Medir potencia con un microcontrolador

[cesarigue]

Tenemos una resistencia calefactora varia su potencia de acuerdo al angulo de disparo que tiene su Triac asociado.
La idea es que variamos la potencia variando el angulo de disparo y tenemos que medir la potencia que le llega a la resistencia y mostrarlo en vizualisadores de 7 segementos.

Alguna idea para medir la potencia? considerar que son voltajes y corrientes alternas.
220v y un maximo de 2A.

Gracias por la respuesta!

 

[krathor]

Hola cesarigue, yo estoy en este instante intentado enterarme de lo mismo, he leido comentarios de colacar una resistencia y por la caida de voltaje calcular la intensidad, pero lo cierto es que no estoy muy puesto en electrónica.

Estoy haciendo un circuito para manejar potencia desde un pic a traves de triacs y optoacopladores he creado unos esquemas que cuelgo(no se si estan bien) y me gustaria añadirle un voltimetro y un amperimetro para calcular la potencia y hacer la función de guardamotor ( si la potencia sube parar el sistema), ademas de crear registros para controlar los consumos históricos de dichos elementos, asi que me une a este post a ver que información puedo gorronear .

PD. Puedes adjuntar el sistema de control de los triacs que utilizas

 

[Fogonazo]

Tenemos una resistencia calefactora varia su potencia de acuerdo al angulo de disparo que tiene su Triac asociado.
La idea es que variamos la potencia variando el angulo de disparo y tenemos que medir la potencia que le llega a la resistencia y mostrarlo en vizualisadores de 7 segementos.

Alguna idea para medir la potencia? considerar que son voltajes y corrientes alternas.
220v y un maximo de 2A.

La idea es totalmente posible, pero de entrada veo un inconveniente, la forma de onda de la tensión y de la corriente van a ser bastante complejas, lo que se traduce en una difícil conversión a un valor RMS como para poder calcular correctamente la potencia aplicada.
Existen unos integrados de Analog Devices que convierten tensiones con formas de onda “Raros” en valores True RMS, necesitarías 2, uno para corriente y otro para tensión.

 

[kidpic]

Muchachos existe un integrado de mcp3905 que tiene una salida de pulsos proporcional a la npotencia que se esta consumiendo. esto lo podemos ver en un lcd.

 

[cesarigue]

Tienes alguna experiencia usando el integrado que mencionas para medir potencia?
Me gustaria que me indicaras como lo usaste.
Gracias.

El circuito que uso de triac es una simple conexion en serie ya que con eso basta para el uso que le vamos a dar.
El disparo lo hace un microcontrolador que detecta el cruce por cero de la fuente de alimentacion y calcula despues de cuanto tiempo debe mandar el pulso para que llegue una determinada potencia.

 

[kidpic]

Lo encontre en la red, y lei publicaciones de revistas no tengo experiencia.

 

[mecatrodatos]

que tal mira te dejo un proyecto que puede cumplir con tus necesidades esta el montaje en proteus , codigo fuente y .hex

 

[cosmefulanito04]

No pude ver el circuito que pusieron arriba, pero te puedo dar una idea:

Entre los bornes de resistencia calefactora, pone 2 resistencias en serie muy altas respecto a la calefactora en paralelo con la calefactora (divisor resistivo) para obtener la tension. Luego podrias poner una R en serie de shunt (creo que se escribe asi) con la calefactora para obtener la corriente o en caso de saber el valor de la resistencia, la potencia la podrias obtener en funcion del valor de la R calefactora y la tension.

Luego usas un ADC para obtener las medidas. Por ultimo tendras que calcular el valor eficaz de lo que obtuviste.

 

[cesarigue]

Lo mencionado ultimo es bastante lógico, tambien lo pense pero el gran problema es hallar la potencia instantanea!
Para ello deberia integrar y la verdad no veo la forma de hacerlo con un microcontrolador.

 

[cosmefulanito04]

Pero leer la potencia instantanea es medio complicado para el usuario. Pensa que si la tension es senoidal de 50 Hz, en 20 mSeg se repite nuevamente la señal una y otra vez.

Lo que deberias hacer es informar la eficaz, o a lo sumo hacer una escala con leds de 3 colores verde - amarillo - rojo (tipo un vumetro).

Si estas trabajando con 50 Hz, con cualquier conversor de 1/2 pelo te alcanza para muestrear la señal y luego obtener su valor eficaz.

La precision de la medicion estara dada por la tolerancia que tengan tus resistencias incluyendo la calefactora en caso de que obtengas la corriente en forma indirecta.

 

[Beamspot]

Integrar de forma digital es lo más sencillo del mundo: sumar.

Cuidado, este tipo de circuito, aparentemente sencillo, es muy peligroso debido a las tensiones y corrientes involucradas.

Además, el control de potencia por ángulo de disparo de un tríac es magníficamente no senoidal, introduciendo harmónicos y toda la puñeta. Aún así, la potencia instantánea no se calcula integrando, si no multiplicando la corriente por la tensión. Lo que hace falta integrara para ver la potencia eficaz, es la energía consumida durante algunos ciclos, lo cual sigue siendo la suma de los productos de tensión y corriente (vigila los signos) durante un ciclo. O incluso varios, y luego dividirlo...

 

[MGustavo]

cesarigue: Mira, podrias reducir los valores de tensión y corriente usando Transformadores de Medición TV y TI (Busca la relación que más se adapte a tu circuito, Ejemplo 200/5). Con valores más chicos, ya es más fácil trabajar.

Con operacionales se puede hacer un circuito MAV muy sencillo con operacionales (Está en el libro Driscoll, así se llama creo), que es un circuito que nos entrega una continua a la salida.. (Correspondiente al valor eficaz de una onda de entrada).

Bueno ahi ya tenés el valor eficaz de Tensión y Corriente (Claro.. Teniendo en cuenta la relación de los transformadores y eso .. cálculos).

Faltaría el ángulo o coseno PHI y listo.. ya podés calcular la potencia.
Para el circuito MAV no interesa la onda de entrada .. lee que en el libro explica. Yo no lo tengo.

Y finalmente el coseno de PHI, lo detectas midiendo la diferencia de tiempo entre dos pulsos de onda cuadrada (uno de Tensión y otro de Corriente), que los podes generar con un circuito comparador (operacionales).

Bueno ... y código!

Espero que te sea útil la idea.

Saludos!

 

[ll026]

Buenas noche, yo estoy realizando un proyecto parecido, quisiera que alguien me ayudara ha conseguir un circuito que me permite acondicionar la señal de corriente para introducirla al microprocesador, como muy a manejar corriente altas voy a utilizar un toroide. Sabria agredecer mucho la ayuda...

 

[MGustavo]

ll026: En el post anterior al tuyo mencioné como lo podes hacer. Si buscás algo ya hecho, andan dando vueltas un par de circuitos sobre el tema de medir potencia y eso. Busca un poco en Google y los vas a encontrar:

Departamento de Ingeniería Electrica UNNE

Saludos..

 

[ll026]

Graicas.... Si pudieras conseguir el nombre de libro seria perfecto.... Muchas gracias nuevamente..

 

[MGustavo]

ll026: No se a que libro te refieres (No sé si es para mí esa respuesta).

A lo que yo me refería son unos documentos, en donde plantean la idea del circuito.

• Rele varimétrico con Microcontrolador
• Cofímetro Digital Industrial

Son del Departamento de Ingeniería Electrica UNNE

Buscalo con esos nombres, no los tengo a mano.

Saludos

 

[chorvat]

Si es para una carga puramente resistiva y que tenga una inercia termica apreciable, se podria usar un controlador por ciclos, en vez de manejar el ángulo de disparo. Produce mucho menos ruido en la linea, ya que el disparo se hace en el cruce por cero y se controla la presencia o ausencia del semiciclo completo. En un segundo tenés 100 semiciclos para controlar.
Saludos.