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Topic: Midiendo tensión alterna, circuitos. (Read 970 times) previous topic - next topic

victorjam

#15
May 13, 2019, 05:29 pm Last Edit: May 13, 2019, 05:29 pm by victorjam
Buenas.

Ya he recibido los modulos y he estado haciendo algunas pruebas.

OJO, TODAS LAS PRUEBAS LAS HE HECHO CON LA TENSIÓN QUITADA, COMPROBANDO QUE TODO ESTÁ BIEN CONECTADO, COMPROBANDO VARIAS VECES. REITERO: ¡¡¡ 220V ES PELIGROSO!!! TE PUEDES DAÑAR TU, TU ARDUINO, TU ORDENADOR Y VETE QUE MAS TE PUEDES
CARGAR.


Lo primero de todo lo que hice fue buscar una libreria. La primera que me encontré fue esta github.

Modifiqué el ejemplo que viene (no me interesaba un watimetro) por este código:

Code: [Select]

#include <ZMPT101B.h>

#include "ZMPT101B.h"


ZMPT101B voltageSensor(A0);


void setup()
{
  Serial.begin(9600);
  Serial.println("Calibrar: Desconecta de la tensión a medir.");
  delay(10000);
  voltageSensor.calibrate();
  Serial.println("Hecho");
  Serial.println("Ya puedes conectar la tensión a medir. Envia algo por el puerto serie.");
  while ( !Serial.available() );
}

void loop()
{
  // To measure voltage/current we need to know the frequency of voltage/current
  // By default 50Hz is used, but you can specify desired frequency
  // as first argument to getVoltageAC and getCurrentAC() method, if necessary

  float U = voltageSensor.getVoltageAC();
  Serial.println(String("Voltaje:")+U+" V");
  delay(1000);
}


En él, primero calibra al sensor y luego espero a que reciba algo por el puerto serie. Acto seguido empieza a realizar las mediciones:

1.-Cuando lo enchufe a 220V, empezo a decir que había 770 voltios, así que ajusté el modulo con el potenciometro hasta que marcaba 230 voltios (más o menos la tensión de la red).

2.-Para probar si mide bien, cogí un transformador viejo de los que convierten de 220 a 125 y lo volví a probar. Me daba 136 voltios, el polimetro 133 voltios...

3.-El siguiente proceso es probar con una tensión inferior a ver que hace. Para ello use el generador de señales (uno malo pero barato) y que tiene una tensión de 7V rms. Me daba una tensión de 4.89V, pero de vez en cuando soltaba un 0, y algún voltaje de extra (12V)...

A falta de otra manera de comprar la tensión, parece que de momento mide bien.

He aquí una captura de la salida con el birria osciloscopio:



Pero...

tauro0221

Hi,
Una observacion es de que cuando uno lee la salida de un transformador este nececita una carga pues si dejas la salida sin carga te va a leer un voltaje mas alto. No se si cuando leeistes el voltaje le tenias una carga a la salida del transformador.

victorjam

#17
May 13, 2019, 06:02 pm Last Edit: May 13, 2019, 06:05 pm by victorjam
Quote
Hi,
Una observacion es de que cuando uno lee la salida de un transformador este nececita una carga pues si dejas la salida sin carga te va a leer un voltaje mas alto. No se si cuando leeistes el voltaje le tenias una carga a la salida del transformador.
No me importa la carga. Reitero, medimos TENSION, si ponemos una carga la tensión bajará, pero hay está la gracia, sin carga una tensión, con carga otra tensión, ambas tienen que poder ser medibles.

Sigo con el pero...

Hay algo que me mosquea...

Viendo la salida del osciloscopio y analizando el circuito hay algo que no me queda claro, ¿cómo puede ser que funcione?



Tengo una resistencia de burden de 100 ohm... la tensión a extremos se la paso a un operacional, que a simple vista parece que esta en forma de amplificador diferencial... aunque por los condensadores también puede ser un filtro pasa banda (disculpad, los oamps los tengo muy verdes ya que he trabajado muy poco con ellos). La segunda etapa a la salida le añade un offset de 2.5 y pinta igual, otro filtro... Pero si el amplificador no está alimentado con alimentación simetrica, como puede hacer la amplificación en los dos sentidos de la onda sinuidal. A ver si me explico, durante el semiciclo positivo la tensión si sera amplificada, pero durante el semiciclo negativo debería ser 0v, con lo cual de salida sinuidal mas bien poco...

No estaba muy convencido. Así que decidí hacer un experimento.

Desmonté un transformador. Cálcule la resistencia para poder medir la salida del generador de señales (V=R*I, V=10vpico, I=1mA, R=10k). Coloque una resistencia burden de 100 ohm. Bueno una imagen mejor que palabras. Monte el siguiente circuito:



Es un amplificador no inversor, seguido de un rectificador y un filtro RC.

A la salida del primer amplificador, efectivamente, me encontré que la señal es la semionda positiva, con lo que me podía ahorrar el rectificador. A la salida obtengo la señal de continua que quiero medir.

Ajuste todo para convertir la señal de salida a 1V, para usar la referencia interna del arduino de 1.1V.



Movi la amplitud del generador de señales y vi que el error era aproximadamente de 0.02V en todo el rango.

Bastante aceptable a mi entender...



tauro0221

Hi,
victorjam en el circuito del opamp que tienes en rojo lo que sucede es que el zero de la senal es 2,5. cuando el Ac de entrada esta en la parte negative la senal de salida del opamp va hacer debajo de 2,5 y cuando esta positive va estar mas arriba de 2.5 volts. En otras palabras el range va hacer +/- 2.5 voltios.

victorjam

El segundo operacional lo veo más lógico. Pero la que no veo es el primer operacional, el que está midiendo la señal del burden:

Durante un semiciclo, la entrada no inversora tendrá una tensión mayor que la entrada inversora, por lo tanto la salida será positiva y amplificada. Durante el otro semiciclo, ocurrirá lo contrario: la no inversora tendrá una tensión menor con respecto la inversora, con lo que la salida debe ser negativa. Si el amplificador no tiene alimentación simétrica la salida será 0v. Por lo que a la salida del primer amplificador lo lógico es que haya una salida muy parecida a la de un rectificador de media onda, aunque amplificada.

Lo que veo, es que la salida del módulo parece una onda sinuidal, pero realmente no lo es.

Quizás me esté equivocando en algo...

tauro0221

Hi,
Si pero el op amp primero tiene una resistencia en el positivo a ground. Esto te va da un voltaje en  la salida y  va estar mas arriba dependiendo de voltaje que te da la resistencia en el positivo a ground. si llevas el positivo a ground entonces vaz a ver medio ciclo en la salida. Iba   a simular en circuito en circuit lab pero no puedo ver los valores de las resistencias

victorjam

#21
May 14, 2019, 02:16 pm Last Edit: May 14, 2019, 02:29 pm by victorjam
Equí te dejo el circuito ampliado:



Nota: Me acabo de dar cuenta de que he colocado un GND en la salida del isine para la simulación. En el circuito de origen no la lleva, pero si la quito el resultado de la simulación es igual.

Yo intenté simular la salida en proteus y lo que obtengo es esto:



Utilizo una fuente de corriente sinuidal a 1mA. Un burden de 100 ohms. Y supongo que Proteus algunas veces deja mucho que desear en las simulaciones. La raya amarilla es la señal de entrada, la azul la salida.

tauro0221

#22
May 14, 2019, 09:34 pm Last Edit: May 15, 2019, 04:33 am by tauro0221
Hi,
victorjam simule tu circuito y adjunto la grafica de las senales de salidas.Una es con el sine generator a tierra y la otra con el sine generator flotando. Cuando dejas el generador flotando  te rectifica la senal de salida y cuando conectas a ground te da la senal senoidal. No se si esto se debe a la  simulacion del generador que causa esto.Para mi si llevas el generador a ground debe entonces rectificar la parte negativa de la senal sinoidal. Las graficas son usando el time domain. El color verde es la senal y la anaranjada es la senal de salida.






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