Che cos'è un misuratore di potenza CA e il suo funzionamento

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Nella nostra vita quotidiana, consumiamo energia elettrica per vari scopi, ad esempio per alimentare elettrodomestici, gadget, dispositivi, macchine e così via. Quindi, è essenziale misurare la quantità di energia consumata per generare bollette elettriche che di solito vengono fatte dai contatori di energia. In generale, la potenza CA viene misurata utilizzando varie tecniche, qui in questo articolo parliamo del misuratore di potenza CA utilizzando Microcontrollore PIC .

Che cos'è la misurazione della potenza CA?

La potenza elettrica può essere alimentazione CA o CC, il contatore di energia viene utilizzato per misurare la potenza. Esistono vari tipi di contatori di energia, classificati come contatori di energia digitali, contatori di energia elettronici, wattmetro , misuratore di energia trifase, misuratore di energia monofase, misuratore di potenza CA e così via.




La potenza CA è data dal prodotto del valore di tensione RMS attraverso il carico, corrente RMS attraverso il carico e fattore di potenza del carico. Questo può essere rappresentato come mostrato nell'equazione seguente.

Corrente alternata



Ora, la misurazione della potenza CA può essere definita come la misurazione della tensione, la misurazione della corrente e la misurazione del fattore di potenza. Quindi, per misurare il consumo di energia usando il microcontrollore PIC, è essenziale misurare la tensione usando il microcontrollore PIC, misurare la corrente usando il microcontrollore PIC e misurare il fattore di potenza utilizzando il microcontrollore PIC.

Misura della tensione CA utilizzando il microcontrollore PIC

I microcontrollori generalmente funzionano e sono prodotti per funzionare con valori nominali di tensione inferiori o uguali a 5V. Pertanto, non è possibile misurare direttamente una tensione CA maggiore di 230 V fornendo tensioni di ingresso elevate ai microcontrollori che possono causare danni temporanei o permanenti ai microcontrollori.

Misura della tensione CA utilizzando il microcontrollore PIC

Misura della tensione CA utilizzando il microcontrollore PIC

Pertanto, è necessario ridurre l'alta tensione CA da 230 V a 5 V per misurare la tensione utilizzando microcontrollori. La misurazione della tensione CA utilizzando un microcontrollore PIC può essere eseguita utilizzando un amplificatore di differenza o potenziale trasformatore. L'amplificatore differenziale o trasformatore di potenziale viene utilizzato per abbassare la tensione e quindi utilizzando un convertitore o un raddrizzatore da analogico a digitale, la lettura della tensione viene visualizzata sul display LCD.


Misurazione della corrente CA utilizzando il microcontrollore PIC

Misurazione della corrente CA utilizzando il microcontrollore PIC

Misurazione della corrente CA utilizzando il microcontrollore PIC

Il microcontrollore PIC può essere utilizzato per misurare la corrente CA con l'aiuto di amplificatore differenziale, resistore di shunt e convertitore da analogico a digitale . Le resistenze di shunt vengono utilizzate come trasduttori per convertire la corrente in tensione poiché i microcontrollori non possono leggere direttamente la corrente. Pertanto, la tensione attraverso il resistore di shunt può essere misurata utilizzando un microcontrollore PIC che viene nuovamente convertito in corrente utilizzando la legge di Ohm. Pertanto, la corrente CA misurata viene visualizzata sul display LCD.

Misura del fattore di potenza utilizzando il microcontrollore PIC

L'induttore e il condensatore causano ritardo e fattore di potenza iniziale, la corrente ritarda la tensione di un certo angolo e la corrente guida la tensione di un certo angolo rispettivamente. Pertanto, il fattore di potenza può essere definito come il coseno dell'angolo tra corrente e tensione ed è dato come

Fattore di potenza

Per misurare il fattore di potenza utilizzando un microcontrollore PIC, la differenza di tempo tra la tensione e la corrente viene determinata utilizzando il rilevamento del passaggio per lo zero con l'aiuto di un pin di interrupt esterno del microcontrollore. L'interrupt viene generato ogni volta che vengono rilevati i passaggi per lo zero della forma d'onda di tensione e il timer interno del microcontrollore viene utilizzato per misurare il tempo. Allo stesso modo, ogni volta che viene generata l'interruzione della forma d'onda corrente, il timer interrompe il conteggio e quindi viene calcolata la differenza di tempo.

Questo processo viene ripetuto per un numero di volte (diciamo da 20 a 30) e il valore medio viene preso per risultati migliori. Quindi, la differenza di tempo viene utilizzata per determinare la differenza dell'angolo di fase tra tensione e corrente. Pertanto, il fattore di potenza può essere calcolato utilizzando un microcontrollore PIC.

Ora, sostituendo i valori di tensione, corrente, fattore di potenza nell'equazione di potenza sopra, possiamo misurare la potenza CA. Il misuratore utilizzato per misurare il fattore di potenza può essere chiamato misuratore del fattore di potenza.

Sistema di misurazione dell'energia solare trasmesso tramite RF utilizzando un microcontrollore PIC

Sistema di misurazione dell

Sistema di misurazione dell'energia solare trasmesso tramite RF utilizzando un microcontrollore PIC

L'obiettivo principale di questo progetto è misurazione dell'energia solare utilizzando più acquisizioni di dati del sensore. Il progetto utilizza un pannello solare che cambia la sua direzione in base alla luce solare. I parametri del pannello solare come l'intensità della luce, la temperatura, la tensione e la corrente vengono monitorati e inviati anche al PC tramite RF.

Sistema di misurazione dell

Sistema di misurazione dell'energia solare trasmesso tramite RF utilizzando un diagramma a blocchi di progetto del microcontrollore PIC

Lo schema a blocchi del progetto mostrato nella figura sopra è costituito da vari blocchi, incluso il pannello solare, termometro, sensore di luce, sensore di tensione e sensore di corrente interfacciato con il microcontrollore PIC. I sensori vengono utilizzati per misurare temperatura, luce, tensione e corrente e vengono inviati al PC tramite RF, gli stessi dati vengono visualizzati sul display LCD.

Sistema di misurazione dell

Sistema di misurazione dell'energia solare trasmesso tramite RF utilizzando un diagramma a blocchi del microcontrollore PIC

Il blocco di alimentazione, ricetrasmettitore RF, PC, max232, 555 ore e i blocchi del cicalino sono collegati come mostrato nello schema a blocchi sopra. La misurazione dell'energia solare può essere ottenuta misurando fattori come la temperatura e l'intensità della luce che influenzano la generazione di energia.

Esistono vari tipi di misuratori che includono misuratore del fattore di potenza, misuratore di energia digitale, misuratore di energia elettronico, misurazione della potenza trifase, lettura dei contatori di energia via internet, contatore di energia prepagato con interfaccia GSM, contatore di energia programmabile per rilevamento carichi elettrici.

Ti interessa progettare progetti di elettronica utilizzando il microcontrollore PIC? Quindi, pubblica le tue domande o idee nella sezione commenti qui sotto per assistenza tecnica sulle soluzioni di progetto.