I vores daglige liv forbruger vi elektrisk energi til forskellige formål, såsom til at drive elektriske apparater, gadgets, enheder, maskiner osv. Så det er vigtigt at måle den mængde strøm, der forbruges for at generere elregninger, der normalt udføres af energimålere. Generelt måles vekselstrøm ved hjælp af forskellige teknikker. Lad os her i denne artikel diskutere vekselstrømsmåler ved hjælp af PIC-mikrocontroller .
Hvad er vekselstrømsmåling?
Den elektriske effekt kan være vekselstrøm eller jævnstrøm, energimåler bruges til at måle effekt. Der findes forskellige typer energimålere, der er klassificeret som digital energimåler, elektronisk energimåler, wattmeter , trefaset energimåler, enfaset energimåler, vekselstrømsmåler og så videre.
Vekselstrømmen gives af produktet med RMS-spændingsværdi over belastningen, RMS-strøm over belastningen og belastningseffekt. Dette kan repræsenteres som vist i ligningen nedenfor.
Nu kan vekselstrømsmåling defineres som måling af spænding, måling af strøm og måling af effektfaktor. Så for at måle strømforbrug ved hjælp af PIC-mikrocontroller er det vigtigt at måle spænding ved hjælp af PIC-mikrocontroller, måle strøm ved hjælp af PIC-mikrocontroller og måle effektfaktor ved hjælp af PIC-mikrocontroller.
AC-spændingsmåling ved hjælp af PIC-mikrocontroller
Mikrocontrollerne betjenes og fremstilles generelt til at arbejde med spændingsværdier på mindre end eller lig med 5V. Så det er ikke muligt direkte at måle vekselstrøm, der er større end 230V ved at give høje indgangsspændinger til mikrocontrollere, som kan forårsage midlertidig eller permanent skade på mikrokontrollere.
AC-spændingsmåling ved hjælp af PIC-mikrocontroller
Derfor er det nødvendigt at trappe ned den høje vekselstrøm omkring 230V til 5V til måling af spænding ved hjælp af mikrokontroller. AC-spændingsmåling ved hjælp af en PIC-mikrocontroller kan udføres ved hjælp af en forskel forstærker eller potentiel transformer. Differenceforstærkeren eller den potentielle transformer bruges til at nedtrappe spændingen, og ved hjælp af en analog til digital konverter eller ensretter vises spændingsaflæsningen på LCD-displayet.
Vekselstrømsmåling ved hjælp af PIC Microcontroller
Vekselstrømsmåling ved hjælp af PIC Microcontroller
PIC-mikrocontrolleren kan bruges til måling af vekselstrøm ved hjælp af forskelforstærker, shuntmodstand og analog til digital konverter . Shuntmodstande bruges som transducere til konvertering af strøm til spænding, da mikrokontroller direkte ikke kan læse strøm. Således kan spændingen over shuntmodstanden måles ved hjælp af PIC-mikrocontroller, der igen konverteres til strøm ved hjælp af Ohms lov. Den målte vekselstrøm vises således på LCD-displayet.
Effektfaktormåling ved hjælp af PIC Microcontroller
Induktoren og kondensatoren forårsager efterslæbende og førende effektfaktor, strømmen halter spændingen med henholdsvis en vinkel og strømledningen med en eller anden vinkel. Således kan effektfaktoren defineres som cosinus for vinklen mellem strøm og spænding og er angivet som
For at måle effektfaktoren ved hjælp af en PIC-mikrocontroller, bestemmes tidsforskellen mellem spænding og strøm ved hjælp af nulkrydsningsdetektering ved hjælp af en ekstern afbryderstift til mikrocontroller. Afbrydelsen genereres af hver gang spændingsbølgeformens nulkrydsninger detekteres, og mikrocontrollerens interne timer bruges til at måle tid. På samme måde, når den aktuelle bølgeformafbrydelse genereres, stopper timeren med at tælle, og tidsberegningen beregnes således.
Denne proces gentages et antal gange (f.eks. 20 til 30), og gennemsnitsværdien tages for bedre resultater. Derfor bruges tidsforskellen til at bestemme fasevinkelforskellen mellem spænding og strøm. Effektfaktoren kan således beregnes ved hjælp af en PIC-mikrocontroller.
Nu ved at erstatte værdierne af spænding, strøm, effektfaktor i ovenstående effektligning kan vi måle vekselstrøm. Måleren, der bruges til måling af effektfaktor, kan kaldes som effektfaktormåler.
Solenergimålesystem transporteret over RF ved hjælp af en PIC-mikrocontroller
Solenergimålesystem transporteret over RF ved hjælp af en PIC-mikrocontroller
Hovedformålet med dette projekt er måling af solenergi ved hjælp af flere sensordataopsamlinger. Projektet bruger et solpanel, der ændrer retning i henhold til sollys. Solcellepanelens parametre såsom lysintensitet, temperatur, spænding og strøm overvåges og sendes også til pc ved hjælp af RF.
Solenergimålesystem transporteret over RF ved hjælp af et PIC-mikrocontroller-projektblokdiagram
Projektblokdiagrammet vist i ovenstående figur består af forskellige blokke, inklusive solpanel, temperatur måler, lyssensor, spændingssensor og nuværende sensor grænseflade til PIC-mikrocontrolleren. Sensorerne bruges til måling af temperatur, lys, spænding og strøm og sendes til pc'en ved hjælp af RF, de samme data vises over LCD-skærmen.
Solenergimålesystem transporteret over RF ved hjælp af et PIC-mikrocontroller-blokdiagram
Strømforsyningsblokken, RF-transceiver, PC, max232, 555 timer , og summerblokke er forbundet som vist i ovenstående blokdiagram. Solenergimålingen kan opnås ved at måle faktorer som temperatur og lysintensitet, der påvirker energiproduktionen.
Der er forskellige typer målere, der inkluderer effektfaktormåler, digital energimåler, elektronisk energimåler, trefaset effektmåling, aflæsning af energimåler over internettet, forudbetalt energimåler med GSM-interface, programmerbar energimåler til undersøgelse af elektrisk belastning.
Er du interesseret i at designe elektronikprojekter bruger du PIC-mikrocontrolleren? Send derefter dine forespørgsler eller ideer i kommentarfeltet nedenfor for teknisk hjælp til projektløsninger.
