Измеритель провалов и перенапряжений МРП-3/1

Прибор МРП3-3/1 предназначен для измерения, изучения или сбора небольшой статистики провалов напряжения, временных перенапряжения, а также отклонений напряжения. Алгоритм измерения напряжения был выбран таков: Для измерения сетевого напряжения мы будем использовать АЦП, встроенный в МК таймер/счётчик и внешнее прерывание для захвата перехода напряжения через «0». В ходе исследований было рассмотрено несколько вариантов измерения напряжения: — При переходе сетевого напряжения через «0» запускать АЦП и складывать результаты измерения всей полуволны и потом вычислять напряжение по закону синуса. Но этот метод очень «затратный» для МК и несколько медлительный в плане быстродействия. — Второй способ который и был использован в приборе также фисирует переход через «0», но измеряет только вершину синусоидального напряжения положительной полуволны один раз в период. МК постоянно проверяет состояние портов внешнего прерывания INT. При появлении низкого уровня на выводе INT(переходе сетевого напряжения через «0») выбирается измеряемая фаза, запускается таймер/счётчик и отсчитывает время 5 миллисекунд. По окончанию осчёта таймер/счётчик останавливается и запускается АЦП соответствующего канала. По окончанию измерения результат записывается в переменную и так как мы меряем только одну полуволну нам нужно умножить результат на 2. По такому же алгоритму измеряется  остальные две фазы. синус Прибор производит расчёт длительностей событий, запись времени и даты, расчёт уровней провалов, перенапряжения или отклонений напряжения. DSCN1867 Характеристики МРП-3/1: Максимальное измеряемое напряжение – 850В. Минимальное измеряемое напряжение – 50В. Погрешность измерения напряжения – -1/+2%. Погрешность измеряемой длительности – -2/+5%. Частота тактирования основного ядра – 16мГц. Точность хода часов – -3/+5 с/сутки. Время работы от батареи – 24 часа. Потребляемый ток от сети – 80 мА. Потребляемый ток от батареи – 30 мА. Потребляемый ток в режиме энергосбережения  от сети – 5мА. Потребляемый ток в режиме энергосбережения  от батареи – 3мА. Ёмкость встроенной батареи – 850мА/ч Количество измеряемых фаз  — 3. Максимальное измеряемая длительность провала – 24часа. Максимальное измеряемое отклонение напряжения – 24 часа. Пауза между измерениями – 1 минута. Регулируемая задержка измерения – от 1мс до 1 с. Память устройства: — Блок А – 37 значений. — Блок В – 37 значений. — Блок С – 37 значений. — Служебный блок – 10 значений. Служебные функции: — Контроль состояния батареи — Контроль питания системы(после преобразователя) — Контроль входного питания(с блока питания) — Программная фильтрация помех входного сигнала — Автоматическое зарядное для батареи — Программный ресет всего устройства — Режим энергосбережения — Стирание отдельных блоков памяти — Время и дата независимые от основного питания Режимы: — Измерение — Однофазный режим — Трёхфазный режим Корпус прибора  выполнен из пластмассы что исключает поражение электрическим током, а также повышает безопасность использования. Настройка На передней панели прибора расположены пять основных кнопок управления . — «R/ON» для включения и перезагрузки системы; — «OK» это многофункциональная кнопка и выполняет разные функции в разных режимах; — «+/OFF»  также многофункциональная кнопка и кнопка выполняющая функцию погружения устройства в режим энергосбережения; — « — » многофункциональная кнопка; — «M» — кнопка входа в меню и возврата; При первом включении, а также при последующих включениях/отключениях высвечивается экран приветствия изображённый на рис.2. DSCN1873 Рисунок 2 – Экран начальной загрузки Далее производятся процедуры очистки памяти и восстановления сохранённых значений. Сразу после этого появляется главный экран прибора –  рис.4. DSCN1818 Рисунок 4– Главный экран прибора При первом включении необходима начальная настройка прибора. Для этого нужно зайти в меню, по нажатию кнопки «М» появится меню, показанное на рис.5. В появившемся главном меню можно выбрать настраиваемый параметр: Настройки – это основные параметры; Время – для настройки времени и даты; Статистика – для просмотра или удаления собранной статистики; Передвижение по меню осуществляется кнопками «+» и «-». Меню – Настройки. Для подтверждения входа в «Настройки» нажмите «OK», в следствии чего появится подменю на рис.6. Передвижение по меню также осуществляется кнопками «+» и «-». DSCN1800 Рисунок 5 – Главное меню настроек DSCN1801 Рисунок 6– Подменю настроек прибора В показанном подменю можно выбрать следующие параметры: 1. Номинальное напряжение – рис.7. Этот параметр позволяет изменить напряжение, относительно которого будут проверяться условия на соответствие с нормами. По умолчанию — 220В. Параметр изменяется кнопками «+» и «-». DSCN1802 Рисунок 7 – Экран установки номинального напряжения 2. Нижний порог отклонения – рис.8. Этот параметр изменяет нижний порог отклонения от нормы при котором данное  напряжение будет считаться провалом. Параметр изменяется кнопками «+» и «-». По умолчанию установлено 10% от номинального напряжения. DSCN1803 Рисунок 8 – Экран установки минимального напряжения 3. Верхний порог отклонения –  рис.9. Этот параметр изменяет верхний порог отклонения от нормы при котором данное  напряжение будет считаться импульсом или перенапряжением. Параметр изменяется кнопками «+» и «-». По умолчанию установлено 10% от номинального напряжения. DSCN1804 Рисунок 9 – Экран установки максимального напряжения 4. Фильтр (задержка измерений) – рис.10. Этот параметр предназначен для задержки регистрации измерения, — для отсечения ложных срабатываний или регистрации параметров в определённых рамках. Например для регистрации провалов длительностью от 10 или 100мс. Параметр изменяется кнопками «+» и «-». По умолчанию установлено 10мс. Для возврата в предыдущее меню или под-меню нужно нажать кнопку «М». DSCN1805 Рисунок 10 – Экран настройки задержки регистрации. Режимы работы прибора В приборе можно выбрать два режима сканирования сети: — однофазный режим; — трёхфазный режим. Внимание перед новым измерение или смене уровней допуска обязательно перепроверьте настройки и перезагрузите прибор – нажатием «+» или кнопки «R». Для выбора и запуска режима сканирования нажмите кнопку «ОК» в главном меню, высветится экран выбора режима сканирования – рис.11. DSCN1819 Рисунок 11– Экран выбора режима сканирования При выборе «одной фазы» будет предложен выбор конкретной фазы изображённый на рис.12. DSCN1821 Рисунок 12  – Выбор фазы сканирования в однофазном режиме После подтверждения выбора кнопкой «ОК » будет выведено сообщение о запуске сканирования – рис.13 . DSCN1823 Рисунок 13 – Сообщение о запуске сканирования Сразу после этого будет показан главный экран, но верхняя строчка, где были часы и дата, будут периодически меняться на надпись «Режим сканирования!!» — рис.15. DSCN1822 Рисунок 15 – Главный экран с включённым сканированием Для отключения сканирования и перехода в режим измерения нажмите в главном экране кнопку «ОК», появится надпись с вопросом на рис.16. DSCN1799 Рисунок 16 – Сообщение об остановке сканирования Для подтверждения необходимо ещё раз нажать кнопку «ОК».  Статистика. Для входа в статистику выберите в главном меню пункт «Статистика» и нажмите кнопку «ОК» — появится экран выбора статистики изображённый на рис.16 где можно выбрать одну из фаз – «А»,  «В» или «С». Для подтверждения выбора нажмите «ОК». Сразу после этого на экране появится статистика выбранной фазы и последняя авария, рис.17. DSCN1821 Рисунок 16 – Подменю выбора статистики фаз DSCN1794 Рисунок 17 – Статистика фазы «А» Здесь на экране такие параметры: N – это количество аварий (текущая авария и всего); Та – длительность текущей аварии; Ua – самое низкое напряжение текущей аварии; Ua* – разница между номинальным и самым низким напряжением(глубина провала); На самой нижней строке время и дата начала текущей аварии. Для просмотра другой аварии используйте кнопки «+» и «-». Для очистки статистики нажмите «ОК», появится экран с запросом изображённый на рис.18. Чтобы подтвердить очистку памяти выбранной фазы нажмите «-». DSCN1815 Рисунок 18 – Экран очистки статистики выбранной фазы Главный экран После всех настроек и манипуляций в меню  прибор всегда возращает вас на главный экран. Здесь доступны меняющиеся экраны, а именно нажатием кнопки «минус» меняются экраны в такой последовательности: 1. Экран текущей длительности провалов напряжения всех трёх фаз – рис.20 DSCN1824 Рисунок 20 – Экран длительности провалов напряжения по фазам 2. Параметры фазы «А». Здесь отображаются текущие параметры  и отклонения от нормы фазы «А» — рис.21. DSCN1794 Рисунок 21 – Текущие параметры фазы «А» 3. Параметры фазы «В». Здесь отображаются текущие параметры  и отклонения от нормы фазы «В» — рис.22. DSCN1795 Рисунок 22 – Текущие параметры фазы «В» 4. Парамтры фазы «С». Здесь отображаются текущие параметры  и отклонения от нормы фазы «С» — рис.23. DSCN1796 Рисунок 23 – Текущие параметры фазы «С» 5. Экран состояния батареи и системы на рис.24. На этом экране отображается следующая информация: — Уровень батареи в милливольтах; — уровень батареи в процентах; — напряжение питания системы после преобразователя 3,7/5В; — напряжение текущей зарядки. DSCN1797 Рисунок 24  – Экран состояния батареи и системы  Настройка часов Для настройки часов вернитесь в главное меню и выберите «Часы». Здесь для изменения текущего параметра используются кнопки «+» и «-». Для перехода к следующему параметру используйте кнопку «ОК», для возврата «М». DSCN1809 DSCN1810 DSCN1811 DSCN1806 DSCN1807 DSCN1808 Рисунок 25 —  Экраны настройки часов  Энергосбережение Этот режим в первую очередь предназначен для переноски прибора и выключения когда это требуется. Для активации данного режима в главном экране нажмите кнопку «+», — на экране высветится сообщение о переходе прибора в режим энергосбережения, после чего он выключится и экран потухнет. В этом режиме действует только одна кнопка – «RESET/ON» именно она и используется для включения прибора. Обслуживание и зарядка аккумулятора Заряда батареи прибора хватает на сутки в активном режиме и около 4 суток в режиме энергосбережения, — это связано с тем что преобразователь 3,7 – 5В постоянно работает, поэтому следует проверять уровень заряда в соответствующем меню. Если уровень зарядки низок – необходимо произвести зарядку прибора, для этого подайте напряжение на клемму «А» относительно «N». В этом режиме будет отображаться уровень зарядки в соответствующем меню. В нутрии прибора стоит контроллер заряда поэтому его смело можно оставить заряжаться на ночь. Если были замечены сбои или нестабильная работа – выполните сброс: 1 – удержание «минус» при включении; 2 – выбором соответствующего пункта в меню. Схема прибора. 1111-плата Скачать прошивку на прибор МРП-3/1 Скачали 589 раз

Обновление от 31 января 2014.

Добавил схему расключения разъёмов, а также исходный код  на си в CodeVisionAVR. плата расключения прибора МРП-3/1 Разъёмы которых нет на схеме расключения но есть на общей схеме — просто не используются в данной версии. В делителе по входу АЦП применены многооборотистые резисторы для точной подстройки. По входу (FAZA A. FAZA B, FAZA C) стоят предохранители и разрядники для защиты от перенапряжений — они необязательны, но желательно поставить! Ещё немного фото. МРП-4   Справа это импульсный блок питания с зарядника от телефона, а слева схема управления зарядкой  купленная на Вороне . МРП-3 Также под картонко на плате расположился преобразователь DC/DC 1,25V — 5V также купленный на Вороне. МРП-2 Белые цилиндры — это разрядники на 1200В. МРП-1 Ну и выходные клемы под закрутку или бананы. Скачать проект с исходниками на прибор МРП-3/1 Скачали 682 раз

Измеритель провалов и перенапряжений МРП-3/1: 6 комментариев

  1. Попробуйте реализовать измерение действующего значения напряжения по фазам. Этим повысите помехоустойчивость измерителя да и достоверность данных тоже улучшится, т.к. в общем случае в сети не всегда синусоида с максимумом на 5 миллисекунде. Конечно для полноценного измерения за период у вас просто не хватит разрядности АЦП, но можно сделать на основе данных за половину периода. Подсчёт среднеквадратичного не настолько уж и затратная, в плане ресурсов, штука как вам кажется, вполне достаточно 16 замеров на фазу за половину периода, а быстродействие не будет хуже того, что имеете сейчас, т.к. половину периода всё-равно не используете.

    1. Спасибо, может в другом проекте реализую данный алгоритм) — это была магисторская работа, так что смысла её дорабатывать уже нет, к тому же прибора в наличии уже нет)

  2. Понравилось!
    Исходник будет? Не понятна схема расключения, куда подключаются входные/выходные коннекторы?

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *