Регулятор напряжения и тока на Arduino Pro Mini

Взамен трансформатора будет установлена ACS712.sebra, 27 Февр. 16, 19:56

пара советов. у меня в прошлом году во время перегонки произошёл казус - коротыш на клеммах тэна. автомат не сработал, ACS712 выгорела напрочь, хорошо в запасе была. собсно склоняюсь к мысли пользовать индуктивный датчик тока типа ASM-30 или токовый шунт + детектор-усилитель на операционнике .

В общем хотел сказать что начинаю разработку стабилизатора мощности на представленной элементной базе. Взамен трансформатора будет установлена ACS712sebra, 27 Февр. 16, 19:56

С какой целью будете ACS применять? Если вместо измерения напряжения хотите мерять ток, то очень спорны преимущества по сравнению с сложностями. Ставить измеритель тока в плюс к измерителю напряжения тоже очень неоднозначное решение в плане оправданности.
Сейчас экспериментирую с изолированными усилителями (идея мной была изложена в теме msg31). Так вот, погоняв автоматику Максима в режиме стабилизатора мощности с измерением тока и напряжения и попробовав Ваш скетч, прихожу к выводу, что корректировки мощности по току увеличивают точность измерения настолько незначительно (3-5%), что большой вопрос по необходимости их применения, ну а про стабилизацию вообще промолчу.
И еще. Прислушайтесь в совету m16, откажитесь от ACS712. Мой личный опыт показал их низкую надежность и точность. Для примера, ошибка измерения составляет по докам 1,5% (при росте температуры и больше 4% выходит), а шум в 20 милливольт превращает 10битный АЦП атмеги в 8-ми битный.
Я бы, если бы имел такую возможность, скетч бы довел))

хм, а предохранитель в приборе уже не кошерно?mak, 28 Февр. 16, 07:50

предохранитель спасает вас  от пожара но не девайс

еще есть вариант трансформатор тока ставитьmak, 28 Февр. 16, 07:50

а это что?

индуктивный датчик тока типа ASM-30m16, 28 Февр. 16, 00:33

а предохранитель в приборе уже не кошерно?mak, 28 Февр. 16, 07:50

быстродействующий предохранитель на 20-30А? Это фантастика.

шунт нужного номинала/мощности не всегда найти легко, не проволокой же шунтоватьmak, 28 Февр. 16, 07:50

Если дорохо-бохато то вот на выбор:http://www.chipdip.ru/catalog-show/current-shunts/
Если без понтов, то есть токоизмерительные резисторы, например DALE, от 0,01 ом

а это что?m16, 28 Февр. 16, 13:34

с телефона, не смотрел что это )
а кроме трансформатора тока есть еще и катушка роговского )

Добавлено через 3мин.:

sevpro, ты сам прикинь какой мощности нужен шунт при токе 16a при 001R
у нас в рознице с ними не очень..

ты сам прикинь какой мощности нужен шунт при токе 16a при 001Rmak, 28 Февр. 16, 17:29

А чего прикидывать? У меня на 25А амплитудного (17А RMS) стоят в параллель 5 штук WSL2512R0500 и это получается с двухкратным запасом.
А вообще от напряжения зависит, которое на шунте нужно получить. Стандартные шунты на 75 мВ расчитываются.

sevpro, в чипдипе 1шт стоит 480р ))
разве что из китая, но там раз на раз не приходится

У меня их от другого проекта 6 штук оставалось, а у чипов месяца два назад были еще по 56 руб (специально тогда смотрел).
В диджикее они и то в три раза дешевле. Тогда проще из куска манганиновой проволоки соорудить.
А по китаезам согласен. три месяца из-за них впустую: закзывал HCPL788, один раз му-му две недели водили - не оказалось в наличии, второй - не то прислали, третий - брак (из пяти штук полностью живая только одна). Поэтому пришлось у чипов в конце концов заказывать. По итогу дешевле бы вышло.

Добавлено через 4дн. 11ч. 1мин.:

sebra, поправьте если я неправильно понял работу программы, но по-моему она не отрабатывает быстрые (скачкообразные) изменения входного напряжения. Поясню. Допустим напряжение в сети 220 и установлено 220. Все нормально. Потом входное скачкообразно меняется до 226. Коэффициента для такой комбинации нет и регулятор продолжает работать как при входном 220. При медленных изменениях входного такой проблемы нет.

  вы усложняете до безобразия простую задачу. я делаю пропорцией. замечательно работает:

U_st = (U_ctrl * U_nom) / U_rms - 16ти битная целочисленка

U_st - напряжение регулирования
U_ctrl - заданное напряжение стабилизации
U_rms- измеренное напряжение сети
U_nom- номинальное напряжение сети = 220в

далее нормализую , вгоняю U_st  в допустимый диапазон

(if U_st > U_nom  then  U_st = U_nom) & (if U_st < U_min  then  U_st = U_min) U_min принял = 40в

из таблицы достаю соответствующее U_st   TOP для регистра сравнения счётчика

Но опять же потом подгоняете ПИДом. или я не прав?sevpro, 04 Марта 16, 22:02

никакого пида

Я просто не встретил полного описания вашего алго.sevpro, 04 Марта 16, 22:02

собсно  измеряю действующее, по формуле выше рассчитываю  U_st через которое из таблицы зависимости выходного действующего напряжения от модуля счёта счётчика (угла откытия триака) корректирую выходное напряжение в зависимости от входного при заданном U_ctrl из вне контроллеру. таблицу делаю в экселе , copy-paste переношу в программу.

Вы гоняете мегу на "нестандартных" частотах, наверняка разводка платы правильная,sevpro, 04 Марта 16, 22:02

45-ю тыньку от внутреннего 8мгц. плата - макетка в сито.

Честно говоря никак не въеду насчет таблицы. Можно поподробнее, если не затруднит и это не секрет?sebra, 04 Марта 16, 22:06

есть формула зависимости действующего напряжения на нагрузке от угла открытия триака
Vload = Vp * √ ( (2*pi - 2*r + sin(2r) ) / (4pi) )
строим таблицу зависимости выходного действующего (rms) от модуля счёта счётчика. для начала нужно задать TOP_max - максимальный модуль счёта за 10мС.
таблица в аттаче

Но ради универсальности и удешевления в ардуино допущены ошибки проектирования практически исключающие сколько-нибудь серьезную работу с аналоговыми сигналамиsevpro, 05 Марта 16, 11:48

Да зачем она эта "серьезная работа с аналоговыми сигналами" для нас? Имеющиеся возможности АЦП позволяют регулировать среднеквадратичное напряжение на выходе +-1Вольт. Проверял сам. Этого вполне достаточно.

msg31, ответь если не секрет, какой из зависимостей ты пользуешься при стабилизации напряжения на выходе +-1В?
1. график зависимость выходного RMS напряжения от угла открытия тиристора, как m16
2. график зависимость мощности от угла открытия
3. какой то свой график, полученный экспериментальным путем, который учитывает все возможные потери(отклонения)

Что-то у меня не очень получается стабилизация по варианту 2 - выходное напряжение все же следует за входным, хоть и с меньшей амплитудой. Например на входе отклонение от нормального +10В, а на выходе +5В. И примерно так же в обратную сторону.

2. график зависимость мощности от угла открытияvchu, 05 Марта 16, 15:53

Я пользуюсь 2.
Но поскольку трансформатор вносит определенные искажения, то значение полученной в п.2 корректируется на основании показания датчика тока ПИ-регулятором.

где-то встречал просто, что мега на 11 с копейками МГц используется для повышения количества выборокsevpro, 05 Марта 16, 11:48

не только для меги, для любого авра справедливо:

кварц- 12,8 мгц  делитель-64 тактовая ацп 200кгц (максимально допустимая)  307 измерений на 20мс.m16, 18 Февр. 16, 16:42

Что-то у меня не очень получается стабилизация по варианту 2vchu, 05 Марта 16, 15:53

2. график зависимость мощности от угла открытияmsg31, 05 Марта 16, 14:00

если стабилизация по мощности, то формула несколько иная

                         Pnorm = 1 - f / pi + sin(2 * f) / (2 * pi).

Имеющиеся возможности АЦП позволяют регулировать среднеквадратичное напряжение на выходе +-1Вольт.msg31, 05 Марта 16, 14:00

Увы, это лишь результат усреднения а не возможности АЦП. Если посмотреть доки на ту же мегу 2560 (как впрочем почти на любой АВР), то можно увидеть, что в двух младших разрядах АЦП из десяти мусор. Не зря же Атмел сделал доступным выравнивание по левому краю. Т.е. по факту мгновенное напряжение в нашем случае меряется с точностью около 1,5 вольт. За второй разряд конечно можно побороться, но не в данном случае.

msg31, спасибо.
Вариант с датчиком тока на выходе видимо рабочий, но что то мне не нравятся его показания. Проще говоря не верю я ему - форма сигнала на выходе датчика повторяет форму напряжения на нагрузке и еще добавляются свои искажения. Может быть для стабилизации это не очень важно, но для измерения мне не нравится.
Присматриваюсь к варианту с замером напряжения на нагрузке через трансформатор. Алгоритм считывания RMS напряжения такой же как и на входе. В этом случае стабилизация точно получится.
Однако, вариант 3 с экспериментально полученным графиком все еще интересен.

Может что посоветуешь? 

Присматриваюсь к варианту с замером напряжения на нагрузке через трансформатор. Алгоритм считывания RMS напряжения такой же как и на входе. В этом случае стабилизация точноvchu, 10 Марта 16, 18:25

Даже и не пытайся. Там такие всплески на трансформаторе после обрезанной синусоиды, что измерить их невозможно. Там даже не корявая синусоида, там хреноида какая-то. Хотя нет, попробуй, может у меня просто неудачный эксперимент вышел.

если стабилизация по мощности, то формула несколько иная

                        Pnorm = 1 - f / pi + sin(2 * f) / (2 * pi).m16, 09 Марта 16, 22:48

Да это понятно.
Я попробовал оба варианта -  и по напряжению как у тебя и по мощности как у msg31. Оба не понравились своей точностью из-за кривизны синусоиды на входе.
Сейчас сделал вариант с замером напряжения на выходе через трансформатор. Т.е. я обсчитываю резанную синусоиду на выходе как RMS напряжение и стабилизирую П-регулятором. Вариант вполне стабильный и не зависит от соседнего включенного прибора - на входе может быть любая несинусоида.
Вариант вполне стабильный и даже бюджетный ( трансформатор от зарядки телефона + пара резисторов и кондер)

Если кому интересно, источник вдохновения здесь https://openenergymonitor.org/...c-power-adapter
Там и соответствующая библиотека.    

vchu, чем ближе устанавливаемая мощность к 50%, тем большую погрешность будет иметь ваш метод (сам в свое время его обдумывал). А мерять обрезки синусоиды трансформатором вообще бессмысленно.

чем ближе устанавливаемая мощность к 50%, тем большую погрешностьsevpro, 10 Марта 16, 20:17

Погрешность чего? Измерения? Может быть, но по факту показания цифрового осциллографа совпадают с измеренным мною напряжением. ( АКТАКОМ АСК-2108) Расхождения небольшие - порядка доли вольта.
На стабилизацию? П-регулятору вообще все равно какое значение ты подаешь на него. Он будет стараться держаться около заданного.

А мерять обрезки синусоиды трансформатором вообще бессмысленноsevpro, 10 Марта 16, 20:17

Почему же бессмысленно? 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 http://www.ebay.com/...pEAAOSwRLZT3z7d

Правда,я использовал бюджетный вариант - транформатор от зарядки Нокиа 3310. Стабилизация работает. Гонял ЛАТРом от 250 до 100 вольт. Напряжение держит уверенно.

В случае регулировок по таблицам такой стабилизации не достиг.