V našem každodenním životě spotřebováváme elektrickou energii pro různé účely, například pro napájení elektrických spotřebičů, gadgetů, zařízení, strojů atd. Je tedy nezbytné měřit množství energie spotřebované k výrobě účtů za elektřinu, které obvykle provádějí měřiče energie. Obecně se střídavý výkon měří pomocí různých technik, zde v tomto článku pojďme diskutovat o použití měřiče střídavého výkonu PIC mikrokontrolér .
Co je měření střídavého proudu?
Elektrická energie může být střídavá nebo stejnosměrná, pro měření výkonu se používá měřič energie. Existují různé typy měřičů energie, které se klasifikují jako digitální měřič energie, elektronický měřič energie, wattmetr , třífázový měřič energie, jednofázový měřič energie, měřič střídavého napájení atd.
Střídavý proud je dán součinem hodnoty RMS napětí napříč zátěží, RMS proudu napříč zátěží a účiníku zátěže. To lze znázornit, jak je znázorněno v níže uvedené rovnici.
Nyní lze měření střídavého výkonu definovat jako měření napětí, měření proudu a měření účiníku. Pro měření spotřeby energie pomocí mikrokontroléru PIC je tedy nezbytné měřit napětí pomocí mikrokontroléru PIC, měřit proud pomocí mikrokontroléru PIC a změřit účiník pomocí mikrokontroléru PIC.
Měření střídavého napětí pomocí mikrokontroléru PIC
Mikrokontroléry obecně fungovaly a byly vyrobeny tak, aby pracovaly s napětím menším nebo rovným 5 V. Není tedy možné přímo měřit střídavé napětí větší než 230 V poskytováním vysokých vstupních napětí mikrokontrolérům, což může způsobit dočasné nebo trvalé poškození mikrokontrolérů.
Měření střídavého napětí pomocí mikrokontroléru PIC
Proto je nutné snížit vysoké střídavé napětí kolem 230 V až 5 V pro měření napětí pomocí mikrokontrolérů. Měření střídavého napětí pomocí mikrokontroléru PIC lze provádět pomocí a rozdílový zesilovač nebo potenciální transformátor. Diferenční zesilovač nebo potenciální transformátor se používá ke snižování napětí a poté pomocí analogově-digitálního převodníku nebo usměrňovače se na LCD displeji zobrazí odečet napětí.
Měření střídavého proudu pomocí mikrokontroléru PIC
Měření střídavého proudu pomocí mikrokontroléru PIC
Mikrokontrolér PIC lze použít k měření střídavého proudu pomocí diferenčního zesilovače, bočního odporu a analogově-digitální převodník . Bočníkové odpory se používají jako převodníky pro převod proudu na napětí, protože mikrokontroléry přímo nemohou číst proud. Napětí na bočním rezistoru lze tedy měřit pomocí mikrokontroléru PIC, který se pomocí Ohmova zákona opět převádí na proud. Na LCD displeji se tedy zobrazí změřený střídavý proud.
Měření účiníku pomocí mikrokontroléru PIC
Induktor a kondenzátor způsobují zpoždění a přední výkonový faktor, proud zpožďuje napětí o nějaký úhel a proud vede napětí o nějaký úhel. Účinník tedy lze definovat jako kosinus úhlu mezi proudem a napětím a udává se jako
Pro měření účiníku pomocí mikrokontroléru PIC se časový rozdíl mezi napětím a proudem stanoví pomocí detekce křížení nuly pomocí kolíku externího přerušení mikrokontroléru. Přerušení je generováno vždy, když je detekováno překročení nulové křivky napětí a pro měření času je použit interní časovač mikrokontroléru. Podobně, kdykoli je generováno přerušení aktuálního průběhu, pak časovač zastaví počítání a tak se vypočítá časový rozdíl.
Tento proces se opakuje několikrát (například 20 až 30) a pro lepší výsledky se použije průměrná hodnota. Proto se časový rozdíl používá k určení rozdílu fázového úhlu mezi napětím a proudem. Účinník lze tedy vypočítat pomocí mikrokontroléru PIC.
Nyní nahrazením hodnot napětí, proudu a účiníku ve výše uvedené výkonové rovnici můžeme měřit střídavý výkon. Měřič používaný k měření účiníku lze nazvat jako měřič účiníku.
Systém měření sluneční energie přenášený přes RF pomocí mikrokontroléru PIC
Systém měření sluneční energie přenášený přes RF pomocí mikrokontroléru PIC
Hlavním cílem tohoto projektu je měření sluneční energie pomocí vícenásobného získávání dat ze senzorů. Projekt využívá solární panel, který mění svůj směr podle slunečního světla. Monitorují se parametry solárního panelu, jako je intenzita světla, teplota, napětí a proud, a také se odesílají do PC pomocí RF.
Systém měření sluneční energie přenášený přes RF pomocí blokového diagramu projektu mikrokontroléru PIC
Blokové schéma projektu zobrazené na výše uvedeném obrázku sestává z různých bloků, včetně solárního panelu, teplotní senzor, světelný senzor, napěťový senzor a proudový senzor propojen s mikrokontrolérem PIC. Senzory se používají k měření teploty, světla, napětí a proudu a odesílají se do počítače pomocí RF, stejná data se zobrazují na LCD displeji.
Systém měření sluneční energie přenášený přes RF pomocí blokového diagramu mikrokontroléru PIC
Blok napájení, RF vysílač, PC, max232, 555 hodin a bloky bzučáku jsou připojeny, jak je znázorněno ve výše uvedeném blokovém schématu. Měření sluneční energie lze dosáhnout měřením faktorů, jako je teplota a intenzita světla, které ovlivňují výrobu energie.
Existují různé typy měřičů, které zahrnují měřič účiníku, digitální měřič energie, elektronický měřič energie, třífázové měření výkonu, odečet měřiče energie přes internet, předplacený měřič energie s GSM rozhraním, programovatelný měřič energie pro průzkum elektrické zátěže.
Máte zájem o návrh projekty elektroniky pomocí mikrokontroléru PIC? Poté pošlete své dotazy nebo nápady v sekci komentářů níže, kde získáte technickou pomoc týkající se řešení projektu.
