Monitoreo de corriente para toda la casa

https://www.youtube.com/watch?v=HlRBrTTLLFFU

[Debraj Deb] ensamblar un dispositivo de control de corriente que interactúe con la caja de circuitos en su casa. El sistema está controlado por PIC 18F4520 y utiliza el amplificador operacional LM358 para rectificar la señal alterna, así como el MCP6S21 para los ajustes gamma para detectar cargas de corriente alta o baja. Los datos que se muestran en la pantalla LCD incluyen corriente promedio, RMS y pico. Actualmente, los datos se almacenan en EEPROM y se pueden vaciar a través de una conexión en serie, pero [Debraj] planea agregar un módem GSM para poder enviar datos de uso de energía a su teléfono celular.

[Thanks Ganesh]

  • Nick McClanahan dice:

    Muy interesante y útil. Me pregunto qué tan difícil es incorporar el poder de Google. Insertar en eeprom no es muy útil, pero extraerlo automáticamente sería mejor.

  • Brad Hein dice:

    Estaba buscando esa solución. Creo que a veces se me salen los pantalones cortos de aire acondicionado cuando se congela, pero es difícil de decir. Es necesario arrojar algo de luz sobre el asunto ...

  • Brad Hein dice:

    está mal ... AC como en Aire acondicionado jaja.

  • Dennis Booth dice:

    Necesito un diagrama imprimible, un kit o un dispositivo ensamblado ... O información sobre dónde conseguiré el mismo.

  • biozz dice:

    ¿Cómo valora este problema?

  • cgmark dice:

    Lo más importante con algo así es la seguridad. Tratas muchos amplificadores, más de 200 veces.
    No es algo con lo que jugar.

    Hay muchas formas de hacerlo de forma económica con placas de lugares como sparkfun cuando se usan corrientes bajas por debajo de 30 A, pero a medida que aumenta, tendrá que usar algo como una tabla de búsqueda o fórmulas para escalar la entrada al uso real.

  • cgmark dice:

    @biozz usa las matemáticas 🙂
    V = IR

  • HackerK dice:

    ¿Más detalles?

  • Jim dice:

    La única parte insegura es el momento en que coloca los transformadores en la red (si hace una casa completa a la vez) ... pero hay un soporte en los transformadores que no necesitan mover o desconectar las líneas principales. Una vez instalados, el voltaje y la corriente medidos por la salida del transformador son bastante pequeños.

  • Eric dice:

    @cgmark - transformadores de corriente;)

  • Alano dice:

    Muy pronto mi servidor cambiará a contadores inteligentes, donde se le facturará según la hora del día en la que consumió energía para fomentar el consumo durante los requisitos no satisfechos. Todos los días podrá ver su uso previo al uso en línea y esta herramienta sería excelente como comparador.

  • turbo dice:

    Me impresiona cómo consiguió que su esposa lo ayudara. Solo obtendría ojos.

  • gusto dice:

    @cgmark OMG, enlaces a TEH MAINZ

  • Marcos dice:

    ¿Por qué no usar simplemente una bobina de rogowski? http://en.wikipedia.org/wiki/Rogowski_coil

    Este es realmente su amperímetro de CA estándar que puede conectar simplemente a su cable de entrada.

  • megatón dice:

    @Brad Hein. Tu aire acondicionado no falta. Si se congela, tienes un problema completamente diferente.

  • electrostática dice:

    Oh no, mencioné breaker, aquí viene la policía de seguridad. Lo más probable es que la medición de corriente se realice mediante una bobina de carga magnética, sin conexión directa a la red. El único peligro es instalarlo primero, ya que el bus de entrada principal está expuesto y no se puede apagar frente al interruptor "principal". El sentido común dicta que si no conoce los peligros dentro de un interruptor, no debe estropearlo. Además, no ponga tenedores en los enchufes como lo hice cuando era niño, eso me convirtió en un viejo amargado.
    Tengo una bolsa completa de esas bobinas de carga (bahía de pulgas) por las que pasa el cable sensible, quería verificar cada circuito para ver información precisa sobre dónde se consumía la energía. Pero al experimentar, creo que he llegado a la conclusión de que estos se combinan mejor con un chip de monitorización de energía inteligente (un microchip hace algunos) que puede hacer los cálculos con mucha precisión sin tener que saber muchas matemáticas de CA. (lo cual es terco, al menos para mí) Tienes problemas con dispositivos de alta frecuencia como CFL y SMPS, pero el chip se encarga de eso. Ahora tengo las monedas de energía (muestras), pero necesitan bastantes elementos externos, por lo que aún están en la estantería.

    ¡Accesorios para este tipo que hizo el suyo! Y la ganancia ajustable es muy inteligente, esa es una de esas cosas en las que piensa después de haberla creado y no es tan precisa como necesitaba. Gran proyecto, desearía que tuviera más detalles.

  • algodón509 dice:

    Buena idea, muchos agregan un controlador de potencia. Eso facilitaría la construcción de una casa ecológica.

  • itisravi dice:

    @cgmark ¡No estás negociando 200 amperios! La calificación máxima en su casa es de alrededor de 5 amperios y su hogar "promedio" tira menos que eso 🙂

  • cgmark dice:

    No compare la potencia de medición de un cable de lámpara con la medición de la corriente proveniente del medidor de potencia en la entrada de servicio. Requieren enfoques completamente diferentes. El calibre del cable que ingresa al interruptor principal suele ser 2/0 o 4/0 AWG y la mayoría de los sensores de corriente, como bobinas o dispositivos de pasillo, no están equipados para esto.

    Tampoco hay lugar dentro de un panel de servicio para reparar un dispositivo de este tipo y hacerlo seguro. El único lugar expuesto para la conexión es antes de que se desconecte el interruptor principal. No desea conectar un dispositivo a una línea que no se puede apagar excepto tirando del medidor.

    Los dispositivos minoristas que hacen esto usan un núcleo dividido y cajas de montaje especiales que tienen una desconexión luego el sensor y los disyuntores principales. Simplemente insertar un sensor en un disyuntor antes de la desconexión es una tontería.

    http://www.controldepot.net/splitcorelooppoweredcurrentsensorw4-20maoutput0-1000-1500-200amps.aspx

  • cgmark dice:

    @tisravi

    Tal vez donde vive, pero en los Estados Unidos, el panel de inicio principal en el hogar suele ser de 200 A con cada circuito para 110/120 VCA con una clasificación de 15/20 / 30 A y 220/240 VCA con una clasificación de 30/40 / 50A.

  • Alex dice:

    @itisravi

    Claro, la mayoría de los hogares consumen "en promedio" 1000 vatios, o 4.5 amperios a 220 voltios (los EE no me llaman la atención aquí, yo uso las matemáticas de CC como argumento) pero la mayoría de los hogares tienen un servicio de 100-200 amperios. porque la carga máxima será mucho más alta que la media. Entonces sí, podrías manejar hasta 200 amperios.

  • imsolidstate dice:

    ¿Qué es MSP6S21? Google solo ha llevado a cabo este proyecto.

    @cgmark: dijo que es un transformador de corriente, por lo que en realidad no está en el circuito. Es tan seguro como cualquier otra cosa que toque los cables aislados dentro de la caja. Los transformadores de corriente para la detección de corriente tienen pequeños resultados.

    Omitiría las medidas AVG y Peak y probaría un factor de potencia. Vea cuánta potencia tienen sus residuos.

  • D_ dice:

    Lamentablemente, si no conoce su capacidad para convertir transformadores en los inductores de servicio, contrate a un electricista que tenga el equipo adecuado para hacerlo. El servicio más pequeño que verá (EE. UU.) Es de 100 amperios si sigue un código. Como han mencionado otros, nada mortal viene del panel al circuito, sin importar el tamaño del servicio.

  • itisravi dice:

    @cgmark, @Alex. Tienes razón, estoy en lo correcto.

  • mahoney dice:

    ¿Cómo realiza multiplicaciones de 4 cuadrantes para energía CA si la corriente medida es a través de un rectificador de precisión?

    Podía detectar una fase actual en tiempo real, pero me pregunto cómo sería exactamente eso con varios dispositivos que diseñan formas de onda complejas.

  • David dice:

    Acabo de pasar dos meses en la India y desearía tener algo así en su lugar ... muchos problemas potenciales donde estaba. De hecho, hice un proyecto similar hace unos años para mi ubicación en los EE. UU., Pero controla todos los circuitos secundarios y tiene una interfaz front-end en línea para interactuar con todos los datos históricos:

    http://www.kondra.com/circuit/circuit.html

    ¡Me encantaría instalar esto aquí!

  • Gert dice:

    Un amigo tenía algunos niveles de tensión extravagantes. Llamó a la empresa y le pusieron una caja alisando el producto.

    Conecté un O-scope y sus niveles eran más bonitos que los míos.

    La tensión constante mejorará la vida útil de cualquier cosa (excepto los dedos) que se inserte en el alternador.

  • gordo dice:

    No veo muchos problemas para encontrar amplificadores rms con una bobina conectada, puede probar el voltaje después de un poco de filtrado / enderezamiento y la preservación o visualización de valores instantáneos. Pero luego obtiene corriente aparente (¿podría el consumo de energía real estar asociado con la corriente en fase con 50Hz?)

  • Bogdan dice:

    ¡Buena construcción!
    Todavía estoy documentando sobre la construcción de algo similar. Usaré un transformador de corriente para medir la corriente, ya que esta es la forma más segura.
    @Estos discuten sobre corrientes altas
    Si está utilizando un transformador de corriente, solo necesita uno clasificado para esa corriente y la salida está en un rango seguro.
    Recomiendo leer una nota sobre el programa AVR465, explica la teoría detrás de él y el funcionamiento del programa para que pueda usar el microcontrolador que desee.
    http://www.applejelly.org/AVR/8-Bit/appnotes/pdf_avr/AVR465.pdf
    Sin embargo, me gusta la idea de que @debeb Deb utilice PGA mejor que los conmutadores.
    El único problema real que tengo es calibrar la cosa, pero tengo algo así como algo mortal.

  • Debraj Deb dice:

    Gracias por todo el comentario. Aquí están mis comentarios ->

    Esquema: -

    El hardware está construido en una placa de uso general y es por eso que no tengo una configuración de PCB. Pero planeo poner el plan en papel para que pueda beneficiar a otros. Pero como tal, el hardware es simple.

    Calibración aproximada: -
    cada dispositivo que usamos tiene la potencia nominal. Mi calentador de agua tiene una potencia nominal de 2KW y, por lo tanto, consumirá una corriente de (2000/230) = 8,7 amperios. Y la lectura RMS que obtengo en mi LCD es casi 169. Entonces 169 = 8.7Amps. Esta es una calibración rápida, pero muy aproximada.

    Calibración correcta: -
    Obtenga un medidor estándar y mida la corriente consumida en la red eléctrica y la pantalla en LCD. Pruebe con un equipo diferente: calentador de agua (resistivo), cargador portátil (corriente de condensador), balasto de lámpara (inductivo) ...

    Seguridad y aislamiento: -
    Usé un transformador de corriente para medir la corriente. La salida de CT está aislada y segura. No mido el voltaje, supongo que es constante de 230 V. Incluso si tuviera que medir el voltaje, usaría un tranfómero para aislar el cable. Normalmente trabajo en un circuito de alta tensión y por eso soy consciente de los riesgos.

    Otro objetivo del proyecto: -
    Mi esposa se olvida de apagar el calentador de agua. Entonces dura 1/2 hora y eso aumenta mi factura de luz. Conectaré un zumbador a la placa, que sonará fuerte si el calentador se enciende> 10 minutos (que es suficiente).

    transformador de corriente: -
    Lo que tengo es de un traficante de basura. Pero en la India, puede obtener uno nuevo por US $ 2 ~ 6, lo que le dará una salida decente de hasta 18 amperios (230 V * 18 A = 4K, ¡gran potencia!). Mi CT tiene una resistencia de 330ohm.

    MSP6S21: -
    Es un error tipográfico, el número de pieza real es MCP6S21, un amplificador de ganancia de microchip programable >>

    http://www.microchip.com/wwwproducts/Devices.aspx?dDocName=en010483

    Puede conectarse a uC a SPI y proporciona diferentes ganancias de 1 a 32.

  • suave dice:

    Pensado para tener un tipo de monitoreo más distribuido, monitoreando en varios empalmes de energía en el hogar y registrándolo en una ubicación central. ¿Algunas ideas?

  • Debraj Deb dice:

    Otro punto que quería explicar: -

    Utilizo un rectificador preciso para convertir una señal de CA de un transformador de corriente en CC y luego alimentar la CC a un microcontrolador. La CC es CC ondulada y NO utilizo un condensador de filtro. Pruebo la forma de onda a una velocidad de aproximadamente 33uSec, lo que me da aproximadamente 60 muestras en un ciclo (1 ciclo = 20mSec para 50Hz, India). Usando las muestras, calculo RMS, Promedio y pico.

  • Bogdan dice:

    @smoothp puedes aplicar lo mismo y agregar radio o algún tipo de comunicación entre los módulos.

  • Roman Dulgarov dice:

    Algo memorable es que en Estados Unidos el poder es una fase dividida. Por lo tanto, debe medir ambos, también debido a la separación, no puede asumir que el voltaje será constante.

  • No dice:

    Medir solo los amperios proporciona datos precisos solo para las cargas de resistencia pura.
    Todos pagan por la potencia real (activa), que es una potencia aparente x ángulo de fase (entre voltaje y corriente).
    Debe multiplicar el voltaje medido por la corriente medida en cada 33usek para obtener la potencia real.

    Buen trabajo de todos modos.

  • No dice:

    Olvidé esto, ¿no sería un simple temporizador mucho más conveniente y fácil para ese propósito? ;), botón, pantalla LED de 7 segmentos, relé e imagen barata
    cada pulsación de botón agrega un minuto (o solo comienza a partir de 10 minutos), la pantalla muestra cuánto tiempo ha estado funcionando el calentador y contando hacia atrás ...

    ... si la calefacción está encendida> 10min (que es suficiente).

  • andreo dice:

    Vaya chicos, realmente no entienden con qué están jugando.

    El servicio 200A no es capaz de entregar 200A. Es capaz de proporcionar mucho, mucho más si le da la opción. Dependiendo de qué tan lejos esté del poste, el calibre del cable y exactamente lo que esté haciendo para acortarlo, podría estar en el extremo receptor de unos pocos miles de amperios de corriente.

    Sí, está utilizando transformadores de corriente. Bien por usted. Estas cosas pueden fallar y fallan. El aislamiento falla. Es muy posible que termine recibiendo estos miles de amperios de corriente que llegan a su circuito. Me preocupa mucho menos que el aislamiento esté fallando porque me gustaría tocar algo accidentalmente mientras estoy insertando la TC. Es mejor desconectar el servicio antes de adjuntar esto, o usar CT de núcleo compartido como alguien más ha mencionado.

    Medir el “poder real” es difícil, incluso para nosotros los profesionales. Para los pasatiempos, medir su corriente y voltaje al mismo tiempo y multiplicar para obtener energía instantánea no siempre es fácil, y si desea mantenerse aislado presenta algunos desafíos interesantes para el proyecto. Las armonías complejas también pueden presentar formas de onda medibles interesantes, lo que significa que debe aumentar la velocidad de la muestra para incluso verlas. Hay mucha información sobre esto, si tiene curiosidad: el término "factor de cresta" es un buen punto de partida. Para la mayoría de nosotros, aunque no necesitamos ser tan precisos, la S&H de alta lectura y algunos factores defectuosos funcionarán bien.

    Muy lindo proyecto. Tengo la intención de hacer algo así con mi propia casa.

  • Bogdan dice:

    @andrew No conozco el cableado estadounidense, pero ¿no debería haber otra mecha justo donde el cable que alimenta su casa está conectado a una línea más grande? Esto debería evitar una corriente excesiva en la situación de que haya un cortocircuito en algún lugar frente a algún interruptor en la casa.
    @Debraj Deb Me acabo de dar cuenta, dices 33us y 60 muestras por ciclo. Uno de ellos no está bien, ¿quién es?

    Creo que este proyecto es tan simple como mejor, lo mejor que se puede mejorar es medir el voltaje para calcular solo la energía activa. Medirlo después de un transformador puede no ser una buena idea. Creo que es un cambio de fase, ¿verdad?

  • cgmark dice:

    @bogdan

    En los EE. UU., La corriente de alto voltaje de 4KV proporciona energía para bajar un transformador en el poste. El transformador es de fase dividida, por lo que tiene 3 cables. 2 de los cables están averiados y suministran 110 VCA cada uno. El tercer cable es neutro. La medición de un cable de fase a fase le da 220 VCA y de ambos cables al neutro es de 110 VCA.

    Desde el transformador en la varilla va directamente a la base de un medidor. En la base del medidor se conecta directamente al medidor, no hay mecha ni interruptor en el camino.

    Imagen con enlaces etiquetados.
    http://www.selfhelpandmore.com/images/home-wiring-usa/main-dwelling/meter-new-service-panel/100aoverheadmeterbaselineload.jpg

    Tenga en cuenta que una vez que se instala el medidor, nada interrumpe la conexión con el hogar.

    La energía va desde allí al panel de servicio en el interior.
    http://rei-specialist.com/yahoo_site_admin/assets/images/breakerbox.210164130.jpg

    No hay ningún lugar para golpearlo frente al interruptor sin riesgo de incendio si lo que está haciendo falla. Y si tiene un seguro de hogar, no pagará los daños. Un código eléctrico en los Estados Unidos especifica que solo un electricista autorizado puede cambiar los cables en el lado de entrada de la desconexión principal.

    Aunque soy estadounidense, cuando restauré mi casa, pude instalar mi propio seccionador después del medidor, pero tuve que tener la compañía eléctrica para hacer la conexión porque no estaba autorizado a hacerlo. Entonces en casa tengo 2 desconexiones. Uno en el exterior inmediatamente detrás del medidor y otro en el panel de servicio en el interior. Pero la mayoría de las casas no están tan conectadas. Lo único que evita que fluya una corriente de 200 A + si algo falla o se produce un error es el tamaño del cable.

  • cgmark dice:

    @imsolidstate

    Si bien los enlaces pueden estar aislados, no hay disposiciones para agregar eso en el código NEC. No desea que un dispositivo cuelgue dentro de la caja alrededor de esos cables. De lo contrario, tendrás una situación si la atrapas y algo falla, serás responsable del daño que cause. Si el aislamiento es corto, si un rayo hace que falle, usted será el responsable. El seguro de hogar no pagará si maneja mal el flujo de servicio.

    La única forma correcta de hacerlo y estar seguro es seguir el NEC y tener dos paneles instalados. Uno con desconexión entre el medidor y el panel principal y un segundo en el propio panel principal. Entonces tienes un dispositivo de seguridad entre todo lo que haces y las líneas eléctricas. Puede agregar su dispositivo y luego conectar los cables al panel de servicio principal.

    Haciéndolo de manera diferente y usted solo si sale mal.

  • Debraj Deb dice:

    @Bogdan
    Obtengo alrededor de 60 muestras / ciclo. Entonces, la muestra de prueba es de alrededor de 330uSec (no 33uSec, como mencioné antes).
    Sí, para un transformador, obtendré un equipo de fase y eso dificultará el trabajo. Mi idea fue simplificar el diseño. Planeo aproximar la medición de potencia a lo largo del tiempo y luego compararla con la pantalla de mi medidor de energía. ¿Ves cuánto vale el error? Si es razonable, no necesito una medición de voltaje. Pero, para una medición de vatios efectiva, también necesitaremos voltaje.

    @nordeste
    Sí, un PIC más simple funcionará. Pero utilicé PIC por 2 razones: primero, lo encontré (PIC18F4520) fácilmente en el mercado local y, en segundo lugar, me gusta la programación en C posible con MPLAB en PIC18F. Para la programación en C con PIC-16, necesito usar una "C" de alta tecnología que no usé y, por lo tanto, una mentalidad que tengo que romper. 🙂

  • imsolidstate dice:

    @cgmark

    No estoy seguro de que le importe mucho NEC. Está en la India, ¿no?
    "Si el aislamiento está en cortocircuito" si el aislamiento falla, entonces hay problemas de todos modos. Los transformadores de corriente se utilizan todo el tiempo en la industria para medir la potencia.

  • Debraj Deb dice:

    @imsolidstate

    Sí, estoy en la India.

    No estoy seguro del código NEC. Pero en mi casa, los cables que se utilizan son de calidad "ISI" e inflamables. Si falla el aislamiento de los cables, el CT todavía está aislado. Si todo lo demás falla ... bueno, ese es un día serio.

  • Lee Wilkerson dice:

    @cgmark
    En los EE. UU. Y Canadá, donde he estado, hay un fusible en el cable de alto voltaje antes de que ingrese al transformador de poste.

  • Diane dice:

    Mi amigo tiene aumentos en su casa, ve cómo se agotan las pilas, se apagan las bombillas y se fríen las bombas, sienten un campo magnético, ¿qué les parece?

  • Vick951 dice:

    Hola a todos,
    Sé que este tema está envejeciendo, pero estoy muy interesado en dominar el funcionamiento actual en mi casa.
    Me gustaría comprobarlo desde el panel de la casa, después de la mecha, pero no sé qué cosas buscar para hacer eso.
    Me gustaría tener los resultados en una computadora. Durante mis clases, trabajamos con equipos “Fluke” y pudimos dar órdenes de medición y proporcionar los resultados. Me gustaría hacer algo bastante similar.
    Si alguien puede ayudar de esta manera, ¡sería de gran ayuda!
    Gracias a todos

Manuel Gómez
Manuel Gómez

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