W naszym codziennym życiu zużywamy energię elektryczną do różnych celów, takich jak zasilanie urządzeń elektrycznych, gadżetów, urządzeń, maszyn i tak dalej. Dlatego konieczne jest zmierzenie ilości energii zużytej do wygenerowania rachunków za energię elektryczną, które zwykle są rozliczane przez liczniki energii. Ogólnie rzecz biorąc, moc AC jest mierzona za pomocą różnych technik, w tym artykule omówimy użycie miernika pomiaru mocy AC Mikrokontroler PIC .
Co to jest pomiar mocy AC?
Moc elektryczna może być prądem przemiennym lub stałym, miernik energii służy do pomiaru mocy. Istnieją różne rodzaje liczników energii, które są klasyfikowane jako cyfrowy licznik energii, elektroniczny licznik energii, watomierz , trójfazowy licznik energii, jednofazowy licznik energii, miernik pomiaru mocy AC i tak dalej.
Moc AC jest iloczynem wartości RMS napięcia na obciążeniu, prądu RMS na obciążeniu i współczynnika mocy obciążenia. Można to przedstawić w sposób pokazany w poniższym równaniu.
Teraz pomiar mocy AC można zdefiniować jako pomiar napięcia, pomiaru prądu i pomiaru współczynnika mocy. Tak więc, aby zmierzyć zużycie energii za pomocą mikrokontrolera PIC, konieczne jest zmierzenie napięcia za pomocą mikrokontrolera PIC, pomiar prądu za pomocą mikrokontrolera PIC i zmierzyć współczynnik mocy za pomocą mikrokontrolera PIC.
Pomiar napięcia AC za pomocą mikrokontrolera PIC
Mikrokontrolery generalnie działają i są produkowane do pracy z napięciem znamionowym mniejszym lub równym 5 V. Nie jest więc możliwy bezpośredni pomiar napięcia zmiennego większego niż 230 V poprzez podanie wysokich napięć wejściowych do mikrokontrolerów, które mogą spowodować tymczasowe lub trwałe uszkodzenie mikrokontrolerów.
Pomiar napięcia AC za pomocą mikrokontrolera PIC
W związku z tym wymagane jest obniżenie wysokiego napięcia AC z około 230 V do 5 V w celu pomiaru napięcia za pomocą mikrokontrolerów. Pomiar napięcia AC za pomocą mikrokontrolera PIC można wykonać za pomocą wzmacniacz różnicowy lub potencjalny transformator. Wzmacniacz różnicowy lub transformator potencjału służy do obniżania napięcia, a następnie za pomocą przetwornika analogowo-cyfrowego lub prostownika odczyt napięcia jest wyświetlany na wyświetlaczu LCD.
Pomiar prądu AC za pomocą mikrokontrolera PIC
Pomiar prądu AC za pomocą mikrokontrolera PIC
Mikrokontroler PIC może być używany do pomiaru prądu przemiennego za pomocą wzmacniacza różnicowego, rezystora bocznikowego i Analogowy do cyfrowego konwertera . Rezystory bocznikowe są używane jako przetworniki do przetwarzania prądu na napięcie, ponieważ mikrokontrolery bezpośrednio nie mogą odczytywać prądu. Zatem napięcie na rezystorze bocznikowym można zmierzyć za pomocą mikrokontrolera PIC, który jest ponownie przetwarzany na prąd zgodnie z prawem Ohma. W ten sposób zmierzony prąd AC jest wyświetlany na wyświetlaczu LCD.
Pomiar współczynnika mocy za pomocą mikrokontrolera PIC
Cewka indukcyjna i kondensator powodują opóźnienie i wiodący współczynnik mocy, prąd opóźnia napięcie o pewien kąt i napięcie przewodów prądowych odpowiednio o pewien kąt. Zatem współczynnik mocy można zdefiniować jako cosinus kąta między prądem a napięciem i jest podawany jako
Aby zmierzyć współczynnik mocy za pomocą mikrokontrolera PIC, różnicę czasu między napięciem a prądem określa się za pomocą wykrywania przejścia przez zero za pomocą zewnętrznego pinu przerywającego mikrokontrolera. Przerwanie jest generowane za każdym razem, gdy wykryte zostanie przejście przez zero przebiegu napięcia, a do pomiaru czasu zostanie użyty wewnętrzny zegar mikrokontrolera. Podobnie, za każdym razem, gdy generowane jest przerwanie przebiegu prądu, licznik czasu przestaje zliczać iw ten sposób obliczana jest różnica czasu.
Ten proces powtarza się kilka razy (powiedzmy 20 do 30), a dla uzyskania lepszych wyników przyjmuje się średnią wartość. W związku z tym różnica czasu jest używana do określenia różnicy kąta fazowego między napięciem a prądem. W ten sposób współczynnik mocy można obliczyć za pomocą mikrokontrolera PIC.
Teraz, podstawiając wartości napięcia, prądu, współczynnika mocy w powyższym równaniu mocy, możemy zmierzyć moc prądu przemiennego. Miernik używany do pomiaru współczynnika mocy można nazwać miernikiem współczynnika mocy.
System pomiaru energii słonecznej przesyłany za pomocą fal radiowych za pomocą mikrokontrolera PIC
System pomiaru energii słonecznej przesyłany za pomocą fal radiowych za pomocą mikrokontrolera PIC
Głównym celem tego projektu jest pomiar energii słonecznej przy użyciu wielu akwizycji danych z czujników. W projekcie wykorzystano panel słoneczny, który zmienia kierunek pod wpływem światła słonecznego. Parametry panelu słonecznego, takie jak natężenie światła, temperatura, napięcie i prąd, są monitorowane, a także przesyłane do komputera za pomocą fal radiowych.
System pomiaru energii słonecznej przesyłany przez fale radiowe za pomocą schematu blokowego projektu mikrokontrolera PIC
Schemat blokowy projektu przedstawiony na powyższym rysunku składa się z różnych bloków, w tym panelu słonecznego, czujnik temperatury, czujnik światła, czujnik napięcia i Czujnik prądu połączony z mikrokontrolerem PIC. Czujniki służą do pomiaru temperatury, światła, napięcia i prądu i są przesyłane do komputera za pomocą RF, te same dane są wyświetlane na wyświetlaczu LCD.
System pomiaru energii słonecznej przesyłany przez fale radiowe za pomocą schematu blokowego mikrokontrolera PIC
Blok zasilacza, nadajnik-odbiornik RF, PC, max232, 555 godzin , a bloki brzęczyka są połączone, jak pokazano na powyższym schemacie blokowym. Pomiar energii słonecznej można osiągnąć poprzez pomiar takich czynników, jak temperatura i natężenie światła, które mają wpływ na wytwarzanie energii.
Istnieją różne typy liczników, które obejmują miernik współczynnika mocy, cyfrowy licznik energii, elektroniczny licznik energii, trójfazowy pomiar mocy, odczyt licznika energii przez internet, przedpłacony licznik energii z interfejsem GSM, programowalny licznik energii do pomiaru obciążenia elektrycznego.
Jesteś zainteresowany projektowaniem projekty elektroniczne za pomocą mikrokontrolera PIC? Następnie opublikuj swoje pytania lub pomysły w sekcji komentarzy poniżej, aby uzyskać pomoc techniczną dotyczącą rozwiązań projektowych.
