Ikdienas dzīvē mēs patērējam elektrisko enerģiju dažādiem mērķiem, piemēram, elektrisko ierīču, sīkrīku, ierīču, mašīnu un tā tālāk darbināšanai. Tāpēc ir svarīgi izmērīt patērētās enerģijas daudzumu, lai izveidotu rēķinus par elektrību, ko parasti veic enerģijas skaitītāji. Kopumā maiņstrāvas jaudu mēra, izmantojot dažādas metodes, šeit šajā rakstā apspriedīsim maiņstrāvas jaudas mērīšanas skaitītāju PIC mikrokontrolleris .
Kas ir maiņstrāvas mērīšana?
Elektriskā jauda var būt maiņstrāva vai līdzstrāvas jauda, enerģijas mērīšanai tiek izmantots enerģijas skaitītājs. Ir dažādi enerģijas skaitītāji, kurus klasificē kā digitālos enerģijas skaitītājus, elektroniskos enerģijas skaitītājus, vatmetrs , trīsfāzu enerģijas skaitītājs, vienfāzes enerģijas skaitītājs, maiņstrāvas jaudas mērīšanas mērītājs utt.
Maiņstrāvas jaudu nosaka RMS sprieguma vērtības slodzē, RMS strāvas slodzē un slodzes jaudas koeficienta reizinājums. To var attēlot, kā parādīts zemāk esošajā vienādojumā.
Tagad maiņstrāvas jaudas mērījumus var definēt kā sprieguma mērījumus, strāvas mērījumus un jaudas koeficienta mērījumus. Tātad, lai izmērītu enerģijas patēriņu, izmantojot PIC mikrokontrolleru, ir svarīgi izmērīt spriegumu, izmantojot PIC mikrokontrolleru, izmērīt strāvu, izmantojot PIC mikrokontrolleru, un izmērīt jaudas koeficientu izmantojot PIC mikrokontrolleru.
Maiņstrāvas sprieguma mērīšana, izmantojot PIC mikrokontrolleru
Mikrokontrolleri parasti darbojās un tika ražoti darbam ar spriegumu, kas mazāks vai vienāds ar 5 V. Tātad nav iespējams tieši izmērīt maiņstrāvas spriegumu, kas lielāks par 230 V, piešķirot mikrokontrolleriem lielu ieejas spriegumu, kas var izraisīt īslaicīgus vai neatgriezeniskus mikrokontrolleru bojājumus.
Maiņstrāvas sprieguma mērīšana, izmantojot PIC mikrokontrolleru
Tādējādi sprieguma mērīšanai, izmantojot mikrokontrollerus, ir jāpārtrauc augsts maiņstrāvas spriegums ap 230 V līdz 5 V. Maiņstrāvas sprieguma mērīšanu, izmantojot PIC mikrokontrolleru, var veikt, izmantojot a atšķirības pastiprinātājs vai potenciālais transformators. Atšķirības pastiprinātāju vai potenciālo transformatoru izmanto, lai pazeminātu spriegumu, un pēc tam, izmantojot analogo uz ciparu pārveidotāju vai taisngriezi, sprieguma rādījums tiek parādīts LCD displejā.
Maiņstrāvas mērīšana, izmantojot PIC mikrokontrolleru
Maiņstrāvas mērīšana, izmantojot PIC mikrokontrolleru
PIC mikrokontrolleru var izmantot maiņstrāvas mērīšanai ar atšķirības pastiprinātāja, šunta rezistora un analogais ciparu pārveidotājs . Šunta rezistori tiek izmantoti kā pārveidotāji strāvas pārveidošanai spriegumā, jo mikrokontrolleri tieši nespēj nolasīt strāvu. Tādējādi spriegumu šunta rezistorā var izmērīt, izmantojot PIC mikrokontrolleru, kas atkal tiek pārveidots par strāvu, izmantojot Ohma likumu. Tādējādi izmērītā maiņstrāva tiek parādīta LCD displejā.
Jaudas koeficienta mērīšana, izmantojot PIC mikrokontrolleru
Induktors un kondensators izraisa atpaliekošu un vadošu jaudas koeficientu, strāva atpaliek no sprieguma par kādu leņķi un strāvas noved spriegumu par kādu leņķi. Tādējādi jaudas koeficientu var definēt kā leņķa kosinusu starp strāvu un spriegumu, un to norāda kā
Lai mērītu jaudas koeficientu, izmantojot PIC mikrokontrolleru, laika starpību starp spriegumu un strāvu nosaka, izmantojot nulles šķērsošanas noteikšanu ar mikrokontrollera ārējā pārtraukuma tapas palīdzību. Pārtraukumu rada ikreiz, kad tiek konstatēti sprieguma viļņu nulles krustojumi un laika mērīšanai tiek izmantots mikrokontrollera iekšējais taimeris. Līdzīgi, kad tiek ģenerēts pašreizējais viļņu formas pārtraukums, taimeris pārtrauc skaitīšanu un tādējādi tiek aprēķināta laika starpība.
Šis process atkārtojās vairākas reizes (teiksim, no 20 līdz 30), un, lai iegūtu labākus rezultātus, tiek ņemta vidējā vērtība. Tādējādi laika starpību izmanto, lai noteiktu fāzes leņķa starpību starp spriegumu un strāvu. Tādējādi jaudas koeficientu var aprēķināt, izmantojot PIC mikrokontrolleru.
Tagad, aizstājot sprieguma, strāvas, jaudas koeficienta vērtības iepriekš minētajā jaudas vienādojumā, mēs varam izmērīt maiņstrāvas jaudu. Skaitītāju, ko izmanto jaudas koeficienta mērīšanai, var saukt par jaudas koeficienta mērītāju.
Saules enerģijas mērīšanas sistēma Pārraide pa RF, izmantojot PIC mikrokontrolleru
Saules enerģijas mērīšanas sistēma Pārraide pa RF, izmantojot PIC mikrokontrolleru
Šī projekta galvenais mērķis ir: saules enerģijas mērīšana izmantojot vairākas sensora datu iegūšanas. Projektā tiek izmantots saules panelis, kas maina virzienu atbilstoši saules gaismai. Tiek kontrolēti saules paneļa parametri, piemēram, gaismas intensitāte, temperatūra, spriegums un strāva, un tie tiek nosūtīti arī uz datoru, izmantojot RF.
Saules enerģijas mērīšanas sistēma, kas tiek pārsūtīta pa RF, izmantojot PIC mikrokontrollera projekta blokshēmu
Iepriekšējā attēlā redzamā projekta blokshēma sastāv no dažādiem blokiem, ieskaitot saules paneli, temperatūras sensors, gaismas sensors, sprieguma sensors un strāvas sensors mijiedarbojas ar PIC mikrokontrolleru. Sensori tiek izmantoti temperatūras, gaismas, sprieguma un strāvas mērīšanai un tiek nosūtīti uz datoru, izmantojot RF, tie paši dati tiek parādīti LCD displejā.
Saules enerģijas mērīšanas sistēma, kas tiek pārsūtīta pa RF, izmantojot PIC mikrokontrollera bloku diagrammu
Barošanas bloks, RF uztvērējs, PC, max232, 555 stundas , un skaņas signālu bloki ir savienoti, kā parādīts iepriekšējā blokshēmā. Saules enerģijas mērījumus var sasniegt, mērot tādus faktorus kā temperatūra un gaismas intensitāte, kas ietekmē enerģijas ražošanu.
Ir dažāda veida skaitītāji, kas ietver jaudas koeficienta skaitītāju, digitālo enerģijas skaitītāju, elektronisko enerģijas skaitītāju, trīsfāžu jaudas mērīšanu, enerģijas skaitītāja rādījums internetā priekšapmaksas enerģijas skaitītājs ar GSM saskarni, programmējams enerģijas skaitītājs elektriskās slodzes mērīšanai.
Vai jūs interesē projektēšana elektronikas projekti izmantojot PIC mikrokontrolleru? Pēc tam ievietojiet jautājumus vai idejas zemāk esošajā komentāru sadaļā, lai saņemtu tehnisku palīdzību attiecībā uz projekta risinājumiem.
