In ons dagelijks leven verbruiken we elektrische energie voor verschillende doeleinden, zoals het voeden van elektrische apparaten, gadgets, apparaten, machines, enzovoort. Het is dus essentieel om de hoeveelheid verbruikte stroom te meten om elektriciteitsrekeningen te genereren, die meestal worden gedaan door energiemeters. Over het algemeen wordt wisselstroom gemeten met behulp van verschillende technieken, laten we hier in dit artikel het gebruik van de meter voor het meten van wisselstroom bespreken PIC-microcontroller
Wat is het meten van wisselstroom?
Het elektrische vermogen kan wisselstroom of gelijkstroom zijn, energiemeter wordt gebruikt voor het meten van vermogen. Er zijn verschillende soorten energiemeters, die worden geclassificeerd als digitale energiemeter, elektronische energiemeter, wattmeter , driefasige energiemeter, eenfasige energiemeter, AC-vermogensmeter, enzovoort.
Het wisselstroomvermogen wordt gegeven door het product van de RMS-spanningswaarde over de belasting, de RMS-stroom over de belasting en de arbeidsfactor van de belasting. Dit kan worden weergegeven zoals weergegeven in de onderstaande vergelijking.
Nu kan het meten van wisselstroom worden gedefinieerd als het meten van spanning, het meten van stroom en het meten van de arbeidsfactor. Dus om het stroomverbruik te meten met behulp van de PIC-microcontroller, is het essentieel om de spanning te meten met de PIC-microcontroller, de stroom te meten met de PIC-microcontroller en meet de arbeidsfactor met behulp van PIC-microcontroller.
AC-spanningsmeting met behulp van PIC-microcontroller
De microcontrollers werden over het algemeen bediend en vervaardigd om te werken met spanningswaarden van minder dan of gelijk aan 5V. Het is dus niet mogelijk om een AC-spanning van meer dan 230V direct te meten door hoge ingangsspanningen aan microcontrollers te geven, wat tijdelijke of permanente schade aan microcontrollers kan veroorzaken.
AC-spanningsmeting met behulp van PIC-microcontroller
Daarom is het nodig om de hoge wisselspanning rond 230V naar 5V te verlagen voor het meten van spanning met behulp van microcontrollers. De AC-spanningsmeting met behulp van een PIC-microcontroller kan worden gedaan met een verschil versterker of potentiële transformator. De verschilversterker of potentiaaltransformator wordt gebruikt om de spanning te verlagen en vervolgens wordt met behulp van een analoog-digitaalomzetter of gelijkrichter de spanningswaarde weergegeven op het LCD-scherm.
AC-stroommeting met behulp van PIC-microcontroller
AC-stroommeting met behulp van PIC-microcontroller
De PIC-microcontroller kan worden gebruikt voor het meten van wisselstroom met behulp van verschilversterker, shuntweerstand en analoog-digitaalomzetter Shuntweerstanden worden gebruikt als transducers voor het omzetten van stroom in spanning, aangezien microcontrollers de stroom niet rechtstreeks kunnen lezen. De spanning over de shuntweerstand kan dus worden gemeten met behulp van een PIC-microcontroller die opnieuw wordt omgezet in stroom volgens de wet van Ohm. Zo wordt de gemeten AC-stroom weergegeven op het LCD-scherm.
Meting van de vermogensfactor met behulp van PIC-microcontroller
De inductor en condensator veroorzaken een achterblijvende en leidende arbeidsfactor, de stroom vertraagt de spanning met respectievelijk een hoek en de stroom leidt de spanning met een bepaalde hoek. De arbeidsfactor kan dus worden gedefinieerd als de cosinus van de hoek tussen stroom en spanning en wordt gegeven als
Om de arbeidsfactor te meten met behulp van een PIC-microcontroller, wordt het tijdsverschil tussen de spanning en de stroom bepaald met behulp van nuldoorgangsdetectie met behulp van een externe interruptpin van een microcontroller. De onderbreking wordt gegenereerd door wanneer de nuldoorgangen van de spanningsgolfvorm worden gedetecteerd en de interne timer van de microcontroller wordt gebruikt voor het meten van de tijd. Evenzo, telkens wanneer de stroomgolfvormonderbreking wordt gegenereerd, stopt de timer met tellen en wordt het tijdsverschil berekend.
Dit proces herhaalt zich een aantal keren (zeg 20 tot 30) en de gemiddelde waarde wordt genomen voor betere resultaten. Daarom wordt het tijdsverschil gebruikt om het fasehoekverschil tussen spanning en stroom te bepalen. De arbeidsfactor kan dus worden berekend met behulp van een PIC-microcontroller.
Door nu de waarden van spanning, stroom en arbeidsfactor in de bovenstaande vermogensvergelijking te vervangen, kunnen we wisselstroom meten. De meter die wordt gebruikt voor het meten van de arbeidsfactor, kan worden genoemd als arbeidsfactormeter.
Zonne-energiemeetsysteem overgebracht via RF met behulp van een PIC-microcontroller
Meetsysteem voor zonne-energie Overgebracht via RF met behulp van een PIC-microcontroller
Het belangrijkste doel van dit project is zonne-energie meting met behulp van meerdere acquisities van sensorgegevens. Het project maakt gebruik van een zonnepaneel dat van richting verandert op basis van zonlicht. De zonnepaneelparameters zoals de lichtintensiteit, temperatuur, spanning en stroom worden bewaakt en ook met behulp van RF naar de pc gestuurd.
Meetsysteem voor zonne-energie Overgebracht via RF met behulp van een PIC-microcontroller Projectblokdiagram
Het projectblokdiagram in de bovenstaande figuur bestaat uit verschillende blokken, waaronder zonnepanelen, temperatuursensor, lichtsensor, spanningssensor en huidige sensor gekoppeld aan de PIC-microcontroller. De sensoren worden gebruikt voor het meten van temperatuur, licht, spanning en stroom en worden met behulp van RF naar de pc gestuurd, dezelfde gegevens worden weergegeven op het LCD-scherm.
Zonne-energiemeetsysteem overgebracht via RF met behulp van een PIC-microcontroller-blokschema
Het voedingsblok, RF-transceiver, pc, max232, 555 uur , en zoemerblokken zijn aangesloten zoals weergegeven in het bovenstaande blokschema. De zonne-energiemeting kan worden bereikt door factoren zoals temperatuur en lichtintensiteit te meten die de energieopwekking beïnvloeden.
Er zijn verschillende soorten meters, waaronder een vermogensfactormeter, digitale energiemeter, elektronische energiemeter, driefasige vermogensmeting, energiemeter lezen via internet, prepaid energiemeter met GSM-interface, programmeerbare energiemeter voor elektrische belastingonderzoek.
Ben je geïnteresseerd in ontwerpen elektronica projecten met behulp van de PIC-microcontroller? Plaats vervolgens uw vragen of ideeën in de opmerkingen hieronder voor technische hulp bij projectoplossingen.
