свой
Сообщений: 1 202
Регистрация: 26-08-05
Из: Донецк, ДНР
Пользователь №: 7 980



Мне так видится - схема.
Со второй вторичкой/трансом мне все-таки больше нравится.

Вместо R5 можно поставить тот буферный ОУ.
Оба ОУ д.б. либо оба инвертирующие, либо оба неинвертирующие. Мне там еще сдвиг фаз напряжение-ток анализировать. Для измерения мощности.

Сообщение отредактировал hd44780 - Mar 24 2011, 11:42
Эскизы прикрепленных изображений
Прикрепленное изображение
 


--------------------
Чтобы возить такого пассажира, необходим лимузин другого класса.
(с) Мария Эдуарда
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Tanya
сообщение Mar 24 2011, 12:07
Сообщение #70


Гуру
******

Группа: Модераторы
Сообщений: 8 752
Регистрация: 6-01-06
Пользователь №: 12 883



Цитата(hd44780 @ Mar 24 2011, 14:38) *
Мне так видится - схема.

Оба ОУ д.б. либо оба инвертирующие, либо оба неинвертирующие. Мне там еще сдвиг фаз напряжение-ток анализировать. Для измерения мощности.

Конденсаторы лишние. R2 не нужен. Концы обмоток - на среднюю (искусственную) точку. Резисторы на входы добавить.
Номиналы увеличить.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Stanislav_S
сообщение Mar 24 2011, 12:21
Сообщение #71


извечный пессимист
*****

Группа: Свой
Сообщений: 1 113
Регистрация: 9-10-06
Из: Днепропетровск
Пользователь №: 21 125



Цитата(Tanya @ Mar 24 2011, 15:26) *
А с напряжением... брать с нагруженной на выпрямитель с конденсатором обмотки... не стоит, наверное.
Кроме всего прочего... Ваша схема не годится для полноразмахного выхода, так как входы будут слишком сильно раскачиваться. Уж лучше и в этом случае инвертирующую схему... даже с искусственной средней точкой. Сигнал будет несимметричный, но не сильно уж. На неинвертирующий вход можно подать немного меньше половины...
Или уж ИУ с базой на средней точке... Кто на первой базе....?

То что не стоит брать с обмотки питания это понятно, но в данном случае изделие серийное (тираж очень большой), поэтому заказчик на дополнительный измерительный трансформатор не пошел, днег экономит sm.gif. Для полного размаха не годится конечно, но! никто не мешает пойти двумя путями, поставить rail to rail, по входу и по выходу, либо увеличить коэфициент деления входного аттенюатора, а для каскада на ОУ ввести небольшое усиление. Хотя конечно инвертирующую схему никто не отменял.


--------------------
Slaves are those of this world
Given freedom to lay chains upon The Master
The wolf is no longer free
Release the chains and come for me
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Tanya
сообщение Mar 24 2011, 12:25
Сообщение #72


Гуру
******

Группа: Модераторы
Сообщений: 8 752
Регистрация: 6-01-06
Пользователь №: 12 883



Цитата(Stanislav_S @ Mar 24 2011, 15:21) *
То что не стоит брать с обмотки питания это понятно, но в данном случае изделие серийное

Кто это сказал?
Автор в самом начале произнес - "Вот делаю такую штуку - сабж.
Делается для себя,...."
Лучше всего... - поставить инструментальный усилитель и прекратить думать о пустяках...
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Stanislav_S
сообщение Mar 24 2011, 13:09
Сообщение #73


извечный пессимист
*****

Группа: Свой
Сообщений: 1 113
Регистрация: 9-10-06
Из: Днепропетровск
Пользователь №: 21 125



Цитата(Tanya @ Mar 24 2011, 16:25) *
Кто это сказал?
Автор в самом начале произнес - "Вот делаю такую штуку - сабж.
Делается для себя,...."
Лучше всего... - поставить инструментальный усилитель и прекратить думать о пустяках...

А зачем инструментальный усилитель? Разве что для тока (и то непонятно зачем), а для напряжения инструментальный усилитель не пригодится, во диф усилитель, да sm.gif


--------------------
Slaves are those of this world
Given freedom to lay chains upon The Master
The wolf is no longer free
Release the chains and come for me
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Tanya
сообщение Mar 24 2011, 13:25
Сообщение #74


Гуру
******

Группа: Модераторы
Сообщений: 8 752
Регистрация: 6-01-06
Пользователь №: 12 883



Цитата(Stanislav_S @ Mar 24 2011, 16:09) *
А зачем инструментальный усилитель? Разве что для тока (и то непонятно зачем), а для напряжения инструментальный усилитель не пригодится, во диф усилитель, да sm.gif

А мне кажется, что никакой разницы между дифференциальным и инструментальным нет. Только слова разные.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Sirko
сообщение Mar 25 2011, 15:12
Сообщение #75


Местный
***

Группа: Участник
Сообщений: 245
Регистрация: 15-08-07
Пользователь №: 29 795



Извините.
А почему нельзя проще?
Прикрепленное изображение

Если судить по последней преведенной схеме, то у автора есть дополнительные обмотки.
Напряжение "Напряжения" при необходимости можно поделить, прицепив еще резистор, паралельно конденсатору.
Далее пусть думает проц. Это его головная боль.
И совсем неясно, для чего выпрямлять сигнал физически?
Go to the top of the page
 
+Quote Post

11 страниц V  « < 3 4 5 6 7 > » 
Reply to this topicStart new topic
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0

 


RSS Текстовая версия Сейчас: 26th July 2025 - 22:04
Рейтинг@Mail.ru


Страница сгенерированна за 0.03503 секунд с 7
ELECTRONIX ©2004-2016