Индикатор мощности

[romal75]

В AVRках с ATmega16 и выше имеется программируемый предусилитель для АЦП, коэффициенты х1,х10,х200. При использовании внутренного Uref достаточно входного сигнала амплитудой 12,5мВ. Выпрямление и усреднение можно выполнять уже программно по серии отсчётов АЦП.

[jump]

Driver_gv,
а вы читайте все посты - многое поймете
питание пика, а заодно и ОУ от сети - привязка к однополярному напряжению и, как следствие, потеря полуволн измеряемого напряжения, о чем упоминает ТС.

romal75,
а вы проверьте работу этого предусилителя на х200 - бяка и бука он.

Архип,
единственное решение - использовать внутренние компаратор и опорное у пика - число ступеней опоры до 16. при однополярном питании даст на шунте равномерную шкалу мощности, недостаток - нужно отслеживать полуволны и переключать пределы внутри полуволны.
есть еще UAA170/180/A277/К1003ПП1/К1003ПП2/К1003ПП3 - транзисторный усилитель вам в помощь.
и еще - можно ввести логарифмическую шкалу для обоих вышеназванных решений, как впрочем и для схемы на трех ОУ

[omercury]

а вы проверьте работу этого предусилителя на х200 - бяка и бука он.

А зачем Gain-200?
При заданных параметрах

Напряжение на ней от 4 до 100 мв.

...это 0,8 - 20в...
Достаточно Gain-20 (80-2000 мВ)
А учитывая ТЗ...

Это всё же простейший индикатор без всякой точности, но чувствительный и относительно широкодиапазонный. От сотни ватт до 5 киловатт.

...можно ограничиться и положительной полуволной...

[Godzilla82]

Вот и я о том же. Можно вообще без предусилителя. Опорное выбрать 2,56 В. 100 мВ - это 40 градаций мощности: от 125 Вт до 5 кВт.

Достаточно ограничиться одной положительной полуволной. Грубо - выход с шунта через RC фильтр на вход АЦП. Оцифровывать с частотой нескольких кГц. Выбирать максимум за некоторое время. Вот вам и амплитудное значение тока.

Питать - конденсаторным БП. Размеры получатся 1-2 спичечных коробка.

[Архип]

Вот и я о том же. Можно вообще без предусилителя. Опорное выбрать 2,56 В. 100 мВ - это 40 градаций мощности: от 125 Вт до 5 кВт.

Достаточно ограничиться одной положительной полуволной. Грубо - выход с шунта через RC фильтр на вход АЦП. Оцифровывать с частотой нескольких кГц. Выбирать максимум за некоторое время. Вот вам и амплитудное значение тока.

Питать - конденсаторным БП. Размеры получатся 1-2 спичечных коробка.

Я бы сказал, блестящий ответ, еслибы не...
Опорное напряжение выбрать 2.5 вольт... Но где же его взять без предусилителя? На шунте при напряжении 100 мв (3 kW) выделяется мощность 4 ватта, и это предел для маленьких размеров индикатора.
Проблем две:
- Как выделить положительную полуволну простейшими средствами (без предусилителя)?
- Как прибавить к отфильтрованному сигналу постяннотоковый уровень с тем, чтобы компаратор при опорном напряжении 2,5 вольта АЦП смог устойчиво различать пороги сигнала с дискретностью в 5 мв?

[Easyrider83]

Господа, зачем вам изобретать электросчетчик, когда трансформатор тока можно напрямую нагрузить на светодиоды с разными резисторами, как и планировалось в первом посту?
Трансформатор тока делается элементарной петлей одной фазы вокруг какого-нибудь китайского транса. При большом сопротивлении вторичной обмотки будет вам источник тока - то, что нужно для диодов.

[omercury]

Опорное напряжение выбрать 2.5 вольт... Но где же его взять без предусилителя?

Выбрать. Есть внутри МК.

На шунте при напряжении 100 мв (3 kW) выделяется мощность 4 ватта, и это предел для маленьких размеров индикатора.

Ваши слова?

Напряжение на ней от 4 до 100 мв.

О снижении падения мощности на шунте - ни слова.

- Как выделить положительную полуволну простейшими средствами (без предусилителя)?

Программно.

- Как прибавить к отфильтрованному сигналу постяннотоковый уровень с тем, чтобы компаратор при опорном напряжении 2,5 вольта АЦП смог устойчиво различать пороги сигнала с дискретностью в 5 мв?

Опять же программно. Максимальное значение - амплитуда. Если разделить на 1,4 - среднее действующее значение... При опоре 2,56в дискретность измерения 10-ти битного АЦП (2,56/1024=0,0025) 2,5мВ...
Нужно только отфильтровать помехи на входе АЦП.


А вообще, послушайте Easyrider83-а и используйте ТТ. А уж после него хоть светодиоды, хоть цифровой измеритель.

[Архип]

Выбрать. Есть внутри МК.

Ваши слова?О снижении падения мощности на шунте - ни слова.

Программно.

Опять же программно. Максимальное значение - амплитуда. Если разделить на 1,4 - среднее действующее значение... При опоре 2,56в дискретность измерения 10-ти битного АЦП (2,56/1024=0,0025) 2,5мВ...
Нужно только отфильтровать помехи на входе АЦП.


А вообще, послушайте Easyrider83-а и используйте ТТ. А уж после него хоть светодиоды, хоть цифровой измеритель.

Итоги первого тура:
1) Принято требование малогабаритности;
2) Принят отказ от предусилителя.

Проблемы остаются.
Фильтрация возможна только однополярного импульса.
Фильтровать переменное, конечно, абсурд. Отрицательную полуволну не спрятать, она проникнет в АЦП контроллера и очень ему не понравится (100 мв, а в пике до полувольта). Защититься от неё нечем, потеряется полезный положительный полупериод.

Почему не работает ТТ?
Первая и главная причина- не хватает того самого тока при приемлемых габаритах трансформатора . Вторая причина - трансформатор должен быть железным, иначе - микротоки. Третье: даже если решить первые два вопроса, придется городить для трехцветного светодиодного индикатора множество каких-то стабилитронов и ключей. Ключи чтобы запрещать неактивный цвет. На деле - это непростая задача (габариты, токопотребление).

И последнее. Может, я неуклюже выразился. Опорное напряжение 2,5 вольта подразумевает сопоставимое входное. А входного 100 милливольт амплитуды. Одна полуволна эквивалентна 50 мв. Если бы удалось ее интегрировать, то осталось бы очень мало. Если применить быстродействующий ПИК для измерения пика полуволны, то для него не хватит тока даже применив конденсаторный ИП.

[Godzilla82]

Опорное напряжение выбрать 2.5 вольт... Но где же его взять без предусилителя? На шунте при напряжении 100 мв (3 kW) выделяется мощность 4 ватта, и это предел для маленьких размеров индикатора...

Похоже, вы только начали работать с МК и АЦП.

АЦП работает по принципу сравнения входного напряжения с опорным. Источник опорного напряжения может быть:
внешний (нас не интересует);
внутренний 2,56 В (для AVR) ;
напряжение питания МК (тоже не интересует).
У АЦП есть разрядность. Например 10 бит (это 1024 значения).

максимальному значению (в данном случае 1023) соответствут напряжение, равное опорному. То есть, допустим, у нас АЦП и опорное 2,56 В.
Напряжению 2,56 В, а также выше соответствует число 1023.
Напряжению 100 мВ соответствует число 40.
Напряжению 0 В, а также отрицательному соответствует число 0.

Итого рабочий диапазон разбит на 40 градаций. Вам же надо всего 3 из них.

Во многих АЦП есть встроенный предусилитель с фиксированным коэффициентом. Но даже без него у нас есть 40 градаций. На самом деле - ещё больше, так как 40 надо умножить на 1,41 (амплитудное значение) - 56 градаций. То есть от шаг - 88 Вт.

[Архип]

Почему нельзя увеличить амплитуду сигнала для АЦП контроллера?
Не разрешает Ом, соторый выдумал что P=IU. Ток у нас фиксированный максимальный потребления электроприборов. Величина тока выбрана, исходя из потребляемой макс мощности = 3 кВт и снижать ее очень не хотелось бы. И далее - тупик. Рассеиваемую мощность более 4 ватт маленькая коробка не выдержит, расплавится. Что имеем? При 3 кВт ток = 3000Вт/220В = 13,6 ампер. Теперь уже совсем просто. I=13.6A, P=4W (по вышеупомянутой причине). Из формулы P=U*I получаем U=4/13.6=0.29В. Из этих 0.29В половина теряется... Да и не хотелось бы иметь грелку в 4 ватта, а чуть поменьше.