Strom-, Spannungs- und Leistungsmessung für 115-V-Wechselstromkreise

Haufen Probleme hier.

Sie können den LTSR15-NP nicht so betreiben - sein 0-V-Versorgungsstift muss @ Massepotential sein, um seine Interna ordnungsgemäß mit Strom zu versorgen. Sein Ausgang Vout ist bereits auf seinem Vref für 0-Strom, 2,5 V +/- 0,025 V, sodass hier keine Verschiebung erforderlich ist. IC1A und sein C2/R5/R6 werden also nicht benötigt*.

LTSR15-NP stellt auch seine Vref als Ausgang bereit, und Sie sind gut beraten, diese als Ihre systemweite Vref zu verwenden, bis hin zum Vref-Eingangspin des Arduino. Lassen Sie dies Ihre Referenzspannung sein, da dies besser ist, als die standardmäßige 5-V-Vcc-Versorgungsschiene als Referenz für analoge Messungen zu verwenden (da sie sich ändert, erhalten Sie eine schlechte Genauigkeit und eine noch schlechtere Langzeitwiederholbarkeit).

Der Vout des LTSR15-NP sollte daher 2:1 spannungsgeteilt sein (z. B. R3 = R4 = 10 k), so dass 0 Ampere = 1,25 V, & Vollausschlag +ve = 2,5 V, & Vollausschlag -ve = 0 V.

IC2A fungiert nicht als Puffer, sondern lediglich als Pegelumsetzer, um Ihren "0-Volt-Kreuzungspunkt" auf die Hälfte von Vcc zu bringen. Wieder würde ich stattdessen den Vref-Ausgang von LTSR15-NP in diesen Pegelumsetzer [Bearbeiten:] über einen 2: 1-V-Teiler, ein weiteres Paar von 10 k, verwenden, sodass der 0-Volt-Wechselstrom-Kreuzungspunkt bei 1,25 V liegt. Dann würde ich den IC1A als tatsächlichen Puffer in Spannungsfolgeranordnung wiederverwenden.

Wiederholen Sie dann Ihre R7 / R8-Berechnungen, sodass 150 VAC (vorausgesetzt, Sie befinden sich in einem 110/120-VAC-Netzsystem) auf der TR1-Primärseite zu nicht mehr als [bearbeiten:] 2,5 Vpp führen, vorzugsweise etwas weniger. Setzen Sie dann einige Schottky-Dioden auf den R7 / R8-Teilerknoten (vor dem Vfollower-Operationsverstärkereingang) auf Vcc und auf Masse (dh beide normalerweise in Sperrrichtung vorgespannt), um Spitzen zu klemmen.

Außerdem sind Sie nur an 50/60 Hz interessiert, daher sollten Sie höhere Frequenzen so weit wie möglich herausfiltern (Abtasttheorie, Nyquist usw.), da sich sonst das Rauschen (inhärent in der Wechselstromverteilung) nicht nur auswirkt Ihre Messungen direkt, aber das Rauschen über Ihrer Abtastfrequenz. wird auch in Ihren interessierenden Sampling-Frequenzbereich zurückgefaltet. Fügen Sie diesen beiden Spannungsteilerknoten mit entsprechend berechneten RC-Zeitkonstanten Obergrenzen hinzu, um beispielsweise bei 100-200 Hz abzurollen. Führen Sie hier Ihre Widerstandsleistungsberechnungen durch!

Legen Sie 100 nF (0,1 uF) Keramikkappen ("Entkopplungskappen") über die Stromversorgungsstifte aller Ihrer Chips [Bearbeiten: und auf den Vref-Ausgang des LTSR15-NP].

Ich vermute (hoffe), dass das IEC-Netzanschlusssymbol nur ein Platzhalter für Ihre externe Verdrahtung ist, die die Last damit in Reihe schaltet, sonst messen Sie nur den Strom / die Leistung Ihres eigenen TR1 :).

Außerdem könnte es "als Übung für den Schüler" interessant sein, die V- und I-Multiplikation selbst im Arduino-Code durchzuführen und mit der Ausgabe des AD835 zu vergleichen :)

Und alle zutreffenden Warnungen für die Arbeit mit Netzspannungen gelten - das ist wirklich gefährliches Zeug. Wenn Sie es noch nie getan haben, suchen Sie Hilfe von jemandem, der es tut. Ich würde dringend empfehlen, während der Entwicklungsphase mit einem Fehlerstromschutzschalter zwischen Ihnen und der Netzsteckdose daran zu arbeiten. Fügen Sie eine Sicherung hinzu. Isolieren Sie immer alle Netzleitungen, sodass menschlicher Kontakt unmöglich oder zumindest unwahrscheinlich ist.