IoT#8.2 Измеряем действующее значение напряжения /True RMS counting

Подписывайся:
habrahabr.ru/us...
geektimes.ru/us...
kylibin/
plus.google.co...
Ссылка на репозиторий с прошивкой для Arduino;
github.com/rad...
Продолжаем разбираться с измерением электроэнергии. На этот раз измеряем действующее значение напряжения.

[@СергейКарташёв-ы1л]

Действующее значение не равно площади делёной на период, как Вы сказали, (в данном случае синусоиды), а равно среднеквадратичной величине. Площадь синусоиды делённая на период 2pi, равна 2/pi, а среднеквадратичное значение равно 2*sqrt(2/pi).

[@prosvesheniemoe6282]

То есть выходит что среднеквадратичное значение напряжения НЕ РАвНО действующему значению вычисленному путём деления площади синусойды за период делённому на период(путём поиска ординаты эквивалентного прямоугольника )? Что-то нигде не могу найти ответа на вопрос почему решили использовать для оценки величины напряжения именно среднеквадратичное значение а не кажем среднеарифметическое..Похоже что условились именно так и пошли дальше. Но тогда неверно утверждение что RMS - это эквивалент постоянного тока который за то же время совершает ту же работу что и постоянный ток.

[@estestvenno_prosto]

Таких условностей огромное количество и из-за них толком понять невозможно ​@@prosvesheniemoe6282

[@bus12]

почему не "выпрямить" сигнал напряжения ? Если используется токовый трансформатор то падение на диодах никак не влияет. После возведения в квадрат без разницы было там отрицательное или положительное значение. При таком подходе разрешение в двое больше получается.

[@prosvesheniemoe6282]

Не могу сообразить почему для подсчёта площади используется среднеквадратичная функция. Например для подсчёта площади идеальной синусойды берётся интеграл от синуса от 0 до Пи и умножается на 2 и получается 4. Здесь же понятно что измеряемое напряжение может быть несинусоидальным или вообще произвольной формы и поэтому вычислять площадь функции не имея её уравнение на руках как в случае с синусойдой невозможно. Но непонятно почему берётся среднеквартическое значение а не кажем среднекубическое.

[@maxholy4954]

Откуда берется различие в мощности, отбираемой активной нагрузкой до выпрямителя и после? Прицепи лампочку к розетке, на ней 220В переменки. Прицепи на розетку выпрямитель, а к нему лампочку. На ней 198В постоянки. Почему так?

[@pahom2]

Vrms это не площадь синусоиды и на 0:55 ты какойто бред сказал. Квадрат там берётся совсем не для того чтоб от знака избавиться. Vrms это эквивалентное напряжение постоянного тока при котором на резистивной нагрузке выделится столько же энергии. Vrms^2 / R = int V(t)^2 / R dt , потом на R сокращаешь, вот откуда в правой части интеграл от квадрата моментального напряжения и корень от интеграла. Это закон Джоуля Ленца а не площадь синусоиды.

[@сергейбаглаев-ф3х]

DDRD |=(1

[@DenisS1983]

Я в протеусе на атмеге 8 нарисовал вольтметр для 220В и прогу написал так что бы в момент перехода через 0 запускался таймер, через 5 мс запускался ацп потом то что он измерял умножал на 0,707 и отправлял на индикацию. Подскажите подайдет ли такой алгоритм для реальной схемы?

[@ArtemKashkanov]

Все зависит от требований к точности работы реальной схемы. Если точность лучше +-10% - то такой метод не подойдет. Причин несколько - в представленном алгоритме предполагается что в розетке идеальный синус (а это не так), что АЦП не выдаст шумов, что схема перехода через нуль срабатывает точно в нуле, хотя там однозначно есть задержки из-за ожидания момента, когда напряжение станет выше порогового.

[@DenisS1983]

Artem Kashkanov спасибо за ответ. Я еще не совсем понял для чего нужен ОУ? Я так понял отрицательную полуволну "восстановить" ? Я так понимаю если измерять среднеквадратичное только по положительной полуволне это будет несовсем true rms?

[@ArtemKashkanov]

ОУ в моей схеме нужен потому, что АЦП микроконтроллера умеет только в положительные волны. Соответственно нам требуется "сдвинуть" синусоиду с диапазона -2.5В - +2.5В, на 0 - 5В. Это как раз делает ОУ. Тогда однополярный АЦП микроконтроллера может снять показания с обеих полуволн. Главное не забыть, что нуль синусоиды - это уровень 2.5В на входе АЦП - и сделать поправку в программе. Если у микроконтроллера АЦП умеет в биполярный сигнал - как например на MSP430FE4252, там ОУ не нужен.

[@DenisS1983]

Artem Kashkanov понял спасибо

[@XanderEVGs]

как думаете, для контроля наличия напряжения и детектирования превышения порога(к примеру 240+ вольт) такая схема подойдет: напряжение пропускаем через трансформатор, диодный мост, через делитель(что бы максимальное напряжение на входе в МК было

[@sammike895]

все ты знаешь давай по проще объясняй

[@laurissilmanovics7566]

Толкр фыгово. Что етот проект не до конца. Смотрел смотрел . Обрадовалсья и СТОП. И где фынал...

[@dmitrysch2517]

Очень занудное объяснение в середине видео. Надо убрать его, заменив на что-то такое, что будут смотреть только те, кому интересно.

[@paveloberkovich9674]

доброго дня Артем!!!! если вам не трудно можно попросить у вас скетч ардуино (если таковой имеется)для измерения среднеквадратичного значения напряжения ато я в файлах с гит хаба запутался.спасибо!

[@and1488ify]

Чот я не смог понять зачем здесь ОУ, если он один фиг исключительно повторителем работает. И зачем ему двуполярное питание тоже. У него на входе уже готовый сигнал, смещенный в положительную область - чего б его сразу на АЦП не подать?

[@laurissilmanovics7566]

я восторге . Я нашол наконец то щто искал. такии теми мне по душе. спасибо тебе.

[@ИванКарловски-т5х]

Здравствуйте! Во время обяснений Вы упомянули термин счетчик. Как я понял, речь шла о счетчике электроэнергии. Если применить для цели Ваше измерение ефективного значения напряжения, респ. тока и дальше перемножать с коефициентом мощности, то получиться однонаправленный счетчик. А он должен "честно" считать и в случаях, когда енергия течет в обратном направлении, т.е. с обратным знаком. Я думаю, что лучше перемножить четырехквадрантным перемножителем мнгновенные значения тока и напряжения, а затем интегрировать.

[@prosvesheniemoe6282]

Так в современных счётчиках там куча разграничений и энергия прямого обратного/направления и по активная/реактивная и по квадрантам. А вычитать из энергии прямого направления энергию обратного неверно так требуется отдельный учёт, хотя бы потому что там тарифы могут быть разные по времени и по типу энергии.

[@Tim_Linkel]

Артем, привет. Скажи пожалуйста, Трансформатор тока нелинейное устройство? в кратце, когда включаю нагрузку и замеряю падение напряжение на резисторе вторичной обмотке, напряжение меняется линейно, т.е 1кВт и 2кВт. стоит поднять переменное напряжение выше нуля, чтоб падать на АЦП, тут начинается какая то фигня, например при 1кВт у меня на выходе переменка 0,6В поднимая с 1,65В в сумме выходит 1,7в для 2кВт = 1,2в, в сумме с постоянным =2в. Можешь объяснить почему так происходит?

[@ArtemKashkanov]

Дык вы подмагничиваете трансформатор постоянкой и вся линейность идет в тар-тарары.

[@Tim_Linkel]

@@ArtemKashkanovспасиба.но без этого не загнать в ацп) скажи какие есть у меня варианты?

[@сергейбаглаев-ф3х]

добрый день !в программе настройки адц ADCSRB = ( 1

[@ArtemKashkanov]

строка в прошивке гарантированно верная только для того типа МК, который использовал я. Чтобы набрать свою строку - открываете датащит на микроконтроллер, читаете значения битов и набираете свое битовое поле.

[@сергейбаглаев-ф3х]

@@ArtemKashkanov это не на atmega 328? Компилятор ругался на mux5

[@ArtemKashkanov]

atmega1280. там больше входов, поэтому mux5 в atmega328 нет. Откройте датащит на атмега328 и наберите свое битовое поле под свою схему подключения

[@сергейбаглаев-ф3х]

@@ArtemKashkanov Urms_calc.pde ИЗУЧИЛ В протеусе с оу схемой работает отлично для замеров тока

[@shurikmobistshurikmobist5843]

Спасибо, конечно, за видео, но кому Вы объясняете, ученым?

[@rudolfsikorsky7900]

А что будет если 2-полярный сигнал подать на ОУ с 1-полярным питанием? Просто срежет "нижнюю" полуволну?

[@ArtemKashkanov]

+Rudolf Sikorsky Если в схеме порта микроконтроллера присутствует защитный диод, то просто срежет, если же защиты нет, то вход может сгореть.

[@rudolfsikorsky7900]

Я имел в виду подать на ОУ - операционный усилитель :)

[@ArtemKashkanov]

Rudolf Sikorsky аналогично. Если на вход ОУ подать напряжение ниже напряжения на отрицательном полюсе питания, то либо оно срежется защитой, либо вход сгорит. в датащитах присутствуют максимальное и минимальное подаваемые на вход напряжения.

[@сергейбаглаев-ф3х]

Добрый день! В железе проверил, из за небольшой разницы резисторов делителя и не стабильности питания плавает нулевое состояние. Думаю нужно добавить ещё схему на оу чтобы разделить синус и постоянное напряжение 2,5 в и по сработке 2 оу делать замер обоих и их разность будет искомая величина. habr.com/ru/post/321008/ От сюда схему нашёл. Вопрос только программный остаётся в прерывани и ацп можно опросить как я понял только один канал время расчётное увеличится