في الجزء الثاني من دورتنا ، نواصل المناقشة حول قياس جهد التيار المتردد ، وكذلك حول قياس تيار الخرج للحمل. أطلب من جميع المهتمين تحت القط.
الجزء الأولالجزء 2الجزء 3قياس جذر متوسط التربيع أو التيار
حول قياس القيمة الفعلية تمت كتابته مرارا وتكرارا في مصادر مختلفة. أنا شخصياً أحببت ما يلي:
خيار قياس TrueRMS الميزانيةطريقة قياس قيمة الجهد الفعال باستخدام MKباختصار وبشكل واضح يتم كتابة جميع الصيغحساب المتوسط و rms الحالية / الجهدباختصار ، جوهر كل هذه الحسابات المعقدة هو أن الجهد في التيار الكهربائي نفسه يمكن أن يختلف عن الشكل الجيبي تمامًا ، بالإضافة إلى ذلك ، في حالة UPS مع جيب جيبي معدل عند الإخراج ، عند التشغيل من العاكس ، فإن الشكل الموجي عند الإخراج سيكون أيضًا عن بُعد تشبه الجيب. لذلك ، إذا قمنا بتبسيط القياس ونظرنا في متوسط القيمة المستقيمة ، فستكون النتائج مختلفة تمامًا عن تلك الحقيقية.
فيما يلي مثال على ما يحدث عند مدخلات ومخرجات UPS (مأخوذة
من هنا ):
لا تحتوي خوارزمية حساب الجهد الفعال في حالتي على أي تفرد. بتردد 1121 هرتز (لرقمنة الجهد بتردد 50 و 60 هرتز) ، يتم تشغيل انقطاع مؤقت ، ويتم تشغيل ADC ويتم إجراء القياسات على ثلاث قنوات (جهد الدخل ، جهد الخرج ، تيار الخرج). بعد تراكم 90 قياسًا ، يتم حسابها وحساب القيم الفعلية.
يتم حساب مجموع مربعات القيم مباشرةً في المقاطعة ، وفي دورة البرنامج الرئيسية ، عند استخدام حساب الفاصلة العائمة ، يتم حساب متوسط القيم الفعالة (أكثر من 20 نقطة).
يتم تنفيذ جميع العمليات على متحكم 8 بت PIC18F26K22. قد يسأل شخص ما السؤال على الفور: لماذا لا يكون STM32 ، يقولون أنه أكثر قوة وأرخص ، إلخ. سأجيب على الفور. وحدة تحكم STM32 جيدة ، ولكنها بطريقة ما لم تتجذر ، على الرغم من أنها تم استخدامها في بعض المشاريع.
لا تتطلب معظم مهامنا موارد حوسبة ضخمة ، لذا فإن 8 بت أكثر من كافية هنا. بالإضافة إلى ذلك ، يحتوي PIC18 على عدد كبير من التطورات وبرمجيات الخدمة الخاصة به ، وهذا مهم جدًا ، لأنه يسرع بشكل كبير التطورات الجديدة ، مما يسمح لك بعدم تشتيت انتباهك من خلال دراسة الأجهزة الطرفية غير المعروفة. ويستغرق الأمر وقتًا طويلًا دائمًا.
يحتوي PIC18 أيضًا على العديد من المزايا. هذا مولد معاير مدمج ، الحد الأدنى من الأسلاك الخارجية ، يتراوح الجهد من 2.5 إلى 5 فولت ، الأجهزة الطرفية المدمجة الجيدة ، مخرجات قوية مع تيارات تصل إلى 25 مللي أمبير ، إلخ. يعمل MK بتردد يصل إلى 64 ميجاهرتز.
قياس تيار الإخراج
يتم قياس التيار الذي يستهلكه الحمل بواسطة مستشعر متكامل ACS712ELCTR-30A-T (عند 30 أمبير) من Allegro. يولد المستشعر إشارة تناظرية تتناسب مع التيار المتدفق ، مع مراعاة العلامة. إذا كان التيار موجبًا ، فستكون الإشارة أكثر من 2 فولت ، إذا كانت سلبية ، ثم أقل من 2 فولت. يتم تحويل الإشارة التي يولدها المستشعر بواسطة MK ويتم استخدامها للتحكم في الحمل. الآن تشير الشركة المصنعة إلى الموقع وفي تلك. توثيق أن هذه المستشعرات غير مرغوب فيها لاستخدامها في التطورات الجديدة ، وبدلاً من ذلك توصي بنموذج أكثر حداثة من سلسلة ACS723. ولكن في الوقت الحالي ، يعد شراء طرازات ACS712 في روسيا من الموردين أبسط بكثير ، وأرخص.
المستشعر مريح للغاية لأنه يسمح بالاتصال المباشر بـ ADC MK ، بينما يتطلب مصدر طاقة واحدًا بجهد 5 فولت ، كما يوفر عزلًا كلفانيًا (في الواقع ، المستشعر غير متصل ، يعمل على تأثير Hall). النقطة الأخيرة مهمة ، لأن القياس الحالي مرغوب فيه للغاية في موصل الطور ، بحيث يكون المحايدة الكاملة لـ UPS ما يسمى "من خلال" ، أي يمثل أساسا موصل واحد. يمكن استخدام هذا المستشعر بسهولة في فجوة أي موصل ، مما يبسط دائرة القياس بأكملها.
ومع ذلك ، هناك نقطة مثيرة للاهتمام مرتبطة بهذا المستشعر. وفقًا للوثائق ، يمكن أن تتحمل نبضة واحدة من 100 أمبير لمدة 100 مللي ثانية. علاوة على ذلك ، قد يحدث تلف لا رجعة فيه للرقاقة. بطبيعة الحال ، يتم تثبيت قاطع الدائرة في UPS في دائرة الإدخال. لكن وقت استجابتها يتناسب فقط مع مدة هذه النبضة. فيما يلي مثال لخاصية الوقت الحالي لآلة من النوع C:
من أجل الحصول على بعض هامش الأمان في حالة وجود دائرة قصر على لوحة دائرة UPS ، تم إجراء تحويلة إضافية وفقًا لتوصيات الشركة المصنعة لجهاز الاستشعار نفسه (
حلقة الوصل ).
النقطة هنا بسيطة للغاية. مقاومة التحويلة الداخلية لـ ACS712 هي 1.2 م أوم. يُقترح على لوحة الدوائر المطبوعة في شكل موصل بالشكل المطلوب لعمل تحويل ثانٍ من هذا القبيل ، وبالتالي زيادة الحد الحالي بمقدار النصف (حتى 200 أمبير) ، مما سيسمح لقواطع الدائرة بالعمل بشكل أسرع.
أبعاد هذا التحويلة الحالية على لوحة الدوائر المطبوعة موضحة أدناه:
هكذا تبدو حية:
أريد أن أشير إلى أن هذا المستشعر مخصص فقط لقياس الاستهلاك الحالي للحمل ، من أجل تقييم حمل UPS وإيقاف تشغيله تلقائيًا عند تجاوز الحد المحدد. على سبيل المثال ، يمكن لـ UPS W 600 إخراج 3A كحد أقصى. في حالة بدء الحمل في استهلاك 4A أو أكثر لبعض الوقت (على سبيل المثال ، حوالي ثانيتين) ، فإننا ببساطة نقوم بفصله. يحمي قاطع الدائرة الكهربائية من دائرة قصر صعبة أثناء التشغيل من الشبكة. ولكن في وضع تشغيل العاكس ، يتم تنظيم الحماية إلكترونيًا ، ولكن باستخدام أجهزة استشعار أخرى. سيتم مناقشة هذا بعد ذلك بقليل عند التفكير في تشغيل العاكس نفسه.