Вольтметр Переменного Напряжения На Базе Arduino

[axelllerator]

Всем здравствуйте!

Передо мной встала задача получить с помощью ардуины значение напряжения в бытовой сети 220 В. Гугление привело к следующим статьям, в которых описано то устройство, которое мне нужно (не сочтите это за рекламу другого ресурса). В них идентичная схема, просто во второй ссылке картинки и схема разборчивей и понятней выполнена.

http://elwo.ru/publ/...ttiny/9-1-0-417

http://meandr.org/archives/25272

У меня вопрос по этой схеме, а конкретней по части, которая отвечает за блок питания и определение напряжения в сети.

Я правильно понял, что между узлами 1 и 2 будет стабильное постоянное напряжение +5 В? А между узлами 3 и 2 будет постоянное и без пульсаций напряжение, которое будет пропорционально входному переменному?

Вносят ли диоды нелинейность в выходное напряжение, которое идет на аналоговый вход ардуины?

И вообще эта схема рабочая? Может есть другие способы снять напряжение с сети?

Заранее спасибо за помощь и советы!

[Реклама]

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

[Vascom]

Да, всё верно.

Нелинейность конечно вносится диодом VD1, но на входе ардуино сигнал сглаживается конденсатором C2.

Нелинейность - не всегда плохо, часто даже очень хорошо. По определению нелинейность - это такое преобразование исходного сигнала, что в выходном сигнале появляются спектральные составляющие, которых не было в исходном. То есть это единственная возможность получить из синусоиды частоты 50Гц постоянное напряжение (частота 0Гц).

Изменено 9 февраля, 2016 пользователем Vascom

[Реклама]

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

[Yurkin2015]

1. Да, правильно поняли

2. Не вносят, но уменьшают измеряемое напряжение сети на 0.6В, что относительно сетевой амплитуды 310В составляет 0.2% .

3. Схема рабочая.

4. Есть другие способы снять напряжение.

[Реклама]

Выбираем схему BMS для корректной работы литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

 Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ, также как и для других, очень важен контроль процесса заряда и разряда, а специализированных микросхем для этого вида аккумуляторов не так много. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список имеющихся микросхем и возможных решений от разных производителей. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[axelllerator]

Спасибо за ответы!

4. Есть другие способы снять напряжение.

А можете подсказать какие есть еще способы? Мне важно, чтобы способ совмещал простой блок питания на 5 В, был небольшым по размерам и смог запитать саму атмегу328 вместе с несколькими модулями.

[Yurkin2015]

В схеме из поста 1 измеряется среднее напряжение одной полуволны сетевого напряжения, и предполагается, что действующее напряжение 220В пропорционально измеренному среднему. То есть при калибровке можно получить какой-то коэффициент К, потом измерять ардуиной постоянное напряжение на С2 и просто умножать измеренное на этот коэффициент К для получения действующего сетевого напряжения.

Это хорошо только для идеальной синусоиды в сети.

Если синус в розетке искажен и уже не идеальный, то нужен уже другой коэффициент К. Как его получить - хрен знает, это зависит от степени искажения сетевого напряжения.

Поэтому для точных измерений используют способ TrueRMS. Для этого надо выкинуть диод VD1, конденсатор С2 и подавать на вход АЦП полную волну сетевого напряжения, положительную и отрицательную полуволны. Заставить АЦП измерять уже не постоянное, а переменное напряжение по-точечно, допустим 1000 точек на период. Значение каждой точки возводить в квадрат, суммировать все 1000 точек, сумму разделить на 1000 и извлечь квадратный корень.

В таком способе полученное напряжение уже не зависит от искажений синусоиды и равно реальному действующему сетевому напряжению.

[Григорий Т.]

Передо мной встала задача

Сама встала или кто-то поставил?

[axelllerator]

Поэтому для точных измерений используют способ TrueRMS. Для этого надо выкинуть диод VD1, конденсатор С2 и подавать на вход АЦП полную волну сетевого напряжения, положительную и отрицательную полуволны. Заставить АЦП измерять уже не постоянное, а переменное напряжение по-точечно, допустим 1000 точек на период. Значение каждой точки возводить в квадрат, суммировать все 1000 точек, сумму разделить на 1000 и извлечь квадратный корень.

В таком способе полученное напряжение уже не зависит от искажений синусоиды и равно реальному действующему сетевому напряжению.

Хм, понял, через среднеквадратическое значение сделать. А если с помощью диодного моста сделать так, чтоб не было отрицательной полуволны? Атмега328 к сожалению не видит отрицательное напряжение.

Передо мной встала задача

Сама встала или кто-то поставил?

Это часть моего дипломного проекта.

[den2313]

http://arduino.ru/forum/proekty/voltmetr-peremennogo-napryazheniya

[Григорий Т.]

Это часть моего дипломного проекта.

Вот и попросите модератора перенести тему сюда.

[Yurkin2015]

Атмега328 к сожалению не видит отрицательное напряжение.

Да, не видит.

А, и не надо видеть. Обычно для этого вход АЦП сдвигают на середину питания с помощью резисторов, например 2.5В. Тогда положительная полуволна будет пробегать от 2.5В до 5В и обратно до 2.5В, а отрицательная полуволна от 2.5В до нуля и обратно. Таким образом в диапазон 0..5В впишется полный размах измеряемого напряжения.

При вычислениях процессор будет вычитать эти 2.5В из измеренного напряжения. В результате и получатся положительные и отрицательные значения.

[musa56]

Передо мной встала задача получить с помощью ардуины значение напряжения в бытовой сети 220 В.

Если нужно контролировать напряжение именно 220 вольт то заморачиваться нет смысла. Подойдет самая простая схема. Все нелинейности и погрешности схемы на фоне этого напряжения будут незначительными. Если нужно мерить переменное напряжение изменяющееся в широких пределах то придется пошаманить.

Изменено 10 февраля, 2016 пользователем musa56

[axelllerator]

Всем огромное спасибо за помощь! Скорей всего оставлю эту схему, может заморочусь и сделаю так, как советовал Yurkin2015, подниму на 2.5 В синусоиду, что идет на аналоговый вход