Medindo Correntes Alternadas com Transformador de Corrente

[MOR_AL]

Simples Moral, R 1%

A Telefunken na Alemanha fabrica Resistores SMD de 0.1%


Dj.

Dj!
Minha dúvida é de que material é feito os resistores encontrados normalmente no mercado nacional. Não pretendo ter a facilidade de usar um núcleo da minha sucata, com um componente desses.
O máximo de trabalho seria comprar poucos resistores de filme metálico. Daqueles de 0,5W, ou uma associação para tal.
Imagine.
Nem saberia se o componente é vendido em lojas conceituadas como mouser , digikey etc. Ainda tem o detalhe da compra mínima, sem contar o tempo para receber os resistores. Outro detalhe é que este resistor dissiparia 0,25W. Certamente que haveria elevação de temperatura, caso aguentasse, para valores proibitivos.
Mas valeu pela dica, Dj.

Pessoal, alterei (mais uma vez) o arquivo de minha primeira postagem. Incluí um detalhe de uma postagem intermediária, que achei relevante e também um segundo exemplo. Agora vou colocar a data da última alteração, mas espero que esta já seja a definitiva, hehehe.
Neste segundo exemplo consegui obter uma variação mínima com a temperatura. O melhor é que foi usando o mesmo núcleo do exemplo 1.
Já coloquei o TC de molho no Tiner para descolar o verniz.
Vou tentar montar como no exemplo 2.

Obs.:
A edição não está mais disponível na primeira postagem.
Segue o novo arquivo:


[]'s
MOR_AL

[MOR_AL]

Nesta semana que passou fui fazer o teste com o novo TC montado.
Coloquei 5 espiras no primário, para testar o TC com 3A em vez dos 15A, já que meu variac vai até 6A.
Ao ligar o alicate amperímetro (com pouquíssimo uso), seu LCD não mostrava nada. Tentei abri-lo para ver se dava para resolver, mas é daqueles que quebram ao abrir.
Não teve jeito, tive que jogar fora mesmo.
Aproveitei a ocasião única e quebr... ehr abri a parte do trafo. Confirmei que o enrolamento usa fios não finos, que seriam suficientes para satisfazer a densidade de corrente. Usam fios mais grossos para não terem resistência alta. Como resistor de carga do TC, acho que era um resistor de filme metálico. Ainda não consigo identificar se o resistor é de filme metálico.
Mas parece que tudo confirma que minha abordagem, quanto ao tutorial, esteja correta.
Já comprei, através do mercadolivre, um novo TC. Este é mais simples que o meu anterior da Instrutherm. Não possui medida de temperatura com termopar, mas possui três escalas de corrente.
Quando chegar farei o teste.
Comprei, através do eBay, um kit com 300 resistores de filme metálico, baratinho. Deve chegar antes do Natal. Se os chineses não me enrolarem, finalmente descobrirei como é um resistor de filme metálico, ou se há diferença em seu aspecto externo.
Resistores de filme podem ser identificados raspando-se com cuidado a camada externa e partindo-se transversalmente, mas não sei como diferenciar um filme metálico com o filme de carbono. Talvez colocando no ácido? O ácido ataca o metal mas pouca influência tem sobre o carbono.
Vamos ver.
MOR_AL

[MOR_AL]

Estava passando por uma das muitas lojas de quinquilharias XingLing e me deparei com um amperímetro do tipo alicate por R$ 25,00. O que encomendei pelo ML saiu pelo dobro. Tá legal que o de R$ 25,00 não possui escala de 20A como o do ML, mas o teste do TC estava atravessado na garganta. Então comprei o amperímetro e testei o TC.
Só lembrando que:
1 - Coloquei 5 espiras no primário. Assim só precisei de 3A para simular os 15A.
2 - Não calibrei o resistor de carga. Medi depois e encontrei 100,1 ohms.
3 - Não retifiquei a tensão de secundário. Se fizesse isso, teria erro em baixas correntes, quando a tensão de condução no diodo varia.
4 - Não usei o capacitor, já que a tensão V0 é RMS. Aliás, as medidas de tensão V0 na carga resistiva e de Corrente de primário são RMS.

Em tempo:
Como pretendo usá-lo com o comparador do PIC (modo 2) e variar sua tensão de referência interna, para identificar a corrente de primário, então bastaria retificar V0, sem filtrar.
Vou identificar sub corrente e sobrecorrente a partir do número de ocorrências nestas condições, para um período de 1 segundo.
Explico!
No caso de sub corrente, o número de ocorrências de sub corrente aumenta o mesmo ocorrerá no caso de sobrecorrente. Basta conhecer a relação entre o valor de Vref do PIC e os limites desejados de corrente. Se o número de ocorrências ultrapassar um determinado limite, então será validado o evento. O período de amostragem formado por blocos de 1 segundo é função do tempo máximo de tomada de decisão para desligar a carga, que será um motor. Neste caso, deverei estabelecer quatro limites. Dois para o período de partida, quando o consumo de corrente é maior, e dois para a condição de estado normal de funcionamento.

Segue o gráfico. O importante foi a linearidade obtida. Tal fato confirma que o valor da densidade do campo magnético (B) encontra-se na região linear. Alterando o valor do resistor pode-se ajustar a tensão V0.
MOR_AL

[MOR_AL]

Retifiquei e filtrei a tensão de saída V0, além de alterar o valor da resistência de carga, para fornecer V0 = 5Vcc @ Ica = 15Arms.
A figura agora contém dois gráficos. O sem retificar (acima) e o retificado e alterado o valor de R (abaixo). Repeti o gráfico de cima no seguinte, para uma comparação entre eles.
Nota-se que os diodos retificadores influenciam negativamente quando a corrente principal cai abaixo de 2A. Com R alterado, o gráfico também deixa de ser linear, incluindo pequena não linearidade.
Uma opção, caso se deseje medir a tensão em V0 sem apresentar estes inconvenientes, seria:
1 - Medir a tensão alternada no instante do máximo da onda senoidal.
2 - Usar um operacional para efetuar a função de retificação ideal. Assim pode-se estender a linearidade do gráfico para correntes a partir de aproximadamente 100mA.
Já que se vai incluir um operacional, pode-se incluir um segundo operacional (do mesmo chip), com a função de ganho, para usarem-se as condições lineares do primeiro gráfico. Assim poderia-se alcançar os 5Vcc em V0 quando a corrente de primário alcançasse os 15Arms.
Caso se deseje fazer a medição para limite superior de correntes menores, bastaria alterar o ganho do segundo operacional.
MOR_AL

[MOR_AL]

Hoje chegou meu alicate amperímetro com escala de 20A.
Fiz um circuito para medir até 10A.
As diretivas foram:
1 - Usar exclusivamente os 5V da fonte que alimenta o uC.
2 - Usar componentes baratos e fáceis de encontrar no comércio.

Estas diretivas limitam bastante o trabalho.
1 - É necessário usar um amplificador operacional (AO) com entrada com transistores PNP para poder usá-lo com tensões próximas ao terra. Usei um comparador como AO por ser mais rápido, embora o circuito do amperímetro está sendo usado para a rede (60Hz).
2 - Estes AOs permitem isso, mas possuem limitação na máxima tensão de saída. Por isso, fiz a saída excursionar entre alguns milivolts e 2,5V. Pode-se usar esta saída para um CAD com tensão de referência de 2,5V, ou pode-se usar o comparador do PIC em Modo 2 e as tensões de referência internas.
Segue o circuito com os resultados.
MOR_AL

[kaoalex]

Boa noite MOR_AL,

Estava perturbando o pessoal do fórum e por unanimidade me mandaram usar TC.
Como não manjo nada disso resolvi consultar a enciclopédia mais próxima! rs.. Se puder compartilha o arquivo de novo pq está corrompido!
Obrigado.

[MOR_AL]

Boa noite MOR_AL,

Estava perturbando o pessoal do fórum e por unanimidade me mandaram usar TC.
Como não manjo nada disso resolvi consultar a enciclopédia mais próxima! rs.. Se puder compartilha o arquivo de novo pq está corrompido!
Obrigado.

Não recebi retorno de postagem no tópico. Acessei casualmente e só agora vi sua postagem.
Vamos lá!
Realmente está corrompido.
Segue o anexo.
MOR_AL

[kaoalex]

MOR_AL,
Muito obrigado mesmo!
Uma bela aula! Não esperava menos.

Vamos ver se consigo para uns 200A!