Мониторинг включения нагрузки 220В

Beer100
Offline
Зарегистрирован: 12.04.2011

Уважаемые!

Помогите реализовать минипроект:

Необхоимо набрать статистику вкрбчения и отключения нагрузки по сети 220В.

Длительность 1-2 чяса.

На чем реализовать аппаратную часть и как это привязать к ардуино?

Beer100
Offline
Зарегистрирован: 12.04.2011

Уточнение: мощьность нагрузки 2500 Вт

Результат интересен в виде временного графика включения-отключения.

SU-27-16
SU-27-16 аватар
Offline
Зарегистрирован: 13.08.2012

Оптрон PC817 , диод , резистор , ардуина , модуль реального времени , модуль для карты SD , бук для просмотра данных
Этого хватит...

Мощность нагрузки - не важна

Beer100
Offline
Зарегистрирован: 12.04.2011

А можно чуть-чуть подробнее, длоя начинающего...

Оптрпон в цеп, последоватерьно нагрузки?

SU-27-16
SU-27-16 аватар
Offline
Зарегистрирован: 13.08.2012

Результат интересен в виде временного графика включения-отключения.
В каком виде ? На чём увидеть надо ? Увидеть в реальном времени ? Или ?

SU-27-16
SU-27-16 аватар
Offline
Зарегистрирован: 13.08.2012

Нет , оптрон параллельно нагрузке

Beer100
Offline
Зарегистрирован: 12.04.2011

SU-27-16 пишет:

Результат интересен в виде временного графика включения-отключения.
В каком виде ? На чём увидеть надо ? Увидеть в реальном времени ? Или ?

 

Нет, не в раельном. Достаточно статистики.

Beer100
Offline
Зарегистрирован: 12.04.2011

К примеру, если это утюг, как реализовать?

SU-27-16
SU-27-16 аватар
Offline
Зарегистрирован: 13.08.2012

пост #2

SU-27-16
SU-27-16 аватар
Offline
Зарегистрирован: 13.08.2012

Ой , чуть посложнее - но вполне реализуемо....
К списку нужно добавить датчик тока

Длительность мониторинга - карта SD.... Хватит на 10 лет....

Beer100
Offline
Зарегистрирован: 12.04.2011

А на практике как?

Можно со схмемкой?

SU-27-16
SU-27-16 аватар
Offline
Зарегистрирован: 13.08.2012

Нет , нельзя
Времени нету.....

Есть раздел "Ищу исполнителя" , но там за денежку.....

axill
Offline
Зарегистрирован: 05.09.2011

Берете датчик тока (поиском по алиэкспресс current sensor) на ток не менее 12а для вашего случая

это может быть как датчик на основе эффекта холла включаемый последовательно с нагрузкой (типа asc712 на 20 ампер) так и неинвазивный трансформатор тока - этот представляет из себя катушку с дыркой в центре через которую пропускают один из проводов нагрузки (продевают как нитку через угольное ушко)

дальше берете программу для расчета тока для вашего датчика, ставите порого срабатывания (ну скажем в вашем случае это может быть 8-10 ампер) и как только порог превышен делаем запись о включении, как только ток упал ниже порога - запись о выключении

нужен будет модуль часов на ds3231 для точных моментов времени каждой записи

писать можно на SD карту и настройки делать с кнопок по дисплею (например текстовый дисплей 1602)

или же прицепить ethernet shield, настройки делать через вэб, а писать сразу в базу какого либо сервера или сервиса

kvv213
Offline
Зарегистрирован: 17.04.2016

А стоит ли городить огород, если есть готовые устройства?

 

Например, счетчик моточасов

Beer100
Offline
Зарегистрирован: 12.04.2011

Готовые денег стоит. А мне это надо сделать один раз. ))

К томуже, указанный счетчик считает моточасы, а мне нужно по времени фиксировать момент включения....

Logik
Offline
Зарегистрирован: 05.08.2014

Тут надо различать два случая. Если нагрузку вкл/откл снаружи и между комутирующим устройством и нагрузкой можно подключится, то проверяем подаваемое напряжение оптроном. Если устройство запитано постоянно и само комутирует нагрузку в своем составе и/или подключится нельзя, то проверяем потребляемый ток датчиком тока.

Делал слежение за работой стиралки. В саму машинку лезть неохота. Встроил в розетку трансформатор тока (ТТ), с дыркой который. Нормально получилось, только в розетке тесно очень, а ТТ не такой уж и маленький. Легко различается включение тена, движка и даже замка дверцы.  Напоминаю, что ТТ  должен быть нагружен сопротивлением не более чем в паспорте. Работа без нагрузки не допустима.

Beer100
Offline
Зарегистрирован: 12.04.2011

Тоже думаю, что ТТ самое подходящее решение.

А намотать самому его реально? Или гомороиться не стоит?

Logik
Offline
Зарегистрирован: 05.08.2014

Не стоит. Тысячи витков тонюсеньким проодом на тороиде..

axill
Offline
Зарегистрирован: 05.09.2011

Из готового можно поставить любой электросчетчик. Мощность тэна довольно постоянна, с точностью процентов 10 время можно высчитатьь поделив квт/час на мощность в киловаттах

Beer100
Offline
Зарегистрирован: 12.04.2011

Решил делать не неинвазивном датчике AC1025.

Что-то не могу найти вариантыы подключения к ардуинке.  Может кто нибудь ткнет меня носом? )))

dimax
dimax аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.12.2013

Ну возьмите за пример стандартный модуль,  рассчитайте резистор по аналогии..

Beer100
Offline
Зарегистрирован: 12.04.2011

Я так понял, стандартный модуль используется с постоянным током?

А в моем случае на резисторе получится синусоида. Ставить диодный мост или можно научить ардуино просто "понимать" наличие потенциала, хоть и переменного? Мне же достаточно зафиксировать только факт включения нагрузки.

trembo
trembo аватар
Offline
Зарегистрирован: 08.04.2011

"Факты включения нагрузки" бывают разных  типов:

1. Появление на нагрузке напряжения.

2. Протекание через нагрузку тока.

3. Акустический шум нагрузки.

..........

Соответственно датчики абсолютно разные.

Beer100
Offline
Зарегистрирован: 12.04.2011

Так я же написал, на каком я делаю.

Logik
Offline
Зарегистрирован: 05.08.2014

dimax пишет:

Ну возьмите за пример стандартный модуль,  рассчитайте резистор по аналогии..

Так это и есть ТТ, только на плате и с раземом. Резистор там нагрузочный, в пересчете не нуждается он в доке ТТ обозначен как не менее. брал здеся - http://ru.aliexpress.com/item/J34-Free-Shipping-DL-CT1005A-50A-10A-5mA-Wear-Core-Type-AC-Miniature-Current-Transformer-Sensor/32402098826.html 

Как и AC1025. Кстати этот удивил, он не Китай, он Индия 8)

Logik
Offline
Зарегистрирован: 05.08.2014

trembo пишет:

"Факты включения нагрузки" бывают разных  типов:

1. Появление на нагрузке напряжения.

2. Протекание через нагрузку тока.

3. Акустический шум нагрузки.

..........

Соответственно датчики абсолютно разные.

А если нагрузка - нагреватель, то п.3 исправить на нагрев. Если нагрузка вибратор - не знаю шо и написать ;)

Beer100
Offline
Зарегистрирован: 12.04.2011

Я не пойму, что делать с синусоидой на этом резисторе? Выпрямлять и потом на ардуино?

Logik
Offline
Зарегистрирован: 05.08.2014

Зачем выпрямлять? Так оцифровывать, ловить максимум, сглаживать и сравнивать с поргом.

dimax
dimax аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.12.2013

Beer100 пишет:

Я не пойму, что делать с синусоидой на этом резисторе? Выпрямлять и потом на ардуино?

Удобнее выпрямить и сгладить конденсатором -всего 2 детали. Тем более  нельзя просто так взять и подать переменку на вход АЦП, можно и защитный диод в порту МК сжечь.  Плюс выпрямленный и сглаженный сигнал сильно упростит скетч.  Я б  написал такой логгер на аналоговом компараторе с прерыванием, это 4-5 строчек кода. Но я железячник, программист несомненно скажет, что всё можно сделать программно :) Но код уже не будет в 5 строк :).  И не забудьте, что резистора на вашем трансформаторе  нет, и его нужно рассчитывать, что бы получить в опредёлённом диапазоне мощностей нужный диапазон напряжения. Так же желательна цепь ограничения напряжения с транформатора для защиты входа МК от импульсных помех (стабилитрон, супрессор).

Beer100
Offline
Зарегистрирован: 12.04.2011

Резистор расчитал. Там, в даташите, график для расчета. Все просто.

а стабилитрон ставить параллельно входу МК?

Logik
Offline
Зарегистрирован: 05.08.2014

dimax пишет:

Удобнее выпрямить и сгладить конденсатором -всего 2 детали. 

Целых две лишних детали. И кстати выпрямить напряжение менее вольта не так то просто, и влияние  падения на открытом диоде прийдется учитывать. И динамический диапазон обрежется снизу..

dimax пишет:

 Тем более  нельзя просто так взять и подать переменку на вход АЦП, можно и защитный диод в порту МК сжечь.  

Конечно. Токоограничивающий резистор в 10кОм решает все проблемы. Откуда вобще разговоры о слабости защитных диодов пошли? Вы где в даташет такое читали, поделитесь ссылкой. Про 40мА в пин по максимуму помню. И исходя из этого имеем защиту до 400В. Помоему достаточно.

dimax пишет:

  Я б  написал такой логгер на аналоговом компараторе с прерыванием, это 4-5 строчек кода. Но я железячник, программист несомненно скажет, что всё можно сделать программно :) Но код уже не будет в 5 строк :). 

Да. Скажу. Из работающего по переменному току: 

01void loop()
02{
03  unsigned int AnMax;  
04    
05  AnMax=0;
06    
07  for (byte i=0;i<240;i++)
08  {
09    unsigned int AnInp = analogRead(InpTT);
10    if (AnInp>AnMax) AnMax=AnInp;
11    delayMicroseconds(100);
12    if(FirsStep) Serial.println(AnInp);
13  }
14   
15  /* Сглаживаем максимальные значения мгновенного тока простым БИХ-фильтром */
16  SrMax=SrMax-(SrMax>>BIX_EXP)+AnMax;
17 
18  byte CurrState = SrMax>POROG?1:0;

Звиняйте что делей, но кроме этого в лупе только щелканье клапаном, потому решил делать блокирующее ожидание.

dimax
dimax аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.12.2013

Logik пишет:

 Откуда вобще разговоры о слабости защитных диодов пошли? Вы где в даташет такое читали, поделитесь ссылкой. Про 40мА в пин по максимуму помню. И исходя из этого имеем защиту до 400В. Помоему достаточно.

Ну да, в даташите про диоды не сказано. Но, думаю, подразумевается что 40ма -это максимальный ток ключевого транзистора на выходе порта. В режиме входа он вообще отключен.  А если подать переменку, даже через резистор, то.. Отрицательную полуволну переменного напряжения сразу примет на себя нижний диод, даже если допустить, что он вытянет 40 ма это ещё не отбой тревоги.  При   напряжении на входе МК, большем, чем  Vcc верхний диод начнёт стравливать лишнее напряжение в общую шину питания, вот это будет страшно.  Я конечно не подключал, всё это только размышления :)

Logik
Offline
Зарегистрирован: 05.08.2014

Ничего там страшного нет. Если контроллер с его нагрузками потребляет более чем ток в пин, то просто снизится нагрузка на преобразователь питания. Если менее - начнет расти напряжение питания и соответственно потребление схемы, пока не выровняется. Я такое наблюдал, контроллер запитан от стабилизатора 5В, а меряеш - 6В. Неприятно но не смертельно, темболее что для такого надо подать сотни вольт. А это в общем нереально на ТТ и его шунт 100-200 Ом, там все пыхнет .  Реально импульсы такие, но они вобще не проблема, емкости блокировки их поглотят. Сомниваюсь что стабилитрон выдержит теж 40мА не сгорев, разве что сдоровенный под гайку ставить))

 Так шо смело схему-минималку можна лепить. К коду ранее выложеному добавлю расчет констант 

01/* Пороговое значение тока */
02#define  POROG_mA    400
03/* Параметры измерительной схемы  */
04#define  R_transform 220           // нагрузка трансформатора тока
05#define  K_transform (10000/5)     // коэфф. трансформации
06#define  K_ADC       (102400/256)  // единиц АЦП на 1 вольт
07 
08/* Расчет порогового значения на выходе АЦП*/
09#define  POROG_ADC   ((K_ADC*POROG_mA/1000)*R_transform/K_transform)
10 
11/* Степень сглаживания, больше значение - сильней сгладит */
12#define  BIX_EXP 6
13 
14/* Расчет порогового значения после сглаживания*/
15#define  POROG (POROG_ADC<<BIX_EXP)

 

Beer100
Offline
Зарегистрирован: 12.04.2011

Так что, можно напрямую к МК подключать выход с датчика тока?

Что-то страшно, вдруг там броски большие?

Andy
Andy аватар
Offline
Зарегистрирован: 01.01.2016

Beer100 пишет:
Так что, можно напрямую к МК подключать выход с датчика тока?
Если контроллер не жалко - подключи. Ставлю 100% на то, что сдохнет. Logik и dimax видимо никогда на тиристорный эффект не наступали.

Beer100
Offline
Зарегистрирован: 12.04.2011

а как защитить? 

Andy
Andy аватар
Offline
Зарегистрирован: 01.01.2016

Beer100 пишет:
а как защитить?
Приводить к уровням контроллера, а не гадать сдохнет/не сдохнет. Например так:

Beer100
Offline
Зарегистрирован: 12.04.2011

А номиналами помножите?

Andy
Andy аватар
Offline
Зарегистрирован: 01.01.2016

В данном случае не имеет принципиального значения, диод и транзистор практически любые, резисторы пусть будут одинаковые в диапазоне 1К - 10К.

m-zzz
Offline
Зарегистрирован: 30.05.2015

Для изготовления блока управления промышленным пылесосом, я сделал так:

Взял малограбаритный трансформатор(на обычном трансформаторном железе, для наших целей оно предпочтительнее ферритовых колец и т.п.) Намотал первичку в примерно десяток витков провода D 2,2мм.

и вторичку - сотни полторы обычного тонкого обмоточного провода, диаметр не столь важен, поскольку токи там мизерные. 

Вторичка намотана сразу, поверх нее уложена первичная обмотка, так удобнее наматывать.

При нагрузке 2,5кило, транс даже не теплеет. напряжение на выходе примерно 1,6В переменки.

Чтоб не париться с полуволнами, и т.п. после вторичной обмотрки поставлен выпрямительный диодный мост.

Минус его воткнут сразу на массу, плюс через резистор 100 Ом подключен на три поледовательно включенных диода (получился аналог низковольтного стабилитрона, напряжение на них не превысит 2 вольт при любой возможной нагрузке).  С них и берется сигнал управления на аналоговый вход  Дуни. 

Параллельно входу так же включены электролит 47МК 25В(возможно и поменьше поставить) и резистор 640 Ом.

Конденсатор сглаживает пульсации, резистор обеспечивает разряд конденсатора.

Работает все без каких либо нареканий. Нагрузки больше 2,5 не давал, нечем было нагрузить, но уверен, что и под десяток кило все бы нормально работало, падение напряжения на трансе ничтожное...

m-zzz
Offline
Зарегистрирован: 30.05.2015

По скетчу просто указывается превышение уровня, которое я считаю включенной нагрузкой, после чего включаю турбину пылесоса.

Я подобрал включение при величине нагрузки примерно в районе 160-170Вт.

А то фирменный DeWalt реагирует даже на включение в его розетку паяльника на 40W, а это все же перебор..

Впрочем перешить не проблема в любое время, и на любое значение.

Штирлиц
Штирлиц аватар
Offline
Зарегистрирован: 13.06.2015

Beer100 пишет:

 Мне же достаточно зафиксировать только факт включения нагрузки.

Ребята!  По моему ТсС достаточно то , что предложил SU-27 -16 в пост №2.Ну или реле , обмоткой паралельно нагрузке и контакт , замыкающий цифровой вход ардуины. А расчет температуры термоядерного синтеза ему пока не нужен.

m-zzz
Offline
Зарегистрирован: 30.05.2015

Штирлиц пишет:

Ребята!  По моему ТсС достаточно то , что предложил [skipped]

Было бы достаточно, следующим постом он бы наверное написал, типа "спасибо за помощь, проблема решена"...

Однако, при его активном участии обсуждение вариантов продолжается..

Так что скорее всего этот вариант не исчертывающе подходит, раз TC обсуждаются и другие способы "расчета температуры термоядерного синтеза".

Кстати, потому и получается такая бездна вариантов, что на этом форуме топикстартеры часто ставят техзадания в стиле "УгадайЧегоМнеНадо". И приходится или гордо молчать и топать мимо... или выяснять что требуется, какие есть условия? Варианты предлагать, из опробованного.

Имеется, правда, и качественно лучший вариант - просто обучиться телепатии, но у меня с этим что то не заладилось. Возможно кто то окажется более талантливым.

Beer100
Offline
Зарегистрирован: 12.04.2011

Спасибо за варианты, но в моем случае нет доступа к самой нагрузке. И врезаться в цепь потребителя тоже нельзя.

axill
Offline
Зарегистрирован: 05.09.2011

Beer100 пишет:

Так что, можно напрямую к МК подключать выход с датчика тока?

Что-то страшно, вдруг там броски большие?

можно, но не совсем напрямую, вот например https://openenergymonitor.org/emon/node/58

нужна только та часть, что для измерения тока

Beer100
Offline
Зарегистрирован: 12.04.2011

Andy пишет:

Beer100 пишет:
а как защитить?
Приводить к уровням контроллера, а не гадать сдохнет/не сдохнет. Например так:

Все собрал. Вот результат:

при включении нагрузки, напряжение на коллекторе падает с 5 до 2,8В. 

Так и должно быть?

Andy
Andy аватар
Offline
Зарегистрирован: 01.01.2016

Я полагаю на коллекторе должны быть импульсы от 0 до +5в частотой 50Гц.

axill
Offline
Зарегистрирован: 05.09.2011

От нуля никак не будут, от 0.6в до 5в и не 50 герц, 100 с пропусками, ибо одна полярность у нас закорочена диодом

чтобы так было надо расчитать правильно нагрузочный резистор ТТ и резистор в базе транзистора

обычным вольтметром увидим только среднее, 2.8в это или усреднение или не полностью открытый транзистор

Andy
Andy аватар
Offline
Зарегистрирован: 01.01.2016

axill пишет:
и не 50 герц, 100 с пропусками, ибо одна полярность у нас закорочена диодом
Жгешь!!! Походу за попкорном надо идти.

gena
Offline
Зарегистрирован: 04.11.2012

 Я бы сделал так. Параллельно нагрузке включаю зарядное устройство для мобильника. Выходное напряжение этого зарядника с помощью двух резисторов уменьшаю до четырёх Вольт. Это четырёхвольтое напряжение подаю на цифровой вход ардуины. Для сбора статистики и построения графика использую программу "Realview 3.0" или аналогичную. http://arduino.ru/forum/obshchii/posovetute-programmy-vizulizatsii-izmerenii-na-pk

Beer100
Offline
Зарегистрирован: 12.04.2011

gena пишет:

 Я бы сделал так. Параллельно нагрузке включаю зарядное устройство для мобильника. Выходное напряжение этого зарядника с помощью двух резисторов уменьшаю до четырёх Вольт. Это четырёхвольтое напряжение подаю на цифровой вход ардуины. Для сбора статистики и построения графика использую программу "Realview 3.0" или аналогичную. http://arduino.ru/forum/obshchii/posovetute-programmy-vizulizatsii-izmerenii-na-pk

странно, что меня многие не слышат.

у меня нет доступа к потребителю и коммутации! Есть только кабель, которым она подключена к сети.