Pada bagian kedua dari siklus kami, kami melanjutkan diskusi tentang mengukur tegangan AC, serta tentang mengukur arus keluaran dari suatu beban. Saya bertanya semua yang tertarik di bawah kucing.
Bagian 1Bagian 2Bagian 3Mengukur tegangan atau arus rms
Tentang pengukuran nilai aktual telah berulang kali ditulis di berbagai sumber. Saya pribadi menyukai yang berikut ini:
Opsi Pengukuran TrueRMS AnggaranMetode untuk mengukur nilai tegangan efektif menggunakan MKSecara singkat dan jelas semua formula ditulisPerhitungan rata-rata dan arus / tegangan rmsSingkatnya, esensi dari semua perhitungan yang rumit tersebut adalah bahwa tegangan pada listrik itu sendiri dapat berbeda dari bentuk sinusoidal yang sempurna, di samping itu, dalam kasus UPS dengan sinusoid yang dimodifikasi pada output, ketika beroperasi dari inverter, bentuk gelombang pada output juga hanya akan jarak jauh menyerupai sinus. Karena itu, jika kita menyederhanakan pengukuran dan mempertimbangkan nilai rata-rata yang diluruskan, hasilnya akan sangat berbeda dari yang asli.
Berikut adalah contoh dari apa yang terjadi pada input dan output UPS (diambil
dari sini ):
Algoritma untuk menghitung tegangan efektif dalam kasus saya tidak memiliki keunikan. Dengan frekuensi 1121 Hz (untuk tegangan digital dengan frekuensi 50 dan 60 Hz), interupsi timer dipicu, ADC dimulai dan pengukuran dilakukan pada tiga saluran (tegangan input, tegangan output, arus keluaran). Setelah akumulasi 90 pengukuran, mereka dihitung dan nilai aktual dihitung.
Jumlah nilai kuadrat dihitung secara langsung dalam interupsi, dan dalam loop program utama, menggunakan aritmatika titik-mengambang, nilai efektif rata-rata (20 poin lebih) dihitung.
Semua operasi dilakukan pada mikrokontroler 8-bit PIC18F26K22. Seseorang mungkin segera mengajukan pertanyaan: mengapa tidak STM32, mereka mengatakan itu lebih kuat, lebih murah, dll. Saya akan menjawab segera. Pengontrol STM32 baik, tetapi entah bagaimana itu tidak berakar, meskipun itu digunakan dalam beberapa proyek.
Sebagian besar tugas kami tidak memerlukan sumber daya komputasi yang besar, jadi 8-bit lebih dari cukup di sini. Selain itu, PIC18 memiliki sejumlah besar perkembangan dan perangkat lunak layanan sendiri, dan ini sangat penting, karena secara signifikan mempercepat perkembangan baru, memungkinkan Anda untuk tidak terganggu oleh studi periferal yang tidak diketahui. Dan selalu membutuhkan waktu paling banyak.
PIC18 juga memiliki banyak keunggulan. Ini adalah generator terkalibrasi built-in, kabel eksternal minimal, kisaran tegangan pasokan 2,5 hingga 5V, peripheral built-in yang baik, output kuat dengan arus hingga 25 mA, dll. MK beroperasi pada frekuensi hingga 64 MHz.
Output pengukuran arus
Arus yang dikonsumsi oleh beban diukur dengan sensor terintegrasi ACS712ELCTR-30A-T (pada 30A) dari Allegro. Sensor menghasilkan sinyal analog sebanding dengan arus yang mengalir, dengan mempertimbangkan tanda. Jika arus positif, maka sinyal akan lebih dari 2 V, jika negatif, maka kurang dari 2 V. Sinyal yang dihasilkan oleh sensor didigitalkan oleh MK dan digunakan untuk mengontrol beban. Sekarang pabrikan menunjuk ke situs dan di dalamnya. dokumentasi bahwa sensor-sensor ini tidak diinginkan untuk digunakan dalam perkembangan baru, dan sebagai gantinya merekomendasikan model yang lebih modern dari seri ACS723. Tetapi untuk sekarang, membeli model ACS712 di Rusia dari pemasok jauh lebih sederhana, dan bahkan lebih murah.
Sensor ini sangat nyaman karena memungkinkan koneksi langsung ke ADC MK, sementara itu hanya membutuhkan satu catu daya 5V, dan juga menyediakan isolasi galvanik (sebenarnya, sensornya non-kontak, beroperasi pada efek Hall). Poin terakhir itu penting, karena pengukuran saat ini sangat diinginkan dalam konduktor fase, sehingga seluruh netral UPS adalah apa yang disebut "melalui", yaitu. dasarnya mewakili satu konduktor tunggal. Sensor ini dapat dengan mudah digunakan di celah konduktor apa pun, yang menyederhanakan seluruh rangkaian pengukuran.
Namun, satu hal menarik terkait dengan sensor ini. Menurut dokumentasi, itu dapat menahan satu pulsa 100A saat ini selama 100 ms. Lebih lanjut, kerusakan yang tidak dapat dipulihkan pada chip dapat terjadi. Secara alami, pemutus sirkuit dipasang pada UPS di sirkuit input. Tetapi waktu responnya hanya sepadan dengan durasi pulsa ini. Berikut adalah contoh karakteristik waktu-saat ini dari mesin Tipe C:
Untuk mendapatkan sedikit margin keselamatan jika terjadi korsleting pada papan sirkuit UPS, shunt tambahan dibuat sesuai dengan rekomendasi pabrikan sensor itu sendiri (
tautan ).
Intinya di sini cukup sederhana. Resistensi pirau internal ACS712 adalah 1,2 mOhm. Diusulkan pada papan sirkuit tercetak dalam bentuk konduktor dengan bentuk yang diinginkan untuk membuat pirau kedua yang sama, sehingga meningkatkan batas arus hingga setengahnya (hingga 200A), yang akan memungkinkan pemutus sirkuit beroperasi lebih cepat.
Dimensi shunt saat ini pada papan sirkuit tercetak ditunjukkan di bawah ini:
Begini tampilannya:
Saya ingin mencatat bahwa sensor ini hanya dimaksudkan untuk mengukur konsumsi beban saat ini, untuk menilai beban UPS dan secara otomatis mematikannya ketika batas yang ditentukan terlampaui. Misalnya, UPS 600 W dapat menghasilkan maksimum 3A. Jika beban mulai mengkonsumsi 4A atau lebih untuk beberapa waktu (misalnya, sekitar 2 detik), maka kami cukup memutusnya. Pemutus sirkuit melindungi terhadap korsleting keras selama operasi dari jaringan. Tetapi dalam mode operasi inverter, perlindungan diatur secara elektronik, tetapi menggunakan sensor lain. Ini akan dibahas sedikit kemudian ketika mempertimbangkan operasi inverter itu sendiri.