Voltímetro AC com PIC - True RMS

[marciorp]

Pessoal,

Alguém teria o esquema e código de um voltímetro AC com PIC?
Preciso ler simultaneamente três tensões true rms: Fase 1 – Fase 2, Fase 1 – Neutro e Fase 2 - Neutro.
As tensões vão de 0 a 300 VAC. A precisão pode ser de uma casa decimal só.

Agradeço toda ajuda.

Abs,

Marcio.

[_blackmore_]

não deve ser muito complicado ... trafo para diminuir a tensão ... AD ... variáveis .. calculo ... LCD ...
Vc já fez algum voltímetro DC?

[marciorp]

não deve ser muito complicado ... trafo para diminuir a tensão ... AD ... variáveis .. calculo ... LCD ...
Vc já fez algum voltímetro DC?

Só os exemplos do meu kit da Mosaico e outros que achei na net.

Não queria usar trafo, para que o circuito fique pequeno. Também porque terei que ler três tensões simultaneamente, e se usar trafo, terão que ser três.

[fabio_]

Acho um simples divisor de tensão com resistores com tolerância de 1% melhor do que trafos.

O resto é mais ou menos como o _blackmore_ disse.
Dica: fazer uma média de algumas leituras de VpicoXtempo e converter em Veficaz.

[_blackmore_]

fabio_

divisor de tensão é uma boa ... mas eu acho importante isolar o circuito, será que após o divisor e um grampeador de tensão dá para usar opto acoplador?

[EDSONCAN]

Ja vi fazerem algo assim usando um LM131A http://eshop.engineering.uiowa.edu/NI/p ... 005680.pdf

Conversor voltagem para frequencia.

Aplica a frequencia em um 6N139 e coloca no pino de medição de frequencia.

Como voce esta medindo tensão converter em TRUE-RMS é simples, mas se quiser complicar o AD737 faz a conversão, http://www.datasheetcatalog.org/datashe ... D737_d.pdf.


Edson

[andre_luis]

...Dica: fazer uma média de algumas leituras de VpicoXtempo e converter em Veficaz...

Fábio,

Para ser realmente True RMS, teria de calcular ponto-a-ponto da senóide. O Cálculo sugerido por voce atende bem quando a tensão possui um aspecto predominantemente senoidal. Para o caso de deformação na senóide - que ocorre justamente no pico - o calculo já não mais teria um resultado preciso.

Precisaria medir ponto-a-ponto dentro de um ciclo de senóide, e extrair a raiz da média da soma dos quadrados. Até existe um algorítmo FIR ( patenteado ) que otimiza o processamento, reduzindo o número de multiplicações, mas isso agora é outra história.

_blackmore_,

Se isolar o circuito perderá um pouco da precisão, já que o transformador não trabalha com a componente DC, usualmente presente no desbalanceamento das redes trifásicas. Já fiz um equipamento com divisor resistivo, baseado na resolução 505 da ANEEL, que atendia á 1% de precisão. ( Verdade seja dita, queimei um PC durante o desenvolvimento, por ter um dia bobeado no procedimento de inicializaçõ sem isolação )

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[FLUGEL]

Bom dia.

Tenho que concordar com o André, essa questão do Hardware é muito importante, nunca trabalhei com medição de tensão trifásica até 300V, mas tenho certeza que se não tiver uma isolação legal vai dar pau. Segue uma dica a michochip tem um integrado bastente interresante, me parece que voltado justamente para o que você precisa.
http://www.microchip.com/wwwproducts/De ... e=en544175.
Abraço.

[rona123]

Voce não pensaram e fazer a formula de calculo RMS de amostragens da entrada AC atraves de um divisor de tensão?

Isso não é muito dificil de implementar de "C"

[jvanderleym]

Bom dia.
A alguns anos utilizei um divisor capacitivo para leitura de tensão AC, não era na epoca para uma aplicação True rms, só que era pequeno, compacto e com uma boa definição, uma das principais vantagens era o desacoplamento do sinal. Com isto evitava a queima do equipamento.
Como o comentado pelos colegas se você usar um trafo e o mesmo não for de excelente qualidade apresenta uma deformação razoavel no sinal.

[andre_luis]

...não pensaram e fazer a formula de calculo RMS de amostragens da entrada AC atraves de um divisor de tensão?...

rona123,

O problema é que a fórmula pressupõe uma onda senoidal perfeita na entrada da leitura, senão bastaria escalonar o valor de pico para retornar essa medida.

O medidor true-rms tem de considerar a média da medida rms ( raiz quadrada, como diz o nome ) ponto-a-ponto. A necessidade da medida rms se deve á distorção comum no pico da senoide ( que é a parte mais representativa no cálculo )

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[fabim]

hehe true RMS de 4 quadrantes, em tempo real ? Com pic ? e com precisão aceitavel ?

voce sabe que o calculo para RMS é esse aqui né ?

SQRT(Sum(AMO-0²+.............AMO-N²)/NUM_AMO);

imagina o pic pegar simuladamente 4 longs.

E dentro de interrupção que por exemplo de 16 amostras pelos 8mS de cada semi ciclo.

8mS / 16 = 500uS.

Se acha que o pic da conta de fazer a leitura do ADC * 4 + pegar estes valores, elevar ao quadrado e somar nas longs ?

E outra, esse seu rms vai depender muito do desvio que voce quer.. 10 bits vai ser pouquissimo, e voce vai precisar de 12 bits, usando um MCP3201, e pode usar um MCS6S26 pra multiplexar.

Lembrando que.;
Isso voce vai fazer com um front end, que vai fazer o VAC VPP virar VP V+ e V-, tendendo apenas para V+.. fora um trigger, etc...

Agora isso é so o basico do sistema.;

Você acha mesmo que vai achar fw e hw pronto pra isso ?

[fabim]

Sei lá, e o pior que vai ter que trabalhar só com inteiro, pra nem em sonho mexer com float, porque sinão ai fodeu mesmo.

Sei lá, se usar um PIC32, ou um DSPic de 160mhz, ou um PIC24 de 120mhz com emulador 32 * 32 via hw, eu até acredito que vai dar conta.

Caso contrario.

Sei lá, sou contra usar pic pra qualquer coisa.

[MOR_AL]

Não tenho certeza, mas acredito que se a forma de onda for repetitiva, dentro de um intervalo de tempo razoável, talvez seja possível amostrar poucos valores dentro de cada ciclo.

Ex. com 10 ciclos repetitivos:

Ciclo 1: Amostrar um valor a cada 1ms.
Ciclo 2: Amostrar um valor a cada 1ms + delta T = (1,1ms)
.
.
.
Ciclo 9: Amostrar um valor a cada 1,8ms.
Ciclo 10: Amostrar um valor a cada 1,9ms.

É claro que a onda teria que ser repetitiva dentro dos 10 ciclos, mas o tempo de processamento fica aumentado para 1ms. Acho também que o período delta T teria que ser um sub-múltiplo inteiro do período do ciclo.
Ou melhor, verifique quanto tempo leva para fazer uma medida e calcule quantos ciclos seriam necessários para obter o valor RMS.
Lembrando também que:
V1 = Va - Vb
V2 = Vb - Vc
V3 = Vc - Va = -V2 - V1
A terceira tensão V3, sai apenas por soma algébrica das duas anteriores. 2ª Lei de Kirchhoff (Lei das Tensões ou Lei das Malhas). http://pt.wikipedia.org/wiki/Leis_de_Kirchhoff
MOR_AL

[andre_luis]

...se a forma de onda for repetitiva, dentro de um intervalo de tempo razoável, talvez seja possível amostrar poucos valores dentro de cada ciclo...

Excelente idéia !
Para determinar a imprecisão da medida, poderia calcular a variância da medida em determinados períodos em torno da média.

...Acho também que o período delta T teria que ser um sub-múltiplo inteiro do período do ciclo...

Um comentário : Determinadas normas, definem regras de medição que justamente evitam essa repetibilidade, pois se houver alguma distorção na rede síncrona com a fase da rede, poderia passar imperceptível, caso ocorresse smpre no mesmo intervalo de amostras de leitura. A resolução 505 da Aneel por exemplo, prevê essa possibilidade.

+++