[blastedfuse 0]

Приветствую. 

Необходимо измерять с помощью микроконтроллера параметры сети переменного тока: напряжение, ток, активная и реактивная мощность.

Вопрос точности пока не стоит, хочу разобраться с методами.

Скрытый текст

Собирал простенький измеритель действующего значения переменного тока, результат более чем устроил, но алгоритм примитивный, не привязанный к частоте и фазе сети, просто выборки и расчет со случайного места в течении предполагаемых 5 периодов .

Для решения моей задачи нужно первоначально вычислить частоту/ период сети, конкретно момент перехода графика напряжения/тока через 0.

Турне по граблям в виде аппаратных детекторов нуля на оптронах/компараторах я успешно завершил. Если напряжение еще более менее детектируется правильно на спокойной сети, то форма потребления тока разных устройств (тиристорные регуляторы, импульсные блоки питания, несимметричные нагрузки) не позволяет простыми аппаратными методами определять/предсказывать переход через 0.

Как я понимаю, нужны программные средства или фильтры, что решат эту подзадачу.

Прошу подсказать проверенные методы, которые не имеют заоблачных требований к железу (и еще программисту).

[rkit 1]

А зачем воротить оптроны и компараторы, если все равно нужно измерять напряжение? Измеряй, и когда будет 0, тогда 0.

[Aleksandr Baranov 1]

30 minutes ago, blastedfuse said:

Необходимо измерять с помощью микроконтроллера параметры сети переменного тока: напряжение, ток, активная и реактивная мощность.

Допускается-ли применение специальных микросхем, созданных для этого?

[_pv 52]

https://www.ti.com/lit/an/slaa637a/slaa637a.pdf

[blastedfuse 0]

22 минуты назад, rkit сказал:

А зачем воротить оптроны и компараторы, если все равно нужно измерять напряжение? Измеряй, и когда будет 0, тогда 0.

Потому что U=0, или I=0 - не показатели перехода через 0.

 

22 минуты назад, Aleksandr Baranov сказал:

Допускается-ли применение специальных микросхем, созданных для этого?

 

15 минут назад, _pv сказал:

https://www.ti.com/lit/an/slaa637a/slaa637a.pdf

Я вас  понял, но я бы не создавал тему, если бы нужно было купить модуль и подключить его к MCU по I2C.

Неужели никто никогда не решал подобные задачи, все сидели ждали 20 лет интегрированных решений от TexasInstruments ? 

[_pv 52]

да я не предлагал покупать этот модуль, там все схемы/исходники вроде как открыты, изучайте, возьмите этот msp430i2040 за 1$ да делайте сами по мотивам.

не нравится тексас, никто не мешает повторить то же самое на любом другом МК, только тут уже есть 4 штуки simultaneous sampling АЦП ещё и с предусилителем.

найдёте такой отдельный АЦП лучше и дешевле - сообщите.

 

 

[blastedfuse 0]

Извините, я по диагонали прочитал заглавную страницу даташита, подумал, что это готовый счетчик типа ADE7753.

[rkit 1]

37 minutes ago, blastedfuse said:

Потому что U=0, или I=0 - не показатели перехода через 0.

Приехали

[wim 6]

2 часа назад, blastedfuse сказал:

форма потребления тока разных устройств (тиристорные регуляторы, импульсные блоки питания, несимметричные нагрузки) не позволяет простыми аппаратными методами определять/предсказывать переход через 0

Это и не нужно. Для измерения периода достаточно отслеживать форму напряжения. 

1 час назад, blastedfuse сказал:

Неужели никто никогда не решал подобные задачи

Решали несчётное число раз. Основной вопрос - в каком месте измерительной схемы делать изоляцию.

[Herz 4]

4 часа назад, blastedfuse сказал:

Потому что U=0, или I=0 - не показатели перехода через 0.

И что? Из последовательности сделанными Вами выборок можно будет вполне достоверно отыскать место перехода через 0, если оно действительно нужно.

4 часа назад, blastedfuse сказал:

Неужели никто никогда не решал подобные задачи

Подобные задачи неоднократно всплывали на этом же Форуме. Поиск сейчас работает не очень хорошо, но я бы Вам советовал полистать историю. Найдёте много полезного, уже обсуждавшегося.

[vladec 7]

Если Вам нужна точка перехода через 0 для того, что бы выделять для измерений целое число периодов, то может для этого лучше определять точку максимума или минимума, это представляется гораздо более простым.

[Plain 168]

18 часов назад, _pv сказал:

msp430i2040 за 1$ ... есть 4 штуки simultaneous sampling АЦП ... найдёте такой отдельный АЦП лучше и дешевле - сообщите

Во-первых, 3,5$, во-вторых, обычно желательно, чтобы измерителю хватало бы пассивного питания, т.е. тока делителя напряжения, а в-третьих, насчёт точности требований нет, а значит, годится любой подходящий МК с единственным типовым АЦП ПП 8-10 разрядов.

 

22 часа назад, blastedfuse сказал:

простыми аппаратными методами определять/предсказывать переход через 0

Например, однобитные выборки с компаратора, далее частотный детектор (интегратор и пиковый детектор), если измеренный интервал превысил порог, то далее подсчёт среднего, вплоть до завершения следующего интервала, превысившего тот же порог (т.е. противоположного знака и на этот раз достоверно полного), затем из полученного среднего вычесть этот интервал, в результате чего получается фаза.

[_pv 52]

55 minutes ago, Plain said:

Во-первых, 3,5$, во-вторых, обычно желательно, чтобы измерителю хватало бы пассивного питания, т.е. тока делителя напряжения, а в-третьих, насчёт точности требований нет, а значит, годится любой подходящий МК с единственным типовым АЦП ПП 8-10 разрядов.

Хорошо, 2.3$ в единичных количествах с сайта производителя.

Обвинять msp430 в прожорливости по сравнению с "любым подходящим МК" тоже так себе аргумент.

То что требований к точности пока нет не значит, что обязательно надо сделать из говна и палок, лишь бы дополнительные 0.5$ на стоимости комплектации сэкономить для единичного устройства. а ацп там для данной задачи очень подходящий, специально для этого и делался.

Ну и этот демо проект от TI я в пример привёл только потому что там и схемы и какие-то исходники приложены и какой-то energylib у них для этой цели есть с вычислением параметров сети по выборкам АЦП (возможно правда что-то не полностью открыто, внимательно не смотрел, но у TI обычно не так всё плохо по сравнению с остальными), о чем ТС и спрашивал.

[stells 9]

29.03.2021 в 14:48, blastedfuse сказал:

Если напряжение еще более менее детектируется правильно на спокойной сети, то форма потребления тока разных устройств (тиристорные регуляторы, импульсные блоки питания, несимметричные нагрузки) не позволяет простыми аппаратными методами определять/предсказывать переход через 0.

Переходы через 0 ловим только по напряжению и в пределах периода по напряжению оцифровываем ток и напряжение. От смещения фазы тока относительно напряжения его значение не меняется

[vervs 24]

Наверное большинство производителей МК делали подобные примеры, вполне подробный от ST Watt-hour meter based on the STM32F101 microcontroller, вроде даже исходники присылали.