Как стать автором
Обновить

Комментарии 30

Статья хорошая, много букв. Физика таки существует. А для практического применения не проще PZEM-004 за $5? Или уже с показометрами за $10-15. Подключаете его к wifi/zigbee/rs485 - и передаете данные куда нужно.

Интереса ради попробовал найти PZEM-004 за 5$. И не нашел (буду блгд за ссылку), везде /внезапно!/ фиксированная цена доставки в 5+$. Т.е. выходит скорее так:

А для практического применения не проще PZEM-004 за $10+?

Да, не обратил внимания. Я летом покупал еще с бесплатной доставкой, 3 шт (для трех фаз) за 15 с копейками.

На ebay доставка дешевле, но все равно психологический барьер в 5$ нарушается :(

Попадалось, что у него с зазорами между развязанными частями не всё хорошо. Для 240 В ном. — сыкотно.

Абсолютно не нужные нереальные усложнения.

Выход с ТТ надо подключить на резистор, а напряжение с него, через фильтр, подать на АЦП микроконтроллера. Схема из трех деталей.

Резистором и подбираем "коэффициент усиления", чтобы попасть в рабочий диапазон АЦП.

Дальше в контроллере уже вычисляем хоть среднеквадратичное, хоть RMS, да что угодно.

А если нужен просто показометр, то можно обойтись и просто мостом с измерительной головкой используя "лайфхак" - установку шунта после моста, что вполне нивилирует в разумных пределах нелинейность диодов.

Вообще не понимаю смысла всей этой схемы. ТТ можно подключить в виртуальную среднюю точку (выводится из АЦП средствами МК или делается самостоятельно) и оцифровывать сигнал и дальше его уже обрабатывать в цифре.

Без всяких отрицательных напряжений и питальников для всего этого.

Калибровка одна - на погрешность резисторов и АЦП. Если взять прецизионную опору и резисторы 0,1% то калибровку можно исключить вообще.

Я делал несколько устройств на ТТ, если ток переменный, то это один из самых простых, точных и удобных способов измерения.

Вполне толковая рекомендация, кстати. И результат будет заведомо корректней (особенно, если АЦП грамотно включать, по правилам). Но я реализовал для тех, кому в цифре ковыряться больше ломает, чем спаять схемку на одном корпусе (иначе зачем бы стал выдумывать всякие перекошенные питания). А там времена считать надо, массивы обрабатывать, интегралы от квадрата и всякое такое прочее.

И где бы мы такую КПВ тогда увидели и упоминание 741 ?:)
ps перекошенное питание тоже недавно делал для ОУ шунта, совсем немного в минус надо было что бы измерять зарядку аккума, а вот разряд - по полной.

Вот и выросло поколение, которое вместо того, чтобы засунуть микроконтроллер - городят сложные аналоговые схемы! :)

Хахаха, но ведь по сути так и есть)

Я больше всего жалею что Cypres'овские микроконтроллеры с ПЛИС так и не стали массовыми. Там схему, которую в обычный МК не затащишь, в ПЛИСе можно реализовать. Довольно крутые штуки делал, причем 99% времени можно было мышкой накликать все.

Опечатка! Не "выросло", а "состарилось".

Выход с ТТ надо подключить на резистор, а напряжение с него, через фильтр, подать на АЦП микроконтроллера.
Там еще полезно привязать начало выборок к переходу напряжения сети через ноль — значения за период будут гораздо стабильней.
Вы ребята, какие-то простые очень. Подключив источник симметричного переменного тока к фильтру без выпрямителя, вы получите голый ноль на выходе. Что тут не так?

Если сделать буфер побольше и так, чтобы ни один отсчет не потерялся - это не будет иметь значения. Важнее побольше отсчетов делать (хотя бы 1000 в секунду, чтобы до 10й гармоники) чтобы корректно реактивка считалась.

Если вам нужны значения за каждый период (50 раз в секунду), то здесь уже кажется что вы строите электростанцию или электросчетчик. Там все посложнее, но это и не любительская тема.

да я про фильтр. Остальное и так понятно.
Если вам нужны значения за каждый период (50 раз в секунду), то здесь уже кажется что вы строите электростанцию или электросчетчик.
Так оно так и было: хотел сначала сделать простой девайс для контроля потребляемого от сети тока, затем потребовалось и напряжение, а потом, естественно было подсчитать и мощность, да поточнее. С другой стороны, какой бы дикий ужас теперь не творился в сети как по току, так и по напряжению, показания хорошо коррелируют с TrueRMS ваттметром.

Ну круто... наверное. Не знаю. Если на это было потрачено не больше одного дня, конечно.

Счетчики я тоже делал. Для них есть специализированные микросхемы, которые все что нужно делают из коробки.

Смысла делать самому да еще и единичный образец нет никакого. Можно просто счетчик с интерфейсом купить.

Ну и немного комментариев по сути статьи, с конца:
1. Формирователь виртуальной земли имеет "ступеньку" (выходные транзисторы без смещения) и при малом токе через вывод виртуальной земли имеет шансы возбудиться. Тем более, что на выходе — ёмкость. По факту — ток виртуальной земли именно мал.
Например, на самых богатых землями схемах "два" и "три" — по 4 соединения на землю. Бюджет токов (не считая утечки конденсаторов и ток потребления "выходного вольтметра") для "три" — порядка 400 мкА через R2 и 1,6 мА через R3 при токе нагрузки 27 А и некие несущественные входные токи ОУ (не более 100 мкА на неинвертирующий вход DA1.1 и столько же, при отрицательных полуволнах на входе схемы, на неинвертирующий вход DA1.2). С такими токами — справится и сам ОУ формирователя виртуальной земли, без умощнения. Несмотря на то, ...


2.… что у полимерных конденсаторов совершенно дикие утечки — от сотен мкА до единиц мА. С одной стороны — можно съэкономить на разрядном резисторе. С другой — 100 мкА на 220 мкФ за 20 мс могут дать довольно заметные 9 мВ. Особенно в схеме "два" — с усилителем после интегратора.


Интегрирующий электролит C3… лучше танталовый или полимерный .....

Да и у диодов Шоттки — не всё гладко с утечкой при повышении температуры. Какой-нибудь BAT54 может "накапать" ещё сотню мкА при +125 °С, хотя это вряд ли относится к устройству "для дома, для семьи".


Мост на схеме собран на основе диодов Шоттки BAT41… с по возможности минимальным обратным током (единицы микроампер и менее).

3. В идеале — трансформатор тока должен работать на К.З., например — на преобразователь тока в напряжение на ОУ в инвертирующем включении. Паспорт датчика не читал, но опасаюсь, что 1,76 В на выходе при нагрузке в 27 А — могут заметно увеличить нелинейность датчика в области больших токов.


… при номинальной нагрузке 33 Ом на выходе получается примерно 60-65 милливольт на ампер проходящего тока, с довольно приличной линейностью.

Не вычёркивать же, раз написал.

P.S. Интересный теоретический вопрос… если считать, что все каскады усиления напряжения ОУ питаются генераторами тока, то можно ожидать что КОИП мало зависит от разности напряжений положительного и отрицательного питания. При условии соблюдения условия на допустимое входное синфазное напряжение.


Добавьте сюда сниженное подавление влияния нестабильности напряжений питания на выходной сигнал вследствие введенного нами перекоса [напряжений положительного и отрицательного питания].

Может этот КОИП (PSRR) более относится к уровням переменного напряжения (шумы), наложенного на постоянные уровни питания, чем к самим постоянным уровням?
С третьей стороны — эффект Эрли никто не отменил… Что-то "Остапа понесло", прекращу-ка я "дозволенные речи".

Спасибо, все замечания по делу. Но рекомендации про параллельный стабилизатор, в частности, даны по практическому опыту: работает в таких схемах отлично. И ступенька тоже помешать не может, потому что всегда перекос и всегда в одну сторону (вот была бы знакопеременная нагрузка...).
Про линейность датчика сходите по ссылке на документацию: это, в частности, один из аргументов, чтобы не городить свое, а все-таки использовать фирменные.
Вот про полимерные емкости учту, спасибо, надо посмотреть внимательнее…
Про 125 градусов в схеме выпрямления 65 мВ с долями миллиампера нагрузки вы тоже загнули, конечно.
… порядка 400 мкА через R2 и 1,6 мА через R3… входные токи ОУ (не более 100 мкА .....)

Ток через R2 — меняет направление каждый полупериод. Ток через R3 — появляется раз в полпериода. Так что нагрузка формирователя виртуальной земли вполне себе знакопеременная.
А про входной ток ОУ — я опечатался, для LM258 это "не более 100 нА".


Про 125 градусов в схеме выпрямления 65 мВ с долями миллиампера нагрузки вы тоже загнули, конечно.

Там уже не всегда 65 мВ. Да и говорю я не о фазе выпрямления (заряда конденсатора), а о фазе хранения.

переменный сигнал с датчика выпрямить, причем не обычным диодом или мостом, на котором все эти 65 милливольт потеряются бесследно, а прецизионным выпрямителем

У вас же трансформатор не напряжения, а тока. Поставьте нагрузочный резистор после моста, и ничего никуда не потеряется.

Автор, позвольте поинтересоваться: с какой целью вы приступили к разработке именно такого измерителя? Поясню, почему я задаю такой вопрос. И для этого предлагаю посмотреть на картинку: https://imgur.com/a/Xh16b0s Если вот этот голубенький ток потребления, очень характерный для импульсника без ККМ, вдруг окажется смещённым к концу полуволны и оттого окажется поразительно похожим на ток какой-нибудь активной нагрузки после тиристорного регулятора мощности, то амперметр (например, средневыпрямленного значения, из дешёвого цифрового тестера) покажет одинаковый ток. Да и амперметр действующего значения покажет одинаковый (но другой, конечно же, чем амперметр средневыпрямленного) ток. Разные, и, что характерно, в обоих случаях — бесполезные показания. Мы-то измеряем потребляемый ток зачастую для оценки потребляемой мощности, и значительно реже — с целью оценить потери в меди. Для второго случая нам, безусловно, будет интересно именно действующее значение тока, а для первого всё-таки надо перемножать и затем интегрировать мгновенные значения тока и напряжения — просто контроллер надо подобрать чуточку побыстрее 328 атмеги, с АЦП поразряднее.

То есть для меня лично ускользает смысл всех последующих движений в схемотехнике. Для бытовой сети, в которой большинство потребителей в доме сейчас имеет импульсный блок питания и, к сожалению, работает без ККМ (о чём свидетельствует форма напряжения на приложенной мной картинке, например) измерение тока становится примерно настолько же бессмысленным, насколько и неточным.

Тоже не понял смысла.
Автор пишет «Представьте себе, что у вас встала задача измерения тока потребления в бытовой сети 220 В, 50 Гц», но не приводит конкретных примеров возникновения такой задачи.
Впрочем, академический интерес тоже может представлять интерес )

Согласен с Вами, что в быту важнее знать потребляемую мощность, ведь именно за нее мы платим. А для этого достаточно цифрового электросчетчика в щитке.
Кстати, с недавнего времени Мосэнергосбыт устанавливает их бесплатно, во всяком случае по окончании поверочного интервала.
katzen, вы, конечно, правы. Но я не разрабатывал какой-то супер-пупер точный измеритель, иначе бы я пошел, конечно, цифровым путем. Меня изначально заинтересовало — а имеются ли готовые простые решения на основе трансформаторных датчиков? По идее должны бы, поскольку тема классическая, обсосанная еще в середине прошлого века (когда, конечно, импульсных потребителей было куда меньше). Но к своему удивлению, я таких решений обнаружил всего пару штук и абсоютно безграмотно реализованных. О чем и честно написал «что и явилось причиной для написания этой статьи», вы не обратили внимания.

Второй, более существенный момент: вы, кажется, не очень понимаете смысла термина «действующее значение». Потому что, какие бы там всплески-отклонения ни были, «амперметр действующего значения» обязательно выдаст правильные показания. Например, упомянутая мной в начале головка электромагнитной системы именно и производит корректную операцию вычисления среднеквадратического значения, даром, что аналоговым способом, а не дискретно-цифровым (потому у нее и шкала такая кривая-косая). Если ваш «амперметр действующего значения» этого не делает, значит он измеряет какой-то другой параметр, а не действующее значение.

на aliexpress трансформаторы тока от $1 (15А) до $10 (200A)....

и там же 3х фазный (до 200А), с RS485 и индикатором (I,U,Pm,Pr и еще 20 показателей) около $80

Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.