ARDUINO MĚŘENÍ AC PROUDU V 3FÁZÍCH

Vágner Vlastimil

Přípravek umožňuje měření AC proudu v 3fázích rozvodu střídavého napětí 3 x 230/400V AC s Arduino Uno nebo Arduino Nano, se zobrazováním na LCD displeji. Konkrétní přípravek je vyroben podle požadavku kolegy na měření AC proudu, kdy jsou měřící transformátory proudu osazeny na fázové vodiče v přívodu od FTV v domovním rozvaděči. Pro přehled proudového odběru na LCD displeji v jednotlivých fázích při výpadku komunikace mezi mobilním zařízením a střídačem, nebo při dlouhodobém výpadku distribuční sítě (údržba sítě a podobně) a možnosti odpínání napájení méně nutných spotřebičů pro co nejdelší možnost napájení nutných spotřebičů při napájení z FTV. Popis úpravy v silovém zapojené není součástí tohoto popisu a je čistě individuální.

POPIS PŘEVODNÍKU

Schéma zapojení převodníku je na Obr.č.01 jde o zapojení třech shodných zapojení pro měřící transformátory proudu, aby mohli být připojeny k analogovým vstupům Arduina. Převodník tvoří rezistorový dělič napětí který z napájecího napětí +5V tvoří napětí +2.5V DC a pro napětí AC z výstupu měřícího transformátoru tvoří offset ( ~ 2.5V) pro vstupy Arduina. Tyto není možné přímo připojit na výstup proudového transformátoru, použitý keramický kondenzátor společně s elektrolytickým kondenzátorem snižuje šum. Na Obr.č.02 je schéma připojení převodníků proudových transformátorů ke vstupům na desce Arduino Uno ( U desky Nano je připojení napětí, vstupů, výstupu dáno označením na této desce), společně s připojením LCD displeje 4 x 20 znaků se sériovým rozhraním. Použití LCD displej se sériovým rozhraním využívá pouze dvou vodičů TXD na Arduinu a GND. Převodníky pro proudové transformátory jsou osazeny na jedné univerzální vrtané destičce, napájení převodníků a LCD displeje je +5V z desky Arduina na desce jsou osazeny i šroubové svorkovnice pro připojení přívodů od měřících transformátorů a napájení LCD displeje. Deska převodníků i deska Arduina je namontována na montážní desku, tato je upravena rozměrově z kuchyňské desky na přípravu surovin.

MĚŘÍCÍ TRANSFORMÁTOR PROUDU

Velice důležité je upozornit na to že pokud je měřící transformátor proudu osazen na vodič kde chceme měřit proud NIKDY NESMÍ JEHO VÝVODY ZŮSTAT NEZAPOJENY! POKUD JE ODPOJEN OD VYHODNOCOVACÍ JEDNOTKY MUSÍ SE JEHO VÝVODY SPOJIT. JINAK DOJDE K JEHO POŠKOZENÍ. Výstup proudového transformátoru pokud není připojen zátěžový (snímací) rezistor tak pracuje v proudovém režimu, v případě připojení zátěžového (snímacího) rezistoru pracuje v napěťovém režimu.

Pro převodníky s uvedenými hodnotami zátěžových (snímacích) rezistorů a programem je možné použít měřící transformátory proudu DL - CT08CL10, měřící proud je 0 – 20A AC doporučený zátěžový (měřící) rezistor je 100R. Počet závitů na primární straně je 2000 převodní poměr vstupního a výstupního proudu je 20A : 0.01A. což dává na výstupu výpočtem 1V. Další možný typ proudových transformátorů které je možné použít (již jsem použil v [1]) jsou měřící transformátory proudu od modulů na měření napětí a proudu z „webu hezký den“ u kterých jsou pouze údaje 0 – 100A AC výstupní napětí je také 1V. V případě použití měřících transformátorů ACT – 013 – 000 „ jde o měřící transformátor proudu který má dělené jádro, je nutné POUŽÍT POMOCÍ VÝPOČTU JINÉ HODNOTY ZÁTĚŽOVÝCH (SNÍMACÍCH) REZISTORŮ. Počet závitů na primární straně je 2000 měřící proud je 100A AC (maximální měřený proud je 120A AC) převodní poměr vstupního a výstupního proudu je 100A : 0.05A. Maximální hodnota zátěžového (měřícího) rezistoru je 100R podle technické dokumentace. Výpočtem s uvedeným rezistorem je hodnota vstupního napětí na vstupy A/D Arduina +5V, tato hodnota zátěžového (měřícího) rezistoru je nepoužitelná a musí být použita výpočtem jiná hodnota zátěžového (snímacího) rezistoru. Tak aby při plném zatížení 100A uvedeného proudového rezistoru bylo vstupní napětí na vstupech A/D Arduina v rozsahu 0 – 2.5V.

PROGRAM

Program má název LCD_3f_MĚŘENÍ_AC_PROUDU.INO v programu se mění pouze hodnoty k použitým měřícím transformátorům proudu a to hodnota L1_rezistor, L2_rezistor, L3_rezistor a hodnota převod.