Düşük AC akımda Aktif Güç ölçme

[taydin]

Belki de kullanım kılavuzunda bir baskı hatası var. Güç ölçümü için akımın 10 A den az olması lazım diyecekken tam tersini yazmış olabilirler.

Ama ölçüm toleransları çok iyi. UT230 ve UT240 serileri pens ampermetre stilinde olduğu için toleranslar çok yüksek %3 - %5 gibi. Ama UT71E şönt ile ölçüm yapıyor o yüzden toleranslar %2 lerde. Eğer lineer olmayan yükleri de ölçüyorsa, küçük güçler için en uygun cihaz bu gibi duruyor.

 

[Turgay Abaya]

Hocam Sonradan gördümde Firma siparişimi.iptal etmiş fiyatı 780 den 1300 e çıkarmış.N11 de eksi puan verdiğini yazmış .Bende Holdpeak 870 7 diye 0.3 Amper 10 voltan başlayan değerlerden ölçüm yapan pensampermetre istedim bu defa.Yüzde 5 yanlışlık payı hassasiyet ile olması bile benim için yeterli şimdilik .Eğer motor istediğim yeterli verim alınırsa , zaten daha büyük firmalar ile profösyonel cihazlarla ölçüm yapılacaktır...

 

[taydin]

Bu iş için üretilmiş tonla "enerji ölçüm" entegresi varmış (STPM32, M90E26, CS5480, vs.). Datasheetlerine baktım. 22-bit, 24-bit ADClerden bahsediyor. Elbette sadece Arduino ile bu hassasiyette ölçüm yapmak çok zor. Bu entegrelerin bir avantajı da içlerinde bir DSP ve uluslararası standartlara uygun ölçüm algoritmaları halihazırda var. Bunlarla yapacağımız bir ölçümün doğruluğu ve hassasiyeti (potensiyel olarak) piyasadaki ürünlerden farksız olacaktır.

Yav gerçekten bu güç kalite analizörlerin abzürt fiyatlarına bakınca insanın sıfırdan kendi yapası geliyor O hazır entegrelerden de kullanılabilir, veya bir şönt/akım trafosu ile akımı ölçüp kendin de hesaplayabilirsin. Aşağıda hesaplanış şeklinin açıklaması var:

Power factor - Wikipedia

en.wikipedia.org

1) Voltajı sinüsoidal varsayıyorsun.
2) Akımın dalga şeklini kaydediyorsun.
3) RMS değerini hesaplıyorsun.
4) belli bir derinlikte FFT alıyorsun. Sonra da yukarıda linkte verilen formülü kullanıp buradan THD'yi hesaplıyoruz.
5) Gene yukarıdaki formülden de gerçek güç faktörünü hesaplıyorsun.

Binlerce lira verip (profesyonellere binlerce dolar) kısıtlayıcı bir ölçüm cihazı sahibi oluyorsun. Kısıtlayıcı olmayanını almak için (Yokogawa ürünleri) onbinlerce dolar veriyorsun. Arduino ile zor olsa da bir STM32 bazlı kart ile çok güzel bir proje yapılabilir.

Aslında iki proje yapmak lazım. Birincisi tamamen kendin hesaplayarak. İkincisi de bu hazır entegrelerle. İkinci projenin doğru çalıştığını da birinci projedeki devre ile doğrulayacaksın.

 

[ckocagil]

Entegrelerle yapılmış açık kaynak breakout boardlar: https://www.tindie.com/stores/whatnick/

Fiyatlar 20-30 dolar arası. Kargo 5 dolar. Çok uygun görünüyor. Acaba hangisi en doğru sonuçları veriyor? Hem datasheetleri karşılaştırıp hem de bu arkadaşa bir mesaj atıp soracağım.

 

[Turgay Abaya]

Holdpeak 870 F aldım ama maalesef sonuç hüsran.Cos fi ya göstermiyor yada yüksek yük ve akımlarda cos fi 0,9 dan yüksek gösteriyor ki buda imkansız.Önce kullandığım Watmetre ortalama ve motora parerel bağlı transformatör değerlerine görr...en fazla 0.7 civarı çıkabilir. Maalesef düşük güçlerde ve voltajlarda kitapçığında yazdığı gibi ölçüm yapamıyor.Muhtemelen başka penampermetrelerde de durum çok farklı olmayacaktır diye düşünüyorum.

 

[taydin]

Holdpeak 870 F aldım ama maalesef sonuç hüsran.Cos fi ya göstermiyor yada yüksek yük ve akımlarda cos fi 0,9 dan yüksek gösteriyor ki buda imkansız.Önce kullandığım Watmetre ortalama ve motora parerel bağlı transformatör değerlerine görr...en fazla 0.7 civarı çıkabilir. Maalesef düşük güçlerde ve voltajlarda kitapçığında yazdığı gibi ölçüm yapamıyor.Muhtemelen başka penampermetrelerde de durum çok farklı olmayacaktır diye düşünüyorum.

Pens ampermetre bazlı çalışan aletlerin neredeyse tümünde akım ölçüm çözünürlüğü ve hatası kötüdür. Bazı istisnalar var ama onların da amacı güç ölçümü değil.

 

[ckocagil]

Entegrelerle yapılmış açık kaynak breakout boardlar: https://www.tindie.com/stores/whatnick/

Board satan eleman mesajıma cevap verdi. Diyor ki yüksek bant genişliği istiyorsan yüksek hızlı ADC ve DSP/FPGA bazlı bir bir sistem kullanman lazım. Örnek olarak da Sense diye bir ölçüm cihazını göstermiş (2 MSPS). Entegrelerin bant genişliği ise 2-3 KHz kadar. 2-3 KHz bant genişliği acaba gerçekte ne kadar hataya yol açar? Switching güç kaynaklarında çok daha yüksek frekanslı akım geçeceği için potansiyel olarak ciddi hatalar olabilir.

Pens ampermetre bazlı çalışan aletlerin neredeyse tümünde akım ölçüm çözünürlüğü ve hatası kötüdür. Bazı istisnalar var ama onların da amacı güç ölçümü değil.

Konuyu düşünürken aklıma geldi, 3D yazıcı ile Rogowski bobini basılabilir. Düzgün tasarlamayı becerirsek iyi lineerlik ve bant genişliğine sahip olacaktır. Thingiverse'te birkaç örnek gördüm: https://www.thingiverse.com/search?q=rogowski

 

[taydin]

Board satan eleman mesajıma cevap verdi. Diyor ki yüksek bant genişliği istiyorsan yüksek hızlı ADC ve DSP/FPGA bazlı bir bir sistem kullanman lazım. Örnek olarak da Sense diye bir ölçüm cihazını göstermiş (2 MSPS). Entegrelerin bant genişliği ise 2-3 KHz kadar. 2-3 KHz bant genişliği acaba gerçekte ne kadar hataya yol açar? Switching güç kaynaklarında çok daha yüksek frekanslı akım geçeceği için potansiyel olarak ciddi hatalar olabilir.

Güç faktörü ölçümü ile ilgili standart, 50. harmoniğe kadar gidilmesini şart koşuyor. İyi cihazlar 60. harmoniğe kadar gidiyor. 50 Hz için 60. harmonik 3 kHz. Ayrıntılı örnekleme yapsan bile, mesela nyquist'in 10 katı, 60 kHz örnekleme hızı yeterli.

Ölçümlerin gerçek zamanlı yapılmasına da gerek yok. Örneğin ölçüm cihazı belli bir sürelik kesintisiz veri toplar, üzerinde analizi yapıp bir sonuç yazar, sonra tekrar veri toplayabilir. Arada da ölçüm yapmadığı bir zaman aralığı olabilir.

Ama double buffering yaparak gerçek zamanlı ölçüm de mümkün olabilir. Örneğin arka planda DMA ile iki tane bufferi dönüşümlü dolduruyoruz. Her buffer dolduğunda kesme üretiyoruz ve işlemci o buffer üzerinde analizi yapıyor ve görüntülüyor. Her bir buffer süresini 500 ms olarak ayarlasak saniyede iki ölçüm görüntülenebilir.

Konuyu düşünürken aklıma geldi, 3D yazıcı ile Rogowski bobini basılabilir. Düzgün tasarlamayı becerirsek iyi lineerlik ve bant genişliğine sahip olacaktır. Thingiverse'te birkaç örnek gördüm: https://www.thingiverse.com/search?q=rogowski

Bu güzel bir proje olur! İlk aşamada hava bobini ve 10 MHz bant genişliği iyi bir hedef olur