Amperometro non invasivo

Salve, sono un Ingegnere. seguo da anni dei gruppi su arduino e da poco il forum. aspettavo una occasione per cimentarmi e finalmente è arrivata.
Ho eseperienza di programmazione in c++ per muovermi con gli sketch (almeno per quello che mi serve per questo progetto)
Ho realizzato un progetto in cui uso Arduino uno come amperometro non invasivo... la corrente che devo misurare ha intensità compresa fra 20 e 700 mA (AC 50 Hz).
Se il valore supera determinate soglie il controllore esegue delle istruzioni.
Ho realizzato il codice e va tutto bene con correnti fino a circa 40 - 50 mA , ma per valori superiori il valore letto (con analogRead) è 1023 (5V) ... la porta va in saturazione... in pratica il problema è la bobina che manda un segnale troppo forte.
Ho pensato di collegare a uno dei due terminali della bobina una resistenza in modo da ridurre il valore della corrente e quindi della tensione sulla porta dove viene letto il segnale... chiedo comunque se sapete di bobine compatibili con arduino per correnti diciamo fino a 1 A, quindi che a 1 A di corrente misurata generino una f.e.m. non maggiore di 5 V.
Il trasduttore che uso è molto economico , molto sensibile (va bene fino a 40 mA) ... "HWCT 5A/5mA". ero disposto a comprare qualcosa di meglio, ma le alternative erano per valori di corrente troppo alti per quello che mi serve

Hai preso in considerazione i sensori di corrente ad effetto hall ? :wink:

@simonesq : buongiorno, NON avendolo tu ancora fatto, nel rispetto del regolamento della sezione Italiana del forum (… punto 13, primo capoverso), ti chiedo cortesemente di presentarti IN QUESTO THREAD (spiegando bene quali conoscenze hai di elettronica e di programmazione ... possibilmente evitando di scrivere solo una riga di saluto) e di leggere con molta attenzione tutto il succitato REGOLAMENTO ... Grazie. :slight_smile:

Guglielmo

P.S.: Ti ricordo che, purtroppo, fino a quando non sarà fatta la presentazione nell’apposito thread, nel rispetto del suddetto regolamento nessuno ti risponderà (eventuali risposte verrebbero cancellate), quindi ti consiglio di farla al più presto. :wink:

Ah, dimenticavo, ti segnalo che, nella sezione in lingua Inglese, si può scrivere SOLO in Inglese ... quindi, per favore, la prossima volta presta più attenzione in quale sezione metti i tuoi post; questa volta esso è stato spostato, da un moderatore della sezione di lingua Inglese, nella sezione di lingua Italiana ... la prossima volta potrebbe venire direttamente eliminato ::slight_smile:

Guglielmo

Ciao, grazie della risposta

Conosco questo tipo di sensori, ma per motivi pratici mi è più comodo un sensore non invasivo, sono praticamente costretto.
Inoltre la risoluzione che ho con il sensore che ho utilizzato è soddisfacente... dovrei solo avere un equivalente per valori di corrente più alti

ok... scusa, penso di avere rimediato.
Ho letto il regolamento

Se ricordo bene lo "Arduino energy monitor" o un nome del genere

Non viola il regolamento e fa quello che cerchi

Comunque il tuo problema è che stai usando un TA ovvero un dispositivo in corrente, come se fosse un dispositivo in tensione

Da questo discende una domanda:
Tu non sei ingegnere in materie elettriche vero?

Comunque cerca "arduino energy monitor" e dovresti essere a posto

Casomai "poi" posta schema e dubbi residui

Veramente, i sensori hall ci sono anche non invasivi :wink:

Ora non mi vengono in mente sigle specifiche, ma sono fatti come i soliti TA, solo che sono alimentati ed integrano il circuito con il sensore Hall .

In effetti ho usato un dispositivo in corrente perchè quelli in tensione disponibili nel negozio dove l'ho acquistato avevano fondo scala troppo alto (30 A - 1V) e ho pensato che per valori di corrente bassi non avrebbe letto nulla o comunque non avrebbe avuto la dovuta sensibilità... ho provato per esclusione.
con una bobina con le specifiche precedentemente elencate me la caverei senza fare altro, in alternativa una resistenza in serie. non ho trovato una bobina con fondo scala a 1 o 2 A e tensione di uscita 5 V, devo trovare la dimensione giusta. ...proverò con la resistenza, quella si trova

A parte il fatto che ti ho indicato dove cercare esattamente la soluzione

Se un dispositivo è in corrente la resistenza va in parallelo

Ma non hai studiato misure elettriche?

pensavo che mettendo la resistenza in serie equivale a un valore di misura inferiore, voglio dire che è come se misurasse una corrente più bassa... non dovrebbe essere così?

Hai ragione, ho collegato due resistenze in parallelo una (la più grande da 100 kOhm alla porta dove faccio la lettura, l'altra da 10kOhm su un'altra porta) ... funziona. proverò per mia curiosità con una sola resistenza da 1 MOhm in serie.. credo che la corrente e quindi la tensione sulla porta dovrà diminuire per forza... comunque già così funziona. grazie
Penso che questa discussione ha comunque dato una soluzione a chi si troverà nello stesso tipo di problema

non hai studiato misure elettriche
questa volta è un'affermazione
mi spiace che tu ti stia incasinando, ma io più di così non posso fare

mi sembrava di avere detto che ho risolto e ti ho ringraziato del consiglio, magari farò una prova in più per curiosità, tutto sommato questa tua affermazione non era necessaria. non c'è bisogno che tu faccia altro.

Questo é un trasformatore. Il rapporto é 1 a 1000. (in tensione) oppure 1000 a 1 (in corrente). Per misurare una tensione serve una resistenza sul secondario.

Adesso non capisco perché parli di 50, 70mA.

Il secondario di un trasformatore di corrente non si deve mai lasciare aperto perché si alza tanto la tensione.

Quelli trasformatori in corrente con il secondario in tensione hanno la resistenza sul secondario giá integrata.

Di cosa scrivi. Cosa sono le porte? come hai collegato il trasformatore e le resistenze? Fai uno schema con carta e mattita e mandaci una foto.

Devi mettere una resistenza in paralello al secondario del Trasformatore di corrente e misurare la tensione collegando un polo a massa e l' altro alla entrata analogica.

Le entrate analogiche hanno bisogno di una corrente abbastanza consistente per caricare il condensatore Saample and Hold interno al convertitore A/D. La corrente non é grande (intorno al 0,1mA) ma significa che la fonte della tensione da misurare non puó avere una impednza interna piú alta di 10kOhm.

Si forse dovresti ripassare l' argomento trasformatori di corrente.

Ciao Uwe

Inoltre, gli ingressi del microcontrollore sono fatti per misurare tensioni continue, non alternate! Per misurare tensioni alternate in maniera affidabile bisogna lavorarci un po'... Riducendo al minimo l'hardware, poi, bisogna fare misure continue velocissime per leggere tutta la sinusoide, non solo un punto a caso ogni tanto, dato che un segnale alternato varia in continuazione!

...beh ... insomma ... teorema di Nyquist-Shannon ... ti basta campionare ad almeno il doppio della frequenza.

Quindi, ad esempio, per campionare una sinusoide a 100 Hz ti basta campionare a 200 Hz e così via ... bastano DUE punti a caso sulla sinusoide :wink:

Guglielmo

Beh... Insomma... Conosco quel teorema, ma se prendi due punti a caso esattamente al doppio della frequenza del segnale misuri ripetitivamente il valore nello stesso punto rispetto al passaggio dello zero, che potrà essere il valore massimo o il valore minimo o zero o qualunque altro valore intermedio... Se la frequenza non è esattamente il doppio, faranno battimento producendo forti oscillazioni nel valore letto. Considera anche che dopo il campionamento nemmeno filtriamo i dati in qualche modo. Per fare delle misure ci sono due possibilità:

  1. Campionamento a frequenza ben più elevata di quella del segnale
  2. Processamento analogico (valore di picco per 0,71, valore medio nel semiperiodo rapportati al valore sinusoidale, vero RMS, ...) prima dell'acquisizione.

... se lo conosci bene sai che NON è proprio come dici tu.

Piccollo rinfresco di memoria ... in allegato ... e ... ho sempre campionato a poco più di (2 x freq.) senza avere particolari problemi :wink:

Teorema del campionamento.pdf (1.8 MB)

Guglielmo

Uhmm...

Da https://it.wikipedia.org/wiki/Campionamento_(teoria_dei_segnali):

Il teorema che stabilisce quale sia la frequenza minima di campionamento con una determinata caratterizzazione in frequenza (trasformata di Fourier) affinché il segnale analogico possa essere ricostruito a valle a partire da quello discreto in input è il teorema del campionamento di Shannon-Nyquist, ovvero:

fc > 2 ⋅ fm

Dove fc è la frequenza di campionamento e fm è la massima frequenza dello spettro del segnale da campionare. Se viene rispettata questa condizione è allora possibile ricostruire, con l'utilizzo di apposite funzioni interpolatrici, il segnale analogico senza perderne alcuna informazione; qualora, invece, non venga rispettata tale condizione, si riscontra un effetto conosciuto con il nome di aliasing, che comporta una distorsione del segnale analogico ricostruito.
Generalmente, per una buona e fedele ricostruzione del livello analogico è richiesta una frequenza di campionamento che sia 5-10 volte maggiore della frequenza massima contenuta nel segnale campionato. Si richiede una frequenza maggiore di quella di Shannon per poter utilizzare funzioni interpolatrici più semplici.

Resta il fatto che se campioni a 200Hz precisi un segnale a 100Hz precisi puoi ottenere un segnale molto più basso (se capiti ad esempio a 30° e a 210°) o, se ti dice proprio male e capiti a 0° e a 180°, ottieni uno zero continuo... :slight_smile: