Регулятор напряжения и тока на Arduino Pro Mini

формулу и таблицу я выкладывал здесь. в режиме регулятора небольшой коррекцией ТОРmax я добился точного соответствия заданного напряжения и выходного true RMS.m16, 23 Марта 16, 21:37

m16, я подтверждаю, твой алгоритм работает. Я его проверял. Все хорошо до того момента пока синусоида на входе похожа на идеальную синусоиду, для которой у тебя рассчитана таблица. Но как только на входе появляется любого вида искривление синусоиды твоя таблица становится непригодной для расчета - она же у тебя рассчитана для идеального случая.

Чем тебе не нравится реальный замер RMS напряжения на выходе? Чем он хуже твоего замера на входе? Или ты меряешь не RMS?

Добавлено через 2мин.:

Т.е. Мы задаем действующее на ТЭНе, меряем действующее на ТЭНе, и корректируем на разницу фактического и установленного.Zoldrax, 24 Марта 16, 01:26

Вот я о том же. Алгоритм проще не бывает.


Добавлено через 12мин.:

Кстати, у меня замер идет по обеим полуволнам как здесь https://openenergymonitor.org/...c-power-adapter

Коллеги, если вы придете к какому то новому алгоритму, большая просьба описать в ветке, с формулами. Я внесу изменения в скетч.sebra, 24 Марта 16, 19:24

sebra, все что мы обсуждаем имеет смысл только если измеряется неискаженный входной сигнал, а тут, как я понял, используется обычный трансфоматор, который вносит существенные искажения и сдвиг. Сначала нужно перейти на HCPL или резистивный делитель без гальванической развязки, или использовать трансформатор на ферритовом кольце, подключенный к сети через резисторы, чтобы он работал за долго до насыщения сердечника, а резисторы уменьшали добротность, на выходе транс должен быть нагружен на резистор, на котором уже и измеряется напряжение.

Вот я о том же. Алгоритм проще не бывает.vchu, 24 Марта 16, 19:30

vchu, именно. Плюс в том, что мы при этом физически подключены ко входу и можем считать помимо действующего напряжения на ТЭНе еще и действующее напряжение в сети.

Добавлено через 26мин.:

Кстати, у меня замер идет по обеим полуволнам как здесь https://openenergymonitor.org/...c-power-adaptervchu, 24 Марта 16, 19:30

vchu, я считаю, что лучше измерять волны после диодного моста, иначе мы теряем 1 реальный разряд АЦП. Естественно, если падением напряжения на мосте можно пренебречь, т.е. мост должен быть до делителя.

мост должен быть до делителяZoldrax, 24 Марта 16, 21:03

Тут начинается куча геморроя с питанием. Придется ставить честный блок питания с гальванической развязкой.

использовать трансформатор на ферритовом кольцеZoldrax, 24 Марта 16, 21:03

импульсный/высокочастотный трансформатор это тупик.

Чем тебе не нравится реальный замер RMS напряжения на выходе?vchu, 24 Марта 16, 19:30

Как я понял, ты используешь трансформатор для развязки и измерения мгновенных значений выходного напряжения?
Но там совсем не синусоида и трансформатор внесет зверские искажения в форму сигнала. Возможно пропорциональность какая-то и будет, но называть это измерением назвать уже нельзя.

Как я понял, ты используешь трансформатор для развязки и измерения мгновенных значений выходного напряжения?
Но там совсем не синусоида и трансформатор внесет зверские искажения в форму сигнала. Возможно пропорциональность какая-то и будет, но называть это измерением назвать уже нельзя.ys1797, 25 Марта 16, 14:43

ys1797, да я использую трансформатор от старой зарядки.
Про зверские искажения ты погорячился. Кто тебе это сказал? Многое зависит от качества трансформатора. Идеальный случай это трансформатор с обмотками 1:1.
Да, синусоида на выходе трансформатора не гладкая, с искажениями. Но и на входе не идеал. Для нашего случая разница несущественная.
По поводу измерений и сравнений с эталонным вольтметром я уже писал. Разница составляла меньше одного вольта.
В качестве эталонного выступал цифровой осциллограф АСК-2108. Замеры производил как до триака так и после него (резаная синусоида).

Конечно, лучше вместо трансформатора использовать опторазвязку. Здесь об этом уже писали.
Но стоимость моего решения стремится к нулю. В случае с оптопарой не все так красиво.


Добавлено через 5мин.:

vchu, я считаю, что лучше измерять волны после диодного моста,Zoldrax, 24 Марта 16, 21:03

Не знаю не проверял. Я только описал свои результаты.
На мой взгляд нет смысла усложнять схему диодным мостом, если в моей схеме я и так просчитываю обе полуволны синусоиды.


Добавлено через 2мин.:

vchu, именно. Плюс в том, что мы при этом физически подключены ко входу и можем считать помимо действующего напряжения на ТЭНе еще и действующее напряжение в сети.Zoldrax, 24 Марта 16, 21:03

Вот тут я не понял. Зачем тебе знать напряжение сети? Что ты с ним собираешься делать? Для стабилизации мне оно не нужно.


Добавлено через 1дн. 46мин.:

Для тех кто сомневается в возможности замера напряжения после триака через трансформатор выкладываю свои осциллограммы с 50% и 100% открытием. Как видите никаких зверских искажений синусоиды нет. Бояться нечего.

Как видите никаких зверских искажений синусоиды нет.vchu, 25 Марта 16, 18:03

Не вижу. Дифференциальный сигнал хотя бы покажи. А лучше спектр.

Дифференциальный сигнал хотя бы покажи. А лучше спектр.sevpro, 27 Марта 16, 23:27

Если бы я знал какие кнопки нажать.
Покажу, скажи как это сделать и в двух словах объясни почему нельзя рассматривать увиденное как сигнал без искажений.

Коллеги, чуть выше, камрад vchu давал, имхо, интересную ссылку на приблуду с ибея...
Ссылки вставлять не могу, поэтому гляньте его сообщение:

Трансформатор всего лишь передает форму сигнала и довольно точно с измененной амплитудой. Правда, если трансформатор не 1:1, то он тоже вносит искажения, небольшие. Лучший результат дает конечно трансформатор с обмотками 1:1 и с усилителем на выходе. Посмотри мою ссылку ранее и вот это ............vchu, 11 Марта 16, 04:04

Внешне всё красиво - и трансформатор, и lm358, и городить ничего не надо (цена, кстати, тоже приемлема). Теоретически - то, что надо, но терзают сомнения.

Есть кто "из наших", кто использовал этот девайс на практике?

HOMER, зачем тебе эти сложности?
Обычный трансформатор не плохо справляется. Если в схему добавить усилитель как здесь,https://openenergymonitor.org/...ed-voltage-bias вероятно будет лучше.
Весь фокус в трансформаторе. Он должен иметь соотношение обмоток 1:1 и вероятно какой то особый сердечник. Но моем случае, даже зарядка от НОКИА работает удовлетворительно. Форму сигнала я показывал ранее.

Кстати, там стоит вот такой трансформатор.

Кстати, там стоит вот такой трансформатор.vchu, 03 Апр. 16, 09:43

Такой шильд есть на али http://ru.aliexpress.com/...32-12393f7dee26

Такой шильд есть на али http://ru.aliexpress.com/...32-12393f7dee26msg31, 03 Апр. 16, 18:17

Это не гуманно.
Вот такой лучше http://ru.aliexpress.com/...100010.2.reOePg

Или http://ru.aliexpress.com/...100010.2.541Sag

Кстати, вот еще для полноты картины во вложении.

Все хорошо до того момента пока синусоида на входе похожа на идеальную синусоиду, для которой у тебя рассчитана таблицаvchu, 24 Марта 16, 19:30

ты прав , синус сети далёк от идеала а посему таблица вносит свою погрешность в измерения.

Чем тебе не нравится реальный замер RMS напряжения на выходе? Чем он хуже твоего замера на входе? Или ты меряешь не RMS?vchu, 24 Марта 16, 19:30

не то что не нравится , просто такой вариант несколько урезал заложенную концепцию регулятора. но пришлось ей пожертвовать в смысле подрезать.

на этой неделе обкатал новую схему и новый алгоритм.
- напряжение с выхода регулятора через диодный мост и делитель на вход ацп. с трансформатором связываться нет желания.
- таблицу синусов выкинул к едрене фене. написал простенький алгоритм
if U_ctrl = U_rms  TOP_T0 = TOP_T0
if U_ctrl < U_rms  TOP_T0 = TOP_T0 + step_fase
if U_ctrl > U_rms  TOP_T0 = TOP_T0 - step_fase
где U_ctrl - заданное напряжение на нагрузке, U_rms - измеренное напряжение на нагрузке, TOP_T0 - модуль счёта таймера,  step_fase - шаг изменения модуля счёта при рассогласовании.

в результате код уменьшился вдвое и с запасом влезает в тини13 , точность стабилизации значительно лучше. пожалуй на этом остановлюсь.

зачем тебе эти сложности?
Обычный трансформатор не плохо справляется. Если в схему добавить усилитель как здесь, openenergymonitor орг/...ed-voltage-bias вероятно будет лучше.
Весь фокус в трансформаторе. Он должен иметь соотношение обмоток 1:1 и вероятно какой то особый сердечник.vchu, 03 Апр. 16, 16:43

Как, чуть ниже сказал msg31, - это готовый модуль.

Стыдно признаться, но на сегодняшний день пользуюсь "неправильным" методом для регулировки (схема крнтроля напряжения на трансформаторе из темы msg31):
1. ловлю ноль сети
2. жду 5мс, ловлю и измеряю пик синусоиды
3. корректирую мощность в нагрузку (по Брезинхему)

Согласен, минусов много, но метод работает - честный китайский ваттметр говорит, что укладываюсь в мои хотелки (дельта - ватт 30)
Единственное, что не устраивает - нестабильные показания на моменте начальных измерений (минут 5-7). Причину пока не нашёл (осциллографа нет)

- таблицу синусов выкинул к едрене фене. написал простенький алгоритм
 if U_ctrl = U_rms  TOP_T0 = TOP_T0
 if U_ctrl < U_rms  TOP_T0 = TOP_T0 + step_fase
 if U_ctrl > U_rms  TOP_T0 = TOP_T0 - step_fase
 где U_ctrl - заданное напряжение на нагрузке, U_rms - измеренное напряжение на нагрузке, TOP_T0 - модуль счёта таймера,  step_fase - шаг изменения модуля счёта при рассогласовании.m16, 03 Апр. 16, 22:41

Да! так, наверное, лучше всего и можно регулировать с точностью одного шага, а RMS усреднять. Все таки интересно как будет работать этот алгоритм при программном вырезании части синусоиды из входного напряжения. Я, пока, придерживаюсь идеи мерять напряжение на входе (а дальше программно вырезать часть в момент открытого триака). Это позволит в будущем реализовать аддитивный режим. Например, подклюсаем один ТЭН ко входу напрямую(скажем 1 КВт) а второй через триак (тоже 1КВт), задаем, скажем, мощность 1300. Тогда меряя RMS в сети знаем мощность ТЭНа подключенного напрямую и по заданному коэффициенту корректируем мощность ТЭНа на триаке. Это позволит практически не охлаждать триак мощность через него будет около 500 Вт.

Я, пока, придерживаюсь идеи мерять напряжение на входеZoldrax, 04 Апр. 16, 14:15

поверь, пустая трата времени. работать будет - спору нет, но здесь возникает цепочка источников вносящих свою погрешность в измерения: грязный синус сети - таблица привязывающая угол открытия триака к чистому синусу - погрешность ацп.
при измерении rms по выходу остаётся только одна - погрешность ацп, которая мизерна  +  напрочь не нужна  таблица в 442 байта.

поверь, пустая трата времени. работать будет - спору нет, но здесь возникает цепочка источников вносящих свою погрешность в измерения: грязный синус сети - таблица привязывающая угол открытия триака к чистому синусу - погрешность ацп.
при измерении rms по выходу остаётся только одна - погрешность ацп, которая мизерна  +  напрочь не нужна  таблица в 442 байта.m16, 04 Апр. 16, 14:43

Так я про таблицу согласен - не нужна. Все делаем как у тебя только меряем на входе и плюсуем моментальные значения в две переменные. В одну плюсуем все, в другую только когда на управляющем выходе триака открытое состояние. Получаем два честных значения мощности на ТЭН, которым управляем (за исключением падения напряжения на триаке) и на ТЭН, который подключен напрямую в ту же розетку, что и регулятор. Форма синусоиды тут не влияет, так как мы считаем честное среднеквадратичное моментальных напряжений.

на этой неделе обкатал новую схему и новый алгоритм.
- напряжение с выхода регулятора через диодный мост и делитель на вход ацп. с трансформатором связываться нет желания.
m16, 03 Апр. 16, 22:41

- без трансформатора? Без гальванической развязки? Наверное тоже можно, но я уже один комп спалил. С меня хватит.
- а что, диодный мост не вносит искажения? Есть осциллограмма?
Мне все же нравится схема со смещением нуля. Ее кстати, можно и без трансформатора замутить - надо только делитель напряжения пересчитать.

- таблицу синусов выкинул к едрене фене. написал простенький алгоритм
if U_ctrl = U_rms  TOP_T0 = TOP_T0
if U_ctrl < U_rms  TOP_T0 = TOP_T0 + step_fase
if U_ctrl > U_rms  TOP_T0 = TOP_T0 - step_fase
где U_ctrl - заданное напряжение на нагрузке, U_rms - измеренное напряжение на нагрузке, TOP_T0 - модуль счёта таймера,  step_fase - шаг изменения модуля счёта при рассогласовании.

в результате код уменьшился вдвое и с запасом влезает в тини13 , точность стабилизации значительно лучше. пожалуй на этом остановлюсь. m16, 03 Апр. 16, 22:41

Да, у меня так же, без излишеств - простое пропорциональное регулирование. Но мне кажется можно сделать еще лучше, введя интегральную составляющую. К сожалению, я пока в этом не разобрался. А может нам это уже и не надо?



Добавлено через 6мин.:

Так я про таблицу согласен - не нужна. Все делаем как у тебя только меряем на входе и плюсуем моментальные значения в две переменные.Zoldrax, 04 Апр. 16, 14:53

Проходил я этот путь. Результат хуже чем по таблице если захватывать диапазон входного напряжения больше чем +-10в. Опять же не забудь про кривизну синусоиды в разные моменты дня - она может значительно исказить результат. Настроенное сегодня завтра уже может огорчить. 

Проходил я этот путь. Результат хуже чем по таблице если захватывать диапазон входного напряжения больше чем +-10в. Опять же не забудь про кривизну синусоиды в разные моменты дня - она может значительно исказить результат. Настроенное сегодня завтра уже может огорчить.vchu, 04 Апр. 16, 17:51

vchu, Не понимаю почему... Кривизна синусоиды, только из за искажений на трансформаторе может сказываться. Да и какая разница с таблицей или без если в итоге приходим к одинаковому моменту открытия триака, такому чтобы было целевое значение действующего напряжения.

Да и какая разница с таблицей или безZoldrax, 04 Апр. 16, 18:21

разница в величине изменения напряжения приходящуюся на один шаг открытия триака. Закон, заложенный в таблице дает точнее результат на выходе чем простой сдвиг угла на фиксированную величину. Особенно это заметно на краях диапазона регулировки. Вот смотри
- во втором случае один шаг угла дает фиксированную поправку напряжения на выходе
- в первом случае один шаг угла будет давать разную величину поправки, в зависимости от того в какой зоне находится угол в данный момент времени (в начале, середине или конце диапазона открытия триака)  

Таким образом, вариант2 вообще не рабочий, если стабилизацию ведешь по напряжению на входе.
Вариант1, более правдивый, но все это рушится как только на входе появляется кривая синусоида.

Поэтому я выбираю вариант2, но замером RMS напряжения на выходе. Использовать трансформатор или нет - это уже выбор персональный.

Кстати, если кто захочет использовать мой вариант, рекомендую проводить настройку измерителя напряжения при подключенной нагрузке. В противном случае, будете неприятно удивлены кривизной синусоиды на выходе. Дело в том, что в этом случае нагрузкой будет являться трансформатор. Он греется и искажает синус.  


Добавлено через 3мин.:

такому чтобы было целевое значение действующего напряженияZoldrax, 04 Апр. 16, 18:21

вот с этим проблема. В твоем случае ты можешь только прогнозировать напряжение на выходе.
Согласись, прогноз и реальность - это разные вещи.


Добавлено через 9мин.:

Стыдно признаться, но на сегодняшний день пользуюсь "неправильным" методом для регулировки (схема крнтроля напряжения на трансформаторе из темы msg31):
1. ловлю ноль сети
2. жду 5мс, ловлю и измеряю пик синусоиды
3. корректирую мощность в нагрузку (по Брезинхему)HOMER, 04 Апр. 16, 08:54

Наверное я с тобой соглашусь. Ловить пик синусоиды и считать через него RMS напряжения - это не самый точный способ.
Возьми схему и библиотеку из моих ссылок и будешь приятно удивлен.
Там все очень просто.

вот с этим проблема. В твоем случае ты можешь только прогнозировать напряжение на выходе.
Согласись, прогноз и реальность - это разные вещи.vchu, 04 Апр. 16, 18:52

Вот не пойму, в чем тут может быть проблема прогноза: время открытия триака (оно, скорее всего, мало по сравнению со скоростью АЦП) и падение напряжения на триаке (оно по даташиту в самом худшем случае 0.8-1.2 В). Т.е. в одном случае синус режет триак, а в другом программа. Мы же сами устанавливаем сигнал на открытие триака и в этот момент начинаем считать напряжение до нуля синусоиды.