Consejo para medir con uC Tension de línea y corriente

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Re: Consejo para medir con uC Tension de línea y corriente

Notapor HJ » Jue Abr 25, 2013 6:39 pm

Dale una mirada a este enlace, aunque dudo que aquí los consigas, pero es cuestión de preguntar.
http://www.allegromicro.com/en/Products/Current-Sensor-ICs/Zero-To-Fifty-Amp-Integrated-Conductor-Sensor-ICs.aspx

Saludos
HJ
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Re: Consejo para medir con uC Tension de línea y corriente

Notapor Switchxxi » Jue Abr 25, 2013 6:45 pm

Gracias Mario, como sensor tenia planeado usar el A1302 lineal obviamente :D si fuera switch ya lo hubiese conseguido porque de ese tenían :evil:
Los núcleos que tengo a mano son precisamente recuperados de fuentes de PC :D . Buscare el mas brillante de los que tengo.
Gracias por contestar, pensé que los núcleos para este tipo de aplicaciones se compraban ya ranurados.
También se me cruzo una especie de bobina de Rogowski ya que tengo por ahí las laminaciones que me sobraron del trafo que arme para la fuente (pensaba usar la I). Que por lo que vi de las pinzas aperométricas no parecen distar mucho de eso :lol:

Después veo que sale de todo esto :D

Saludos.
- Javier -

PD: No problem Siberian. También yo me equivoco... y mucho... y muchas veces... ;)
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Re: Consejo para medir con uC Tension de línea y corriente

Notapor elgarbe » Jue Abr 25, 2013 8:24 pm

fer650 escribió:Hola, la corriente es solo para que actúe una protección o necesitás saber el valor justo?
Saludos,
Fernando


En un inicio con detectar el cruce por cero de la tension y de la corriente me bastaría, pero ya que me voy a poner a renegar con esto, mejor sería poder medir de una forma mas o menos precisa el valor de la tension y la corriente también. No quiero llegar a un instrumento de laboratorio, con 5% de error o más me sirve.

La idea es un simple cofímetro, pero ya si estoy midiendo cos fi, que mejor que medir Pq, Pa y Ps....

Saludos!
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Re: Consejo para medir con uC Tension de línea y corriente

Notapor elgarbe » Jue Abr 25, 2013 8:31 pm

Mario escribió:Hola Garbe!

Si lo que necesitas es trabajar sobre AC, la medición de tensión de línea más lineal y precisa que yo he logrado, ha sido de ESTA manera.
En lo que a corriente respecta, usando un toroide de polvo de hierro ranurado y con un sensor Hall en la mencionada ranura. Esos son los métodos más lineales y precisos que he ensayado en su momento. Sobre éste último, nunca logré resultados sencillos y rápidos (los tiempos que "imponía" el anterior trabajo), pero investigando por ese lado, creo que vendrían los mejores resultados.

Saludos!
Mario


Entiendo, quería evitar los trafos, pero si no queda otra lo voy a considerar.
En cuanto al toroide, cual te parece más apropiado? La idea es medir corrientes de no mas de 4A en principio...
Aparentemente puedo conseguir el A1302KUA-T de allegro. Es rail to rail y ratiometrico, creo que eso simplifica las cosas. Podrá ir? alguna base teórica para leer? o es probar y medir?

Saludos!
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Re: Consejo para medir con uC Tension de línea y corriente

Notapor elgarbe » Sab Abr 27, 2013 8:37 pm

Bueno, comenzaron las pruebas para el amperímetro. Me falta bastante teoría, pero quise arrancar a ensayar y probar como para ir viendo resultados.
Comencé con la medicion de corriente con un sensor Hall y un toroide de polvo de hierro, como sugirió Mario. Al toroide le hice un corte para que entre el sensor lo mas justo posible y luego le di forma para que la seccion del corte sea lo mas parecida al tamaño del sensor, así evitamos líneas de campo que no pasen por el sensor. Para que se entienda van unas fotos:

Imagen
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Imagen
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Bueno, luego decidí armar un circuito básico para realizar algunas mediciones. En este primer video una muestra de lo obtenido:



Bien, luego mejoré un poco el equipamiento, puse 2 multìmetro para medir bien las magnitudes y tomar nota para registrar. Aquí el segundo video:



Finalmente el gráfico de las primeras mediciones y tendría que poner una foto de la cara de sorpresa que puse cuando salió prácticamente Lineal...:

Imagen

Bien ahora necesito un poco de ayuda para diseñar un restador de 2.5V (o por lo menos 2V para no pasar a tensiones negativas) y un amplificador con ganancia 10 para mejorar las mediciones. En este momento cuento con 1 LM358 y 1 C04558N... ayuda?

Saludos!
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Re: Consejo para medir con uC Tension de línea y corriente

Notapor Switchxxi » Dom Abr 28, 2013 12:40 am

Hola. Yo había empezado también a jugar un rato con el mismo sensor lo malo es que apenas termine de hacerle la ranura al núcleo se me partió :cry:.
Hice algunas pruebas con el núcleo como estaba, ya que el mismo va dentro de una carcasa de plástico que le había echo agujeros para sacar los terminales del sensor y termine con el mismo problema, sin campo magnético la salida es de 2.5v (también alimento con 5v).

Yo había dibujado este circuito:

28042013368.jpg


En teoría debería funcionar y restar los 2.5v del sensor ademas de amplificar la señal por 10. En mi caso el sensor sube de tensión con un campo magnético, imagino que estará con los polos invertidos al tuyo.

Que el sensor mida un magnetismo remanente puede ser debido a que el núcleo quede magnetizado. Cuanto mas duro es el metal mas magnetismo retiene -el hierro se magnetiza menos que el acero por ejemplo-. Imagino que acá se da el mismo caso ya que al ser polvo de hierro debería quedar magnetizado.

Yo no había echo muchas pruebas ya que primero quería terminar de armar la carga fantasma ademas de que no tenia ganas de ranurar otro núcleo. Así que imagino que mañana haré las pruebas.

Lo que si note con mi sensor es que si acerco un imán la tensión sube, si lo doy vuelta la tensión permanece en 2.5v cuando debería bajar. No creo haber conectado mal el sensor pero tampoco le di mucha pelota.
Ahora lo que tengo que hacer es armar todo de nuevo y ya con la carga fantasma (http://www.sleepyrobot.com/?p=136 -aunque yo use el LM358 y el MTP3055 sin capacitores raros ni nada y no oscila para nada) es cambiar del diagrama que subí el divisor resistivo por un potenciómetro para poder ajustar la tensión de referencia (el restando) y la resistencia de 10k por un pote para ajustar la ganancia y dejarlo en 1v/A o intentar dejar un numero redondo así no me complico en software luego.

Muy buenos vídeos, no sabia que eran tan lineal el sensor. Si encuentro algo mas lo pondré acá. Por lo pronto gracias por el aporte.

Saludos.
- Javier -
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Re: Consejo para medir con uC Tension de línea y corriente

Notapor elgarbe » Dom Abr 28, 2013 9:43 am

Javier, como andas!

El circuito que probaste es casi el mismo que yo estaba probando, pero me quedan muchas dudas con las tensiones de alimentacion del OPAMP, nunca me acuerdo en que casos debe ser simétrica y en que casos podemos poner -Vee a GND. Debo reconocer que de la facu, lo que no he usado se ma ha olvidado bastante. Aunque ahora que lo veo y lo pienso no puse el seguidor de tensión, quizá sea lo que me traia problemas, porque cuando conectaba la entrada del opamp al divisor resistivo me caia la tension en el divisor, como si el opamp cargase mucho al divisor....

Para eliminar el magnetismo remanente estaba pensando en un segundo bobinado conectado a una señal alterna para "desmagnetizar", si es eso lo que sucede.
A mi me pasa algo raro tambien que no le di bola pero me quedó dando vueltas. Con una bobina si la pongo en un sentido el sensor baja la tension al subir la corriente, pero si la doy vuelta pasa lo mismo, al subir la corriente baja la tension :shock: Recien anoche a última hora me sucedio lo contrario, bobine el toroide denuevo pero ahora con 20 vueltas y aparentemente la bobine alreves porque ahora cuando sube la corriente sube la tension, jeje. No le di mucha bola, pero despues voy a probar un poco más.

Por la carga fantasa, yo tambien estaba en lo mismo, estaba esperando a armarla para hacer estas pruebas, pero como consegui todo ayer y la rodilla no me permitió jugar el picadito del sábado me puse a hacer esto. Otra opción para pruebas rápidas es ponerle el limite de corriente a la fuente (independiente del circuito del sensor) e ir variando dicho límite.

A mi también me sorprendio la linealidad y fijate lo que pasa con el gráfico con más vueltas:

Imagen

La ecuacion de dicha recta es 0,187 X + 2,513 en el caso anterior era era 0,04X... habría que ver tambien donde esta el límite de vueltas que le podemos meter sin llegar a tener una resistencia significativa y teniendo en cuenta el rango que queremos medir.

La otra prueba que me resta es medir en alterna que es mi objetivo principal y ver que pasa.

Por cierto, si llegas a tener algo de info sobre estos núcleos y la fabricacion de bobinas en ellos me vendría bien para plantear algún calculito...

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Re: Consejo para medir con uC Tension de línea y corriente

Notapor Switchxxi » Dom Abr 28, 2013 12:17 pm

elgarbe escribió:Javier, como andas!

El circuito que probaste es casi el mismo que yo estaba probando, pero me quedan muchas dudas con las tensiones de alimentacion del OPAMP, nunca me acuerdo en que casos debe ser simétrica y en que casos podemos poner -Vee a GND. Debo reconocer que de la facu, lo que no he usado se ma ha olvidado bastante. Aunque ahora que lo veo y lo pienso no puse el seguidor de tensión, quizá sea lo que me traia problemas, porque cuando conectaba la entrada del opamp al divisor resistivo me caia la tension en el divisor, como si el opamp cargase mucho al divisor....


En un principio también había puesto el divisor directamente (parte borroneada :lol:) pero después y dado que tenia dos AOP le puse seguidor de tensión ya que no estaba entrando en la pata no inversora (alta impedancia de entrada, varios Mohm) sino la inversora (baja impedancia de entrada, 1k en este caso).
Creo que asi como estaba funcionaba, se que lo arme en el protoboard pero mucha pelota no le di. Dentro de un rato, luego de comer me pondré a ranurar otro núcleo y empezar a jugar de nuevo.
Lo malo es que no tengo multimetros precisos ni dos fuentes de tensión -que seria la que estoy construyendo ahora :lol:-


elgarbe escribió:Para eliminar el magnetismo remanente estaba pensando en un segundo bobinado conectado a una señal alterna para "desmagnetizar", si es eso lo que sucede.
A mi me pasa algo raro tambien que no le di bola pero me quedó dando vueltas. Con una bobina si la pongo en un sentido el sensor baja la tension al subir la corriente, pero si la doy vuelta pasa lo mismo, al subir la corriente baja la tension :shock: Recien anoche a última hora me sucedio lo contrario, bobine el toroide denuevo pero ahora con 20 vueltas y aparentemente la bobine alreves porque ahora cuando sube la corriente sube la tension, jeje. No le di mucha bola, pero despues voy a probar un poco más.


Si el magnetismo remanente se suma al resultado osea tenes un offset y si usas un microcontrolador puedes, con un relé por ejemplo, al iniciar cortar la señal a medir, leer el valor y luego restarlo por software. Es un poco mas complicado de programar pero lo veo mas complicado usar un desmagnetizador.
De todas formas tu estas jugando en DC, en AC el campo magnético ya estará variando en intensidad y en polos así que ahí ya se debería solucionar tu problema. Si queda magnetizado en un sentido al cambiar la onda al otro semiciclo contrarrestara el magnetismo para magnetizarlo de la forma inversa.

elgarbe escribió:La otra prueba que me resta es medir en alterna que es mi objetivo principal y ver que pasa.


Habría que ver hasta que punto puedes colocar mas espiras y como influencia, recuerda que en tu caso tienes una amplitud modulada pasando por una bobina. La portadora sera de 50Hz y la modulante la intensidad de corriente. En ese caso puede variar la señal que has medido en DC si la bobina empieza a atenuar por la frecuencia.
Ademas de que cuanta mas espiras pongas mas grueso debe ser el alambre ya que a mas longitud mas resistencia, mas caída de tensión, mas potencia disipada. ;)

elgarbe escribió:Por cierto, si llegas a tener algo de info sobre estos núcleos y la fabricacion de bobinas en ellos me vendría bien para plantear algún calculito...

Saludos!


Como en mi caso es solo para una fuente y nada mas no me moleste mucho en buscar info ya que tenia planeado medir, ir agregando espiras para escaparle a una variación en tensión muy chica que me caiga dentro del área del ruido del AOP y luego acondicionarla sumando/restando/multiplicando para tener una señal lo mas fácil de calcular luego por micro para controlar la fuente. Ademas de que los núcleos no son comprados sino recuperados y como nunca trabaje con núcleos ni siquiera sabría darle una aproximación de que propiedades tendrían.

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Re: Consejo para medir con uC Tension de línea y corriente

Notapor Switchxxi » Dom Abr 28, 2013 8:47 pm

Me di por vencido, creo que pondré un shunt en el negativo de salida de mi fuente y midiendo lo que cae en el mismo haré los cálculos en software para corregir el error :lol: .
Me volvió loco, no tenia paciencia de jugar con las espiras, el tester no es lo mejor, el sensor hacia lo que quería hasta que me di cuenta que me había olvidado de poner un capacitor de filtro -sin capacitor la salida jamas baja de 2.5v solo sube-. Por apurado diseñe un par de pistas mal en la carga fantasma así que no andó y como no tenia ganas de reparar empezare a hacer otra placa teniendo en cuenta de corregir todo y revisar cosa que yo no había echo :cry: .

El amplificador funciona, el problema es que si tienes una tensión alterna (cosa que me olvide de pensar) cuando la resta sea negativa la salida sera cero, pero por software puedes hacer, incluso así, los cálculos ya que solo medirás la corriente pico de una semionda que tendrá el mismo valor pero invertido de la otra semionda.

Me paso que no puedo medir corrientes pequeñas pero con 1.7A saturo el sensor. Así que no me sirve, imagino que si saco espiras puedo llegar a medir corrientes mas altas pero si con la cantidad de espiras no mide corrientes de 10mA de poco y nada me sirve. De todas formas debe ser el montaje del sensor con el núcleo, le hice un agujero de 4mm porque no quería que se partiese y ahí metí el sensor. Debería probar con otros materiales.

Información me olvide de poner, acá tienes cálculos del campo magnético con respecto a la corriente, numero de vueltas, etc.
http://www.allegromicro.com/en/Design-Center/Technical-Documents/Hall-Effect-Sensor-IC-Publications/Non-Intrusive-Hall-Effect-Current-Sensing-Techniques-for-Power-Electronics.aspx

Ojala te sirva. Me pareció bastante interesante.

Quizás otro día con mas ganas vuelva a jugar con esto. Pero imagino que sera cuando tenga la fuente andando porque con una sola se me complicaba :lol: .

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Re: Consejo para medir con uC Tension de línea y corriente

Notapor elgarbe » Dom Abr 28, 2013 9:41 pm

Yo al núcleo me olvide de decirte, lo agarre en la morsa y con una amoladora y un disco ultrafino (para cortar inoxidable, es de 0,8mm de espesor) lo corté de una. luego le hice el chanfle para que la seccion se asemeje a la del sensor y todas las líneas de campo vallan por ahí. Si le haces un agujero y el núcleo queda unido entonces puede ser que se te sature y es probable que el sensor no mida, ya que las líneas de campo se irán por el metal y no por el aire.

El amplificador restador que me pasaste lo voy a probar en la semana, deje un rato esto para avanzar con el sensor optico del mouse de otro proyecto.

Voy a mirar un poco el link de allegro haver si puedo obtener algo de teroía para que los pibes estudien y entiendan algo.

Por cierto, que fuente estás por armar?

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