AVR: elektros galios matuoklis

Šiaip, ADE7758 mikroschemą turėjau iš labai senų laikų. Kai ka tik jas pagamino Analog Devices. Ją man atsiuntė kaip pavyzdį, tačiau niekaip neprisiruošiau ką nors su ja daryti. Eksperimentui paskatino partija blogų elektros skaitiklių, kurius išardęs radau tą pačia mikroschemą. Skaitliukų MCU buvo kažkokie egzotiški, todėl viską perdariau ant man žinomų ir turimų ATMEGA16. Daugelis detalių ir didžioji dalis schemotechnikos (ypač analoginė dalis) nukopijuota iš donorinio skaitiklio. O toliau viska standartiškai:

ADE7758 skaitliukas
Kiek didesnis LCD ekranas, maitblokiukas, optinė jungtis.

ADE7758 skaitliukas
Ekraniukas rodo tik vienos fazės duomenis, nes tik viena ir pajungta. Čia viskas paprastai: voltai, amperai, hercai; antra eilutė: vatai, voltamperai, varai. Pirmos eilutės duomenys kiek matematiškai apdoroti, kad bent jau panašūs skaičiai matytusi. Tuo tarpu antrojoje eilutėje duomenys tiesiai iš ADE7758 mikroschemos registrų.

ADE7758 skaitliukas
Prieš tai nuotraukoje matėsi mėlynas srovės transformatorius, o šioje nuotraukoje matosi įtampos daliklis- virtinė 75k 1206 korpuso rezistorių. Dar ant plokštės pastačiau 24C128 mikroschemą (gal prireiks), galingą mosfetą (gal reikės ką junginėti- dabar junginėja LCD ekrano apšvietimą), paprastas indikacinis LEDas bei optinė jungtis.

Programinė įranga dar labai pirminėje stadijoje, o ADE mikroschema niekaip nekalibruota. Praktiškai ir teoriškai duomenys rodo pieno riebumą. Nelabai teisingai veikia slankiojo kablelio ir šiaip didelių skaičių (24 bitai) ženklai ir matematika. Dar yra kažkokios problemos- kartais ADE mikroschema užsigliučina ir rodo visiškas nesamones. Ir kas durniausia, neklauso software reset komandos. Negaliu pasakyti ar tai schemos ar softo problemos. Tai pat negalima atmesti, kad pati ADE gali būti brokuota- juk kažkodėl skaitliukas buvo išmestas.

Surinkti keli rezultatai ir apdoroti su Libreoffice programulka:
ADE7758 skaitliukas
Absoliučios šio grafiko reikšmės nieko nereiškia. Tačiau matosi, kad sistema veikia. Grafikas prasideda nuo pirmojo piko- čia įjungiu termoklijų pistoleta. Tai grynai aktyvinė apkrova ir matosi, kad kai tik pradeda kaisti, srovė krenta. Tai patvirtino ir ampermetras. Sekanti grafiko dalis- įjungiu savo PCB gamybos UV švitinimo dėžę. Ten stovi kelios įvairios dujų išlydžio lempos su paprastais droseliniais balastais. Matome, kad mėlynas vatų grafikas žymiai žemiau ir kad atsirado naujas geltonas VARų grafikas. Kaip ir teisingai?

Papildomas žalias grafikas tai paprasčiausiai sudaugintos U ir I reikšmės.

Tai labai labai žalias projektas, todėl tiek SCH, tiek PCB ir net source code failai atsiras vėliau čia ar naujam straipsnyje. Kol kas tiek. Tikėkimės, kad “užsidegimas" nenuslobs ir pabaigsim šį projektą.

Pradinio varianto galios matuoklio schema, PCB/SCH Eagle failai, source code, hex

Pratesimas >> Part 2.

14 Responses to “AVR: elektros galios matuoklis”

  1. Administrator Says:

    Softą kiek patvarkiau ir nepatingėjau atsinešti 29uF kondiką:

    Cos fi plus minus

    Vėl: klijų pistoletas, droseliai su lempomis, kondensatorius, ir vėl klijai. Pagaliau matosi neigiama reaktyvinė galia. O jei neteisingai pajungi srovės tranfo gnybtus, skaitliukas skaičiuoja galia į kitą pusę. T.y jis reversuojamas. Dabar softe reikia išskaičiuoti cos fi ir jau galima PFC aparatą konstruoti :) .

    Cos fi kompensacija
    Rankinis PFC. Įjungiam lempas, poto jungiam kondika, poto išjungiam kondiką, įjungiam papildomą aktyvinę apkrovą, įjungiam kondensatorių, o poto viską išjungiam. Va jums ir “taupyk elektrą" prietaiso veikimas :) Srovė (ir atitinkama VA) nukrito, tačiau mėlynas, apmokamas grafikas nepakito.

    Ir viena įdomybė:
    kompiuterio elektros vartojimas
    Tai paprasto, nelabai galingo kompiuterio grafikas. Kompiuterio maitblokis be PFC. Matosi laido kišimo srovės šuolis dėl kondikų pasikrovimo, budinčio vartojimas, bootas, kiek normalios veiklos ir išjungimas bei laido ištraukimas iš rozetės. Papildomas srovės grafikas paslinktas į viršų, kad matytusi. Puikiausiai matosi, kad jis atkartoja VA grafiką. Tik kiek gal spygliuotesnis. Nes srovė tai momentinės reikšmės nuskaitomos du kartus per sekundę, tuo tarpu galios grafikai tai suminiai per tą pačia pussekundę.

  2. extreem Says:

    itariu tas laidukas telefoninis ir iskirpta plokstele su ir-da is praeito posto skirtas programuoti tamstos skaitliukui

  3. Arunas Says:

    Levai ir toliau taip laikyk! jei padarysi full atkartojama projektą alaus bus, pažadu !

  4. Administrator Says:

    Ši diena labiau skirta mechaniniam darbams:

    surinktas PFC matavimo aparatas

    Nes eksperimentavimo metu kelis kartus čiut mepačiupinėjau LCD ekraniuko kurio korpusas 50/50 tikimybė bus po fazine įtampa. O ir pora kartu serijinio ryšio kabelis barkštelėjo netoli 230V kontaktų. Viską sudėjau į dėžutę, pakeičiau LCD ekraniuką į mažesnį- teko kiek perrašyti softą. Taip pat kiek pavargau su mažais kondensatoriukais ir 0R trumpikliais. Dar apklijavau nenaudojamą PCB pusę folija. Dabar lygtai ADE nebestriginėja.
    Gaila, kad nėra gnybtų apsaugos plokštelės- skaitliukai buvo be jų. Dešinysis modulis pavadintas Aidon RS485 slave. Manau ten tikrai teks sukonstruoti kažką panašaus į RS485 adapterį, nes kompiuteriai paprastai stovi žymiai toliau nei neša USB kabelis.

    Eksperimentų duomenys ODS formate.

  5. Algis Says:

    “Srovė (ir atitinkama VA) nukrito, tačiau mėlynas, apmokamas grafikas nepakito."
    nerimta skazke is rimtu lupu, nes pamirsti kad VA visgi pakito ir persiskirste tarp apkrovos ir instaliacijos. aisku tai nebeda ziema, jei tik elektrines kWh kaina mazesne uz rubikono kWh kaina. visai kita kalba, jei skaiciuoti kiek sutaupome pirkdami produkta pas sarlatanus ir kiek pasigamindami patys.
    ypac “durniai" turbut uzsienieciai, didziuliu daugiaauksciu namu ar viesbuciu savininkai, montuojantys specialias spintas cos fi gerinimui bei AD dedanciosius mazinimui vidiniuose tinkluose, o “dar durnesni" turbut naudojantys AD filtrus trimeriuose.

  6. Administrator Says:

    Mes kalbam apie buitinius vartotojus pirmiausia kurie moka už kWh. Antriausia kVARh kaina kažkodėl ir įmonėm žymiai mažesnė.

    Trečiausia, kiek išbandžiau buitinių prietaisų, jie daugiausia “kondensatorinę" galią generuoja, todėl papildomi cos fi gerinimo kondikai nereikalingi. Aišku, didelės reaktyvinės srovės šildo laidus ir išmušinėja saugiklius ir dėl to reikia pasimastyti. Bet montuoti reaktorių* namuose?!

    O komentaro “sutaupome pirkdami produkta pas sarlatanus ir kiek pasigamindami patys" visai nesupratau. Čia apie “taupyk elektra"? :)

    O dėl didelių namų…. žinau kelius atvejus, kaip ofisuose pataupė dienos šviesos lempas pirkdami be privalomų kondikų, o vėliau investavo “į specialias spintas".

    *) tai ne branduolinis reaktorius, o elektrotechninis prietaisas.

  7. krk Says:

    Tai lauksim dabar Levo eksperimentu kaip vartot srove, kad grafike skaitliuko W linija nekiltu :)

  8. Administrator Says:

    krk: nesvajok. Fizika tam prieštarauja. :)

    O dabar biški apie kalibravimą. Kol kas pasikalibravau tiktai programiškai. Nes nelabai suprantu mikroschemos datašytą.

    kalibravimas
    Va pajungti tu prietaisai, kurie teoriškai rodo srovę ir įtampą. Bent jau raudonas turi užrašą “true RMS". Geltonas bent jau DC tai teisingai rodo. Teks pasitikėti. Apkrova- kiniškas tepalinis radiatorius. Beja skaitliukas greičiau reaguoja į įtampos pokyčius nei multimetrai.

    Tiek W, tiek VA turi paklaidą. Ir pastebėjau, kad ji yra I kvadratu priklausomybės. Skubus softo pataisymas nepadėjo, nes ATMEGA ir GCC susipainiojo bedaugindama du 24 bitų skaičius. Kol kas teks apsveiti su šiais skaičiais. VARai iš viso nekalibruoti…

    O čia beveik viskas ką radau sujungta ant labai ilgo prailgintuvo. Matuojam ilgintuvo pradžioje, o apkrovos pagrinde gale. Atsiranda VARai. Nors kažkas man aiškino, kad išmakaluotas prailgintuvas induktyvumo neduoda…

    kalibravimas
    Prie tokios apkrovos I2 paklaida didėja…

    Beja, kinai net darydami radiatorius sukčiauja. Tarybinis radiatorius rodė gražiai po 500W, viso 1kW. O kinas su užrašu max 2kW neištempė 1.7kW. Gal vienas tenas koks paliegęs?

  9. NEgs Says:

    Žemoka įtampa pastave. Įtariu, kad kiniškas radiatorius pasiims tuos 2kW, kai bus 230V.

  10. Administrator Says:

    Negs: skaityk sekantį straipsnį.

    O šiaip, darom toliau kalibravimą:

    formule
    A: šaldytuvo lemputė. B: dirba šaldytuvas. C: 29uF kondikas.

    Su kondiku ir pradėsim kalibravimą. Šiaip kondiko visi VA yra VAR. Tai šie skaičiai turi sutapti. Dabar to nėra. O ir kondikas gali būti kaip ir šioks toks etalonas. Vienas matuoklis parodė 29.1uF talpą, kitas 29.5uF. Talpa kažkur ten ir stovi.

    formule

    Varža gaunasi apie 108 omus. Prie eksperimentinės įtampos- 2.17A srovė ir atitinkamai 507VA ir VAR. Štai ir turim šiokį tokį koeficientą.

    Kad niekas nepagalvotu blogai: V, A, W, VA ir VAR tarpusavyje mano softe nesusije. Aš nuskaitau ADE čipo duomenys ir jau juos interpretuoju. O dėl 0,0A srovės prie 15W lemputės… nu mažas LCD. “Viduje" U ir I tai 24 bitų skaičiai, galios- 16 bitų. Visi koeficientai suskaičiuoti eksperimentiškai, išskyrus dažnio- jis buvo datasheete. O štai VA atspėjau iš lempos- 1.100000 :)

    Atsibodo… plaukioja tie skaičiai. Skelbiu V1.0 versijos padaryma:
    kiek pakalibruoti VARai
    ~5 VA ir VAR skirtumas mane kol kas tenkina.

  11. Irmantukas Says:

    “Tai labai labai žalias projektas, todėl tiek SCH, tiek PCB ir net source code failai atsiras vėliau čia ar naujam straipsnyje."

    Siaip sch labai domina. Kaip ir v1.0 paskelbei :)

  12. Administrator Says:

    Irmatukui ir kitiems. Skaityti straipsnio pratesimą.

  13. a.zare Says:

    hello:
    i need to source code for ade7758.
    can you send one source cod from your project for me?
    plese help me.
    i have pcb bord for ade7758 but i can not write good program for it.
    please help me.

  14. Administrator Says:

    Source code is at the bottom of the article.

    Also, I reccomend using new version of firmware:
    http://www.vabolis.lt/2012/03/01/watmetras-naujas-firmware-ir-kalibravimas/

Leave a Reply

Bot-Check (Jei ne skaičiai spauskit refresh. Tik oranžinius naudoti.)

Unhappy Tikbalang