Na segunda parte do nosso ciclo, continuamos a discussão sobre a medição de tensão CA, bem como sobre a corrente de saída de uma carga. Peço a todos os interessados em gato.
Parte 1Parte 2Parte 3Medindo a tensão ou corrente eficaz
Sobre a medição do valor real foi repetidamente escrito em várias fontes. Eu pessoalmente gostei do seguinte:
Opção de medição de orçamento TrueRMSMétodo para medir o valor efetivo da tensão usando MKBreve e claramente todas as fórmulas são escritasCálculo da média / corrente rms / tensãoEm resumo, a essência de todos esses cálculos complexos é que a tensão na rede elétrica pode ser diferente da forma perfeitamente sinusoidal; além disso, no caso de um no-break com um sinusóide modificado na saída ao operar com o inversor, a forma de onda na saída também será remotamente assemelham-se a um seno. Portanto, se simplificarmos a medição e considerarmos o valor médio corrigido, os resultados serão muito diferentes dos reais.
Aqui está um exemplo do que acontece na entrada e saída do no-break (extraídas
daqui ):
O algoritmo para calcular a tensão efetiva no meu caso não possui nenhuma exclusividade. Com uma frequência de 1121 Hz (para digitalizar a tensão com uma frequência de 50 e 60 Hz), uma interrupção do timer é acionada, o ADC é iniciado e as medições são feitas em três canais (tensão de entrada, tensão de saída, corrente de saída). Após o acúmulo de 90 medições, elas são calculadas e os valores reais são calculados.
A soma dos quadrados dos valores é calculada diretamente na interrupção e no ciclo principal do programa, ao usar aritmética de ponto flutuante, são calculados valores efetivos médios (mais de 20 pontos).
Todas as operações são executadas em um microcontrolador de 8 bits PIC18F26K22. Alguém pode perguntar imediatamente: por que não o STM32, eles dizem que é mais poderoso, mais barato etc. Eu responderei imediatamente. O controlador STM32 é bom, mas de alguma forma não se enraizou, embora tenha sido usado em alguns projetos.
A maioria das nossas tarefas não requer grandes recursos de computação; portanto, 8 bits é mais do que suficiente aqui. Além disso, o PIC18 possui um grande número de desenvolvimentos e seu próprio software de serviço, e isso é muito importante, porque acelera significativamente novos desenvolvimentos, permitindo que você não se distraia com o estudo de periféricos desconhecidos. E isso sempre leva mais tempo.
PIC18 também tem muitas vantagens. Este gerador calibrado embutido, fiação externa mínima, faixa de tensão de 2,5 a 5V, bons periféricos embutidos, saídas poderosas com correntes de até 25 mA, etc. O MK opera em uma frequência de até 64 MHz.
Medição de corrente de saída
A corrente consumida pela carga é medida por um sensor integrado ACS712ELCTR-30A-T (a 30A) da Allegro. O sensor gera um sinal analógico proporcional à corrente que flui, levando em consideração o sinal. Se a corrente for positiva, o sinal será superior a 2 V, se negativo, e inferior a 2 V. O sinal gerado pelo sensor é digitalizado por MK e utilizado para controlar a carga. Agora o fabricante aponta para o site e naqueles. documentação que esses sensores são indesejáveis para uso em novos desenvolvimentos e, em vez disso, recomenda um modelo mais moderno da série ACS723. Mas, por enquanto, a compra de modelos ACS712 na Rússia de fornecedores é muito mais simples e ainda mais barata.
O sensor é extremamente conveniente, pois permite a conexão direta ao ADC MK, enquanto requer apenas uma fonte de alimentação de 5V e também fornece isolamento galvânico (na verdade, o sensor é sem contato, operando com o efeito Hall). O último ponto é importante, porque A medição de corrente é altamente desejável em um condutor de fase, de modo que todo o neutro do no-break seja o chamado "através", ou seja, representando essencialmente um único condutor. Este sensor pode ser facilmente usado no espaço de qualquer condutor, o que simplifica todo o circuito de medição.
No entanto, um ponto interessante está associado a esse sensor. De acordo com a documentação, ele pode suportar um pulso de corrente de 100A por uma duração de 100 ms. Além disso, danos irreversíveis ao chip podem ocorrer. Naturalmente, um disjuntor é instalado no no-break no circuito de entrada. Mas o tempo de resposta é proporcional à duração desse pulso. Aqui está um exemplo da característica de corrente de tempo de uma máquina do tipo C:
Para ter alguma margem de segurança no caso de um curto-circuito na placa de circuito do no-break, uma derivação adicional foi feita de acordo com as recomendações do próprio fabricante do sensor (
link ).
O ponto aqui é bastante simples. A resistência do shunt interno do ACS712 é de 1,2 mOhm. É proposto em uma placa de circuito impresso na forma de um condutor da forma desejada fazer um segundo desvio, aumentando assim o limite de corrente pela metade (até 200A), o que permitirá que o disjuntor opere muito mais rapidamente.
As dimensões dessa derivação de corrente em uma placa de circuito impresso são mostradas abaixo:
É assim que parece ao vivo:
Quero observar que este sensor é destinado apenas para medir o consumo atual da carga, a fim de avaliar a carga do no-break e desligá-lo automaticamente quando o limite especificado for excedido. Por exemplo, um no-break de 600 W pode produzir no máximo 3A. Caso a carga comece a consumir 4A ou mais por algum tempo (por exemplo, cerca de 2 segundos), simplesmente a desconectamos. O disjuntor protege contra curto-circuito durante a operação da rede. Porém, no modo de operação do inversor, a proteção é organizada eletronicamente, mas usando outros sensores. Isso será discutido um pouco mais tarde ao considerar a operação do próprio inversor.