A mindennapi életünk során különböző célokra fogyasztunk elektromos energiát, például elektromos készülékek, kütyük, eszközök, gépek stb. Ezért elengedhetetlen mérni az áramszámlák előállításához felhasznált energia mennyiségét, amelyet általában energiamérők végeznek. Általánosságban elmondható, hogy a váltakozó áram teljesítményét különféle technikákkal mérik, ebben a cikkben tárgyaljuk az AC teljesítménymérő használatát PIC mikrokontroller .
Mi az a váltakozó áram mérése?
Az elektromos teljesítmény lehet váltakozó áramú vagy egyenáramú, az energia mérésére szolgál a teljesítmény mérése. Különböző típusú fogyasztásmérők léteznek, amelyeket digitális energiamérőknek, elektronikus wattmérő , háromfázisú energiamérő, egyfázisú energiamérő, váltóáramú teljesítménymérő stb.
Az AC teljesítményt a terhelés RMS feszültségértékének, a terhelés RMS áramának és a terhelés teljesítménytényezőjének szorzata adja. Ez az alábbi egyenletben bemutatott módon ábrázolható.
Most az AC teljesítménymérés meghatározható a feszültség méréseként, az áram méréseként és a teljesítmény tényező méréseként. Tehát az áramfogyasztás PIC mikrokontrollerrel történő méréséhez elengedhetetlen a feszültség mérése PIC mikrokontrollerrel, az áram mérése PIC mikrokontrollerrel és mérje meg a teljesítménytényezőt PIC mikrovezérlő használatával.
AC feszültség mérése PIC mikrokontrollerrel
A mikrovezérlők általában 5 V-nál kisebb vagy egyenlő feszültségű munkára működtek és gyártottak. Tehát nem lehet közvetlenül mérni a 230 V-nál nagyobb váltakozó feszültséget azáltal, hogy magas bemeneti feszültséget adunk a mikrovezérlőknek, amelyek átmeneti vagy maradandó károsodást okozhatnak a mikrovezérlőkben.
AC feszültség mérése PIC mikrokontrollerrel
Ezért a mikrovezérlők használatával a feszültség méréséhez le kell állítani a nagyfeszültségű 230 V és 5 V közötti feszültséget. A váltakozó feszültség mérése PIC mikrovezérlő segítségével a különbség erősítő vagy potenciális transzformátor. A különbségerősítőt vagy potenciális transzformátort a feszültség csökkentésére használják, majd egy analóg-digitális átalakító vagy egyenirányító segítségével a feszültség leolvasása megjelenik az LCD kijelzőn.
AC áram mérése PIC mikrokontrollerrel
AC áram mérése PIC mikrokontrollerrel
A PIC mikrovezérlő használható AC áram mérésére differenciálerősítő, söntellenállás és analóg-digitális átalakító . A söntellenállásokat átalakítóként használják az áram feszültséggé történő átalakításához, mivel a mikrovezérlők közvetlenül nem tudják leolvasni az áramot. Így a söntellenálláson átmenő feszültséget meg lehet mérni PIC mikrovezérlővel, amelyet Ohm törvénye alapján ismét áramokká alakítunk át. Így a mért váltóáram megjelenik az LCD kijelzőn.
Teljesítménytényező mérése PIC mikrokontrollerrel
Az induktor és a kondenzátor lemaradást és vezető teljesítménytényezőt okoz, az áram némi szöggel elmarad a feszültségtől, és az áram vezető feszültsége bizonyos szöggel. Így a teljesítménytényező meghatározható az áram és a feszültség közötti szög koszinuszaként, és így adható meg
A teljesítménytényező PIC mikrovezérlővel történő méréséhez a feszültség és az áram közötti időbeli különbséget nulla-kereszteződés detektálás segítségével határozzuk meg egy mikrokontroller külső megszakítócsapjának segítségével. A megszakítást akkor generálja, amikor a feszültség hullámalakjának nulla kereszteződése észlelhető, és a mikrovezérlő belső időzítőjét használják az idő mérésére. Hasonlóképpen, amikor az aktuális hullámforma megszakítás keletkezik, az időzítő leállítja a számolást, és így kiszámítja az időbeli különbséget.
Ez a folyamat többször megismétlődött (mondjuk 20-30), és a jobb eredmények érdekében az átlagot vesszük. Ezért az időbeli különbséget a feszültség és az áram közötti fázisszög-különbség meghatározására használják. Így a teljesítménytényező kiszámolható egy PIC mikrokontroller segítségével.
Most, a fenti teljesítményegyenletben a feszültség, az áram, a teljesítménytényező értékeinek behelyettesítésével mérhetjük az AC teljesítményt. A teljesítménytényező mérésére használt mérőt teljesítménytényező-mérőnek nevezhetjük.
Napenergia-mérőrendszer RF-n keresztül továbbítva PIC mikrokontrollerrel
Napenergia-mérőrendszer RF-n keresztül továbbítva PIC mikrokontrollerrel
A projekt fő célja: napenergia mérése több érzékelő adatgyűjtése. A projekt során egy napelemet alkalmaznak, amely a napfénynek megfelelően változtatja az irányát. A napelem paramétereit, például a fény intenzitását, a hőmérsékletet, a feszültséget és az áramot figyelik, és RF-n keresztül PC-re is elküldik.
Napenergia-mérőrendszer RF-n keresztül továbbítva PIC mikrovezérlő Projektblokk-diagram segítségével
A fenti ábrán látható projekt blokkdiagram különféle blokkokból áll, beleértve a napelemet, hőmérséklet szenzor, fényérzékelő, feszültségérzékelő és áramérzékelő kapcsolódik a PIC mikrovezérlőhöz. Az érzékelőket a hőmérséklet, a fény, a feszültség és az áram mérésére használják, és az RF segítségével elküldik a számítógépre, ugyanazok az adatok jelennek meg az LCD kijelzőn.
Napenergia-mérőrendszer RF-n keresztül továbbítva PIC mikrokontroller blokkdiagrammal
Tápegység, RF adó-vevő, PC, max232, 555 óra , és a hangjelző blokkokat a fenti blokkdiagram szerint mutatjuk be. A napenergia mérése olyan tényezők mérésével érhető el, mint a hőmérséklet és a fényintenzitás, amelyek befolyásolják az energiatermelést.
Különféle típusú mérők léteznek, amelyek magukban foglalják a teljesítménytényező-mérőt, a digitális energiamérőt, az elektronikus energiamérőt, a háromfázisú teljesítménymérést, energiamérő leolvasása az interneten keresztül, előre fizetett energiamérő GSM interfésszel, programozható energiamérő az elektromos terhelés felméréséhez.
Érdekel a tervezés elektronikai projektek a PIC mikrovezérlő használatával? Ezután tegye fel kérdéseit vagy ötleteit az alábbi megjegyzések részben, hogy technikai segítséget nyújtson a projekt megoldásaival kapcsolatban.
