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 .

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

Переделал замеры - теперь каналы АЦП опрашиваются по 500 раз за период - дельта все равно прыгает. Изменились только абсолютные значения этой дельты.

А про AD-шные микрухи я уже писал - одна такая микросхема стоит практически столько же, сколько и моя схема целиком.
К тому же я хочу изучить и понять эти вещи, а не поставить одну микруху, которая все посчитает, а как - непонятно.
Поэтому я принципиально не хочу их использовать. Пусть даже у меня и будет какая-то погрешность из-за каких-то моих ошибок или заблуждений..

Если почитать даташиты, будет понятно.

Так цель сделать _прибор_ или чисто по...ться ? Из идейного мазохизма ? Задачка ведь не из простых, на самом деле. Вот, китайский ваттметр на ADE7755 все ж, как выяснилось, подвирает при плохом коэффициенте мощности (если что с импульсным питателем без PFC), процентов на пять. При том, что чип специализированный. Бытовой электросчетчик на том же чипе - считает точно. Разница - ТТ в первом случае и шунт во втором.7755, кстати, копеечный, меньше двух баксов в розницу. Правда да, коэффициент мощности не покажет и напряжение тоже. Те, что по-сложнее - да, по-дороже. Но и результат лучше, можно уже говорить о точности лучше 1% даже при плохом коэффициенте мощности. И готовое изделие можно купить рублей за 800. Где будет все. На ширпотребе без специализированного фронтэнда ничего подобного не получится, это пустая трата времени.

Не хочу я с Вами спорить... Считайте, что я "идейный мазохист".

Кстати, не увидел на вашей схеме ФНЧ на входе АЦП, это то же принципиальная позиция?

Нет , это мое упущение. Принципиальных позиций 2 - полная гальваническая развязка от сети и не использовать редкие, труднодобываемые микрухи, каковыми для меня являются эти ADxxxx .

Фильтр просто из виду упустил как-то. Сперва делал по-простому, чтобы ожило. Потом забыл . Теперь можно добавить.
Спасибо, напомнили.

Только наверное не перед АЦП, а перед повторителями. Т.к. буду еще усилитель с упр. Ку делать по токовому каналу.
Потому что в нынешней схеме при большой нагрузке с ТТ идет большое напряжение, которое повторитель просто срежет.
Если сам не сгорит . На 10А духовке с ТТ идет где-то 3.5в действующих. Амплитуда при поднятии на 2в выйдет за 5в.
Или есть лучшее решение, чем усилитель с управляемым Ку (аналоговый мультиплексор на входе)? Просто я такой способ видел в цифровых осциллографах.

Кстати, сделал расчет активной мощности без угла и косинуса, как ср. арифм. мгновенных мощностей за период (здесь кто-то мне так советовал) - вроде нормально. На паяльнике отрицательная и немного меньше полной.
Угол уж сильно бегает. Наверное из-за помех и наводок в сети синусоида неидеальная .

Сообщение отредактировал hd44780 - Apr 16 2011, 15:56

Никто не мешает вам уменьшить резистор в цепи измерения тока до разумных пределов, рассчитав его таким образом что-бы напряжение на нем при максимальном токе, гарантировано входило во входной диапазон АЦП и применить при этом Rail to Rail операционник, я для этих целей применяю AD8601, очень рекомендую очень хорошее отношение цена - качество.

Спасибо. Попробую.
Хотя резистор на ТТ менять не хотелось бы - есть вероятность, что малые нагрузки захватывать перестанет .

Новые результаты испытаний:
Паяльник 25 Вт практически так и показывает (отличия - на какие-то десятые).
Настольная лампа (на БП написано 11 Вт), показывает 15 Вт.
Утюг 1КВт показывает почему-то 10Вт . Почему - не знаю. Полную мощность показывает S=960-970 ВА - вроде нормально.
Другой утюг, чуть поменьше - такой же глюк. Не нравятся утюги моему девайсу .
Лампа накаливания 100W - S=92, P=-90
Лампа накаливания 75W - S=72-73, P=-69
Лампа накаливания 150W - S=132-133, P=-130
Духовку на 10А подключать боюсь - вылет амплитуды за 5в гарантирован.

И еще хотел спросить - имеет ли смысл вообще выводить на индикацию знак активной мощности? Аналогичный вопрос про Q (реактивная мощность)?
Или же в условиях "грязных" бытовых сетей эти величины далеки от реальности?
Я читал статью про аналогичный девайс на "Радиокоте" ( http://radiokot.ru/circuit/digital/measure/23/ ), там автор выводит P по модулю, без знака, ссылаясь на то, что "не хватает места на ЖКИ и обычно преобладают индуктивные нагрузки".

PS.
Что там за глюк был с ТТ - не знаю, сейчас нормально показывает - отключаешь нагрузку - чистый ноль.

Сообщение отредактировал hd44780 - Apr 17 2011, 09:15

Ну все зависит от задачи какую вы себе поставили, тут много есть способов решения такой задачи Насчет мощности, можно например выводить полную мощность и косинус фи, а так же напряжение с током, в принципе насколько позволит ваш индикатор столько и выводите информации, ведь прибор для себя так я понимаю? Насчет измерений, все таки избавтесь пока от плавучки, она сильно долго считается могут быть интересные эффекты, кроме того полезно будет выводить сэмллы через UART в комп и построить графики напряжений и токов (в смысле осциллограммы) там можно выловить разные артефакты в процессе измерений.

Осциллограммы - интересная мысль, надо подумать. Когда-то делал такое ради баловства

Сделал фильтры - схема. Только резисторы не 1кил, а 1.5к.
Частота среза вроде типа 80Гц.

Началась какая-то фигня - напряжение подскочило до 280в, ток даже без нагрузки - 5 с чем-то ампер показывает ....
В чем я обсчитался?

Сообщение отредактировал hd44780 - Apr 17 2011, 14:56

Ну дак коэфициенты для калибровки надо пересчитать для начала, но тут есть одно но, у вас частота среза уж ни как не будет 80 Гц для напряжения так точно, подумайте почему

Была такая мысль. По напряжению можно, а ток там даже без нагрузки вообще дико "бегать" начал. Как его откалибруешь?



Я догадываюсь - наверное, из-за потенциометра по напряжению и нагрузочного резистора ТТ.
Но последний маленький, 100 ом всего, а как по-нормальному учесть тот делитель - не знаю. Ставить в фильтр еще оди подстроечник и его крутить что-ли?


Сообщение отредактировал hd44780 - Apr 18 2011, 04:25

Все.
Нашёл ошибку в прошивке, исправил - заработало .
На паяльнике угол -1.1, на лампочке -0.4. Оба угла в градусах. Изредка меняются на что-то, но очень незначительно. Скорее всего, какие-то помехи проскакивают.
Фильтр бы на вход, да не соображу какой ...
И усилитель по току управляемый. Чтобы нагрузку любую брал нормально.