Неверный результат измерения потреблённой энергии, Не могу найти ошибку Опции

[Motion]

Добрый день.

Есть регулятор мощности (диммер). В самом устройстве есть возможность измерения потребляемой энергии в кВт*ч. Но результат измерения не является истинным.

Мощность нагрузки (лампы накаливания) - 150Вт.

Схема устройства -  _____.zip ( 420.86 килобайт ) Кол-во скачиваний: 232
(вообше сделана в Visio, но можно открыть и через Internet Explorer)


Схема состоит из:

- Блока защиты (FU1, R1) - защита от перенапряжения и сверх тока
- Входного фильтра (C1, L1, C3, C4, C5) - для подавления помех исходящих из сети и помех, которые генерирует само устройство
- Блок синхронизации (R3, R4, R5, VD2, VD3, R8) на выходе генерирует меандр. Используется для сигнализации МК (ATMega 16) о пересечении нуля.
- Ключевой элемент (VS1, DA2, R6, R18) - ключ и драйвер к нему для управления мощностью нагрузки
- Датчик напряжения (R7=10КОм, R9=1360КОм, R10=10КОм). При 0В на входе - 1,28В на выходе датчика. Таким образом возможно измерения напряжения как положительной так и отрицательной полуволны.
- Датчик тока (R11=40кОм, R12=40кОм, R13=10кОм, R14=0.1Ом, R16=10кОм, R17=20кОм, DA3 ) - происходит усиление сигнала с шунта R14 в 2 раза. При токе 0А - на выходе датчика 1,28В.
- Внутренний источник питания (DA1) - AC/DC конвертер на +5В.
- МК ATmega 16 (DD1) - для управления симистором и измерения потребляемой энергии

X2 - разъём для подключения нагрузки
Vref=2.56В

Результаты измерения такие:

0% 10 сек 5.8343192677057230e-7 кВт*ч
0% 20 сек 8.0240965871780650e-7 кВт*ч
0% 30 сек 1.1658407856884878e-6 кВт*ч

10% 10 сек 2.3212598989630350e-6 кВт*ч
10% 20 сек 4.5253750613483135e-6 кВт*ч
10% 30 сек 6.8126664700685070e-6 кВт*ч

30% 10 сек 5.3651533562515400e-6 кВт*ч
30% 20 сек 1.0688728252716828e-5 кВт*ч
30% 30 сек 1.5965944839990698e-5 кВт*ч

60% 10 сек 1.1322937098157126e-5 кВт*ч
60% 20 сек 2.3698581571807154e-5 кВт*ч
60% 30 сек 3.6179320886731150e-5 кВт*ч

90% 10 сек 8.4226830949774010e-6 кВт*ч
90% 20 сек 1.6873924323590472e-5 кВт*ч
90% 30 сек 2.5354749595862813e-5 кВт*ч



60% 60 сек 1.0975133045576513e-4 кВт*ч
60% 300 сек 5.5118359159678220e-4 кВт*ч
60% 600 сек 1.0919348569586873e-3 кВт*ч

90% 60 сек 1.1617362179094926e-4 кВт*ч
90% 300 сек 5.8644410455599430e-4 кВт*ч
90% 600 сек 1.1541526764631271e-3 кВт*ч

Результат может отличаться на порядок и даже больше от теоретически расчитаного. Например для 60% 10 сек теоретически результат должен получиться E=P*t= (0.150/100)*60 кВт * (10/3600)ч = 0.09 кВт * 0.0027 ч = 0.00025 кВт*ч = 2.5 * е-4 кВт*ч. А результат измерения получился - 1.1322937098157126e-5

А если к примеру сравнить результат измерения 60% 30 сек и 90% 30 сек. Теоретически во втором случае количество потреблимой энергии должно быть на 30% больше. Но согласно результату измерения - при 90% киловат-часов получилось меньше.

Не могу понять почему так получается.

Программа -  _________.zip ( 3.74 килобайт ) Кол-во скачиваний: 165


В работе самого регулятора я уверен. Так как при изменении мощности можно визуально это отследить.
Есть пару осцилограмм. Смотрел работу устройства в реальном времени с помощью осцилографа. Всё чётко отрабатывается. Сначала плавный пуск - площадь синусоиды плавно растёт до номинального значения. Потом происходит само регулирование. Есть даже пару осцилограмм на нагрузке:

для 90% мощности

для 50% мощности

Когда всё смотрел с помощью осцилографа всё вроде бы чётко работает в плане регулирования мощности. Пробовал плавный пуск, регулирование при разных углах. Осцилограмы чётко такие, какие должны быть в теории.

В ближайшее время возможности посмотреть осцилограммы нет.

То есть проблем с железом вроде не должно быть. Значит скорее всего что-то с программой.

Это мой первый проэкт. Другого опыта не имею.

Прошу помощи у вас, участников форума. Так как сам уже несколько недель безрезультатно не могу ничего сделать.

В чём может быть ошибка/ошибки?

[Motion]

очень интересным является #asm("sei"); в конце функции который просто разрешает
нам вложенные прерывания

Когда я запрещал или разрешал прерывания, я подразумевал, что эти 2 команды разрешают/запрещают глобальное разрешение прерываний (то есть изменение флага I в регистре SREG). Посмотрел в книге - там команда sei, например, означает общее разрешение прерываний. Это ведь ассемблерные вставки. А вы говорите про разрешение/запрешение вложеных прерываний... Что это значит?

как Вы думаете, успеет отработать эта запись 4 байтов (по 8,5мс) до прихода следующего
переднего фронта(20мс)?

Это уже не важно, что будет потом. Запись в ЕЕPROM будет происходить лишь при пропадании питания. Сейчас я записывал в EEPROM лишь чтобы узнать правильно ли считается мощность. То есть периодической записи в EEPROM происходить не будет.

Вы хотя бы примерно представляете сколько времени занимает 1 оперция деления
просто целочисленных 32бит/32бит ? А деление float ?

Нет, а где можно почитать?

А что будет происходить если в функции EEPROM_write мы разрешили вложенные прерывания ?

Получается вложеные прерывания будут разрешины, а общие запрещины? И тогда устройство не сможет нормально работать из-за общего запрета прерываний?

чтение кнопок без фильтрации

А что за фильтрация? Вы имеете ввиду антидребезг? Или возможность ложного срабатывания в случае помехи?

3 прерывания вместо 1-2 достаточных для такой проги

1 прерывание для синхронизации (INT0)
1 прерывание для таймера0 (для измерения значений)
1 прерывание для таймера1 (для отсчёта угла отпирания)

Кака же можно обойтись одним-двумя?

все рассчеты только в прерываниях вместо основного цикла

Если вызвана подпрограмма обработки прерывания, она будет выполняться до конца или её в любой момент может прервать другое прерывание или только прерывание с более высоким приоритетом?

Ваша основная проблема в том что Вы не можете правильно спроектировать прогу так
что бы все операции работали параллельно, поэтому я и предложил Вам написать тестовую
прогу с чтением/рассчетом данных с АЦП и параллельной записью в EEPROM,
Вам это просто необходимо для того чтобы понять основы проектирования прог в реалтайме,
когда много разных процессов должны работать одновременно(почти одновременно).

Да, наверное так и есть. Значит буду начинать с более простого(то, что вы предложили).

Но я так и не понял сути, что мне нужно сделать. Нужно паралельно мерять значения напряжения, их каким-то образом обрабатывать (так называемое скольжение) и паралельно со всем этим записывать результат в EEPROM?

[singlskv]

Уффф... бум отвечать по пунктам:

Когда я запрещал или разрешал прерывания, я подразумевал, что эти 2 команды разрешают/запрещают глобальное разрешение прерываний (то есть изменение флага I в регистре SREG). Посмотрел в книге - там команда sei, например, означает общее разрешение прерываний. Это ведь ассемблерные вставки. А вы говорите про разрешение/запрешение вложеных прерываний... Что это значит?

когда я говорил про 2 команды я имел в виду вот это:
EECR |= (1<<EEMWE);
EECR |= (1<<EEWE);

только эта спецпоследовательность должна выполняться при запрещенных прерываниях,
когда Вы в своей функции EEPROM_write в конце ставите #asm("sei"); Вы разрешаете ВСЕ прерывания...

Это уже не важно, что будет потом. Запись в ЕЕPROM будет происходить лишь при пропадании питания. Сейчас я записывал в EEPROM лишь чтобы узнать правильно ли считается мощность. То есть периодической записи в EEPROM происходить не будет.

Про потом это конечно хорошо, но при таком коде Вы никогда не перейдете
к этой самой стадии "потом", Ваш код записи в EEPROM просто мешает фунициклировать правильно
всем прерываниям....
Ну и уже чисто мое ИМХО, это неправильно уповать только на то что Вы успеете записать
многобайтовую переменную в случае пропадания питания, должно быть 2 механизма записи,
1 это привязанное ко времени(типа раз в XXX) второе при пропадании питания, ну
и механизм который разруливает это при старте...

Нет, а где можно почитать?

Можно не прочитать а посчитать/просимулировать.
Ваша проблема в том что Вы пытаетесь сразу все посчитать в float и сразу все поделить,
а это нужно делать в самый последний момент, те пока можем, считаем все в целых и
желательно без делений, перевод в float или деления только перед выдачей на экран или
сохранением, хотя если еще чуть подумать, для сохранения это тоже не нужно,
какая разница в каких единицах будет все храниться в EEPROM ?

Получается вложеные прерывания будут разрешины, а общие запрещины? И тогда устройство не сможет нормально работать из-за общего запрета прерываний?

выше ответил, будут разрешены ВСЕ прерывания и вложенные в том числе,
и при рассчетах с float прямо в прерывании АЦП Вы явно не всегда будете успевать...

А что за фильтрация? Вы имеете ввиду антидребезг? Или возможность ложного срабатывания в случае помехи?

Антидребезг конечно, фильтрация это просто общее название.

1 прерывание для синхронизации (INT0)
1 прерывание для таймера0 (для измерения значений)
1 прерывание для таймера1 (для отсчёта угла отпирания)
Кака же можно обойтись одним-двумя?
Если вызвана подпрограмма обработки прерывания, она будет выполняться до конца или её в любой момент может прервать другое прерывание или только прерывание с более высоким приоритетом?
Да, наверное так и есть. Значит буду начинать с более простого(то, что вы предложили).

Ну как минимум 2 из этих задач можно совместить,
ну и еще, подумайте, может чего-нить из этого можно делать и в основной проге ?
про прерывания Вы неправильно поняли, Вы сами разрешаете им быть вложенными,
НО, если Вы им запретите быть вложенными при том софте который есть, станет тока хуже...

Но я так и не понял сути, что мне нужно сделать. Нужно паралельно мерять значения напряжения, их каким-то образом обрабатывать (так называемое скольжение) и паралельно со всем этим записывать результат в EEPROM?

Скользящее среднее это очень простая штука, это просто сумма
последних N отсчетов какой-нить меняющейся величины(например показаний АЦП) поделенная на
количество отсчетов N. То есть при получении каждого нового отсчета, мы просто суммируем
последние N отсчетов и делим сумму на N. Нужно просто грамотно организовать хранение
отсчетов и иметь это скользящее среднее в любой момент времени.
Так же нужно раз в секунду записать текущее значение скользящего среднего в EEPROM при этом
не прерывая рассчет скользящего среднего...

Это просто задачка такая, но после того как Вы с ней справитесь, Вам будет намного проще
написать более сложный вариант...

P.S. про кольцевые буферы Вам уже намекнули, ну и делить не всегда необходимо(для хранения)...