Uno strano oscillogramma

[ginfizz]

Ok, sarebbe interessante sicuramente.
Ma ci sarebbe un problema alle correnti piu' basse: provando quel nucleo con il secondario cortocircuitato con le lampadine da 40-100 W, con l'oscilloscopio non ho rilevato alcuna tensione sul secondario da 20 spire e nemmeno all'uscita dell'operazionale. Non ho approfondito la cosa ne' insistito con queste prove perche' essendo interessato alla realizzazione di uno strumentino da 5 kW fondo scala e con risoluzione minima di 500 W, sono passato direttamente ad una misura piu' sostanziosa e con 600 W ho ottenuto l'accensione del primo led, e questo mi bastava. Inoltre non avevo disponibili carichi da 200-500 watt per prove ulteriori a piu' bassi assorbimenti.
Vediamo nei prossimi giorni se trovo il tempo ed il materiale per ripetere le prove.
Ad ogni modo per il mio personale scopo, che ho gia' illustrato, penso che una scala analogica con i led che passano progressivamente dal colore verde al giallo e poi al rosso sia piu' immediatamente comprensibile di un per es. 4,83 kW, a cui non farebbe caso nessuno
Ad ogni modo manda pure: puo' darsi che qualcuno trovi piu' utile l'indicazione digitale.
Ciao

[sputazz]

in effetti perseguiamo due scopi diversi ... ed e' per questo che mi pareva strano che tu riuscissi ad utilizzare ur lm358 ed alimentazione singola. In pratica con il circuito da te proposto hai una costante di 0,3 V all'uscita dell' operazionale che finche' il carico non diventa sostanzioso non combia. Ma questo nel tuo progetto e' perfettamente ininfluente visto che la risoluzione e' piu' grande di questo gradino iniziale. Come ti accennavo , ma all'epoca nn avevo fatto nessun conto , sarebbe stato utile un'operazionale rail-to-rail in grado di erogare tensioni vicino ai potenziali di alimentazione , in pratica non presentano questo gap di 0,3 (e che mi ricordavo essere di 2V !!! )

La mia idea era inizialmente molto simile alla tua ma poi mi sono ricordato di avere questo strumento per casa e che avevo osservato gli stessi strani oscillogrammi ! ora avendone scoperto le cause lo voglio riperfezionare con la possibilita di testare i singoli elettrodomestici e il loro consumo in stand-by visti gli ottimi risultati di linearita' dimostrati dal trasformatore !!

Ho provato con un nucleo in ferrite recuperato da un alimentatore swhitching a cui ho aggiunto due spire in cui scorre la corrente da misurare e le misure sono lineari tra 10W e 1400W (una lampada da tavolo e un ferro da stiro). Viste queste potenzialita' mi e' subito balzata in mente la possibilita' di costruire uno strumento di misura (di cui sono appassionato)

provo a postare uno schema a blocchi

[ginfizz]

in effetti perseguiamo due scopi diversi ... ed e' per questo che mi pareva strano che tu riuscissi ad utilizzare ur lm358 ed alimentazione singola. In pratica con il circuito da te proposto hai una costante di 0,3 V all'uscita dell' operazionale che finche' il carico non diventa sostanzioso non combia

Ma no. In uscita dell' operazionale ho 0,0 volt in assenza di segnale di input.

Come ti accennavo , ma all'epoca nn avevo fatto nessun conto , sarebbe stato utile un'operazionale rail-to-rail in grado di erogare tensioni vicino ai potenziali di alimentazione , in pratica non presentano questo gap di 0,3 (e che mi ricordavo essere di 2V !!! )

ma il gap si presenta, negli Op tradizinali, quando ti avvicini al limite superiore dell'alimentazione positiva e ed al limite inferiore di quella negativa(quest'ultima se c'e' un'alimentazione duale, naturalmente). Il problema da te evidenziato e' invece dovuo alla presenza dell'offset, che e' un altro discorso.

Ho provato con un nucleo in ferrite recuperato da un alimentatore swhitching a cui ho aggiunto due spire in cui scorre la corrente da misurare e le misure sono lineari tra 10W e 1400W

Avrei provato anch'io con altri nuclei se li avessi avuti, ma non li ho. Inoltre nel mio caso, nel quadro dove dovei mettere il nucleo ho solo un paio di centimetri di spazio a disposizione. Poi esco fuori con una piattina.

provo a postare uno schema a blocchi

beh, lo schema a blocchi sara' di qualche interesse, ma un po' limitato.
In pratica converrebbe usare anche quei voltimetri digitali da pannello oppure un tester digitale da pochi euro, entrambi predisposti nella portata 20 V fs. Regolando opportunamente il guadagno dell'Operazionale si puo' fare in modo che si abbia un output per es. di 4,00 volt (che verranno letti tali e quali dallo strumento) quando in ingresso all'operazionale si a una tensione prodotta dal passaggio nel nucleo di una corrente corripondente a 4,00 kW.

[sputazz]

Ce' sempre da imparare vedo ! ... spulciando nel datsheet ho trovato che effettivamente nell'uso con alimentazione singola a 5V riporta una tensione minima di uscita di soli 5mV il che spiegherebbe tutto ma le nostre strade qua si dividono perche a te 5mV di minimo non contano nulla per me contano 5W sull'indicatore.
Ma la linearita in questa zona e' garantita ?

In pratica converrebbe usare anche quei voltimetri digitali da pannello oppure un tester digitale da pochi euro, entrambi predisposti nella portata 20 V fs. Regolando opportunamente il guadagno dell'Operazionale si puo' fare in modo che si abbia un output per es. di 4,00 volt (che verranno letti tali e quali dallo strumento) quando in ingresso all'operazionale si a una tensione prodotta dal passaggio nel nucleo di una corrente corripondente a 4,00 kW.

e' prorpio cosi' , il voltmetro da pannello (5k lire in fiera) ha , come nel disegno , un fondoscala di 1999 ... non appena avro tempo realizzero' lo schema elettrico (considera che quello a blocchi l'ho fatto qui a lavoro !!)

[ginfizz]

Ma la linearita in questa zona e' garantita ?

Ho fatto delle prove inviando tensioni molto basse provenienti dal secondario di un trasformatore + partitore con trimmer, e direi di si'.
Ho finalmente montato il tutto nel quadretto degli interruttori di casa mia, e sto facendo prove ulteriori: ci aggiorniamo nei prossimi giorni.

[ginfizz]

Gia dalle prime prove con l'apparecchio collegato alla rete sono sorti alcuni problemini che non si erano manifestati al banco.

Ma andiamo con ordine.
Dapprima ho collegato il sistema di pilotaggio del buzzer.
Ho scelto il sistema piu' semplice, quello del transistor PNP perche' pensandoci bene era inutile utilizzare l'altro Operazionale impostato come comparatore per questa funzione.
Infatti l'Enel concede una tolleranza al prelievo di corrente attraverso i suoi contatori elettronici con le seguenti regole:
fino al 10 % i piu' rispetto al valore contrattuale senza limiti di tempo.
dal 10 % al 20 % per un'ora soltanto. Da altre fonti ho letto tre ore.
Ora avendo 4,5 kW come potenza contrattuale potrei prelevare 4,950 kW indefinitivamente, ed oltre questo valore per solo un'ora.
Il misuratore sara' tarato per accendere l'ultimo led con 5-5,1 kW.
Se io utilizzassi un comparatore, la sua utilita' sarebbe quella di permettere di attivare il suono del buzzer con potenze superiori a 5,1 kW.
Quindi se per esempio impostassi la sua soglia a 5,2 kW e prelevassi costantemente 5,1 kW, dopo un'ora potrei avere il distacco del contatore senza che il buzzer suoni!
Quindi e' inutile utilizzare il comparatore.
Il buzzer utilizzato e' di quelli piezo da 12 volt, che assorbe 5 mA. Funziona benissimo anche a 5-6 V

Dopo il montaggio nel quadro ho notato che il circuito era molto sensibile ai transitori di corrente e disturbi vari presenti sulla rete.
Anche solo accendendo il PC oppure una pompa di calore si accendevano per un istante tutti i led, e suonava per un secondo il buzzer. Stessa cosa succedeva a volte appena si metteva in moto l'ascensore del palazzo !
Inoltre ho notato una strana irregolarita' nell'accensione dei primi due led: era quasi come se lo strumentino fosse troppo sensibile nella parte iniziale della scala, mentre poi ricquistava la linearita' che avevo rilevato al banco.
Ne ho dedotto che i disturbi della rete disturbavano il segnale proveniente dalla sonda quando il suo livello era basso. Purtroppo il mio oscilloscopio non e' portatile, inoltre il contenitore del circuito e' posizionato tra il quadro ed un pilastro, in una posizione che non ne permette un agevole smontaggio per effettuare le misurazioni.
Ho pertanto abbandonato l'idea di effettuare le misurazioni con il circuito collegato alla rete. Ho pertanto smontato il circuito con non poca fatica ed aggiunto un circuito di ritardo RC visibile nello schema, formato da R5 e C4.
Ho ridotto il valore di TR1 portadolo a 5K, perche' con 10 K la regolazione non era agevole. Ho aggiunto inoltre la resistenza R4 perche' quando la sonda era scollegata dal circuito (ho usato una morsettiera per collegare la piattina della sonda) l'operazionale diventava instabile.
Cosi' facendo ho stabilizzato la visualizzazione, che diventa molto meno sensibile ai transitori di corrente, pero' purtroppo la instabilita' nella parte iniziale della scala persiste, sotto forma di una eccessiva sensibilita' dei primi 1-2 led.
Penso che si potrebbe risolvere questo inconveniente con un filtro passa basso all'ingresso dell'operazionale, ma dato che la cosa non mi disturba penso che lascero' le cose cosi'.
Il valore di alcuni componenti e' stato scelto semplicemente perche' erano disponibili.
Qui c'e' lo schema pratico nuovo:


e qui c'e' una foto del montaggio (fatta prima delle ultime modifiche):


Sconsiglio di collegare i led con una piattina cosi' come ho fatto io se non e' strettamente necessario: ho passato piu' tempo a preparare la piattina che a fare tutto il resto.
Il tutto e' stato montato all'interno di una canaletta per impianti elettrici da 4 X 4 cm. Il trasformatore proviene da un caricabatterie per cellulari.

[sputazz]

piuttosto che un doppia rete RC potresti rimuovere R5-C4 e costriure con R4 un filtro sui 500Hz (quindi un condensatore da 33nF).
Comunque anche io ho sperimentato di questi picchi e purtroppo e' una pecca del sistema che abbiamo scelto, la tenosione al secondario del trasformatore dipende dalla variazione di corrente al primario e se ce' un picco di assorbimento (l'accensione di un ferro da stiro) questo generera' un picco di tensione sul secondario

[ginfizz]

piuttosto che un doppia rete RC potresti rimuovere R5-C4 e costriure con R4 un filtro sui 500Hz (quindi un condensatore da 33nF).

No, come gia' detto i problemi erano due: il primo determinato dai picchi di assorbimento dati dall'accensione di carichi che per loro natura tendono a produrre questi picchi: dispositivi con alimentatori switching (PC) e motori (pompe di calore). Per smorzare questi picchi la doppia rete RC e' indispensabile: si potrebbe utilizzarne una sola togliendo il condensatore collegato al diodo, ma cosi' facendo sul condensatore piu' a valle non avresti la tensione di picco delle sinusoidi, ma solo un valore intermedio, abbattendo cosi' il segnale disponibile per il LM3914.
Ad ogni modo ritengo che la rilevazione di questi picchi dia ssorbimento, se non producono il suono del buzzer, sia utile.
L'altro problema era quello della mancanza di linearita' nella accensione dei primi 1-2 led, che si accendevano per potenze molto inferiori ai 500-1000 watt previsti: il primo led si accendeva con correnti anche di solo 0,8 A invece dei 2,17 A previsti.
Oggi ho fatto ulteriori prove ed ho avuto conferma di quello che gia' sospettavo: se i carichi sono puramente resistivi (lampadine ad incandescenza, stufe) questa mancanza di linearita' non si verifica, mentre si verifica se e' acceso il TV LCD Sony da 40 pollici, oppure il PC (basta che sia acceso anche uno solo di questi dispositivi). Quindi si potrebbe concludere che l'anomalia dovrebbe essere dovuta alla presenza di armoniche nella rete, che non sono rilevate dalla pinza amperometrica utilizzata per le misure. Ho specificato la marca del TV perche' presumo che una marca cosi' nota adotti validi filtri di rete per bloccare le armoniche generate dall'alimentatore switching, cosa che invece evidentemente non succede.
la soluzione dovrebbe essere quindi quella gia' prospettata, salvo diverse idee: un filtro passa-basso RC all'ingresso dell'Operazionale (forse non sufficiente), oppure allo scopo si potrebbe utilizzare l'altro operazionale configurato come filtro passa-basso. Ad ogni modo solo all'idea di rismontare il tutto dalla parete accanto al quadretto mi vengono i brividi, pertanto lascero' le cose cosi'. Non ho capito perche' hai utilizzato come frequenza di riferimento 500 Hz, anche perche' dal calcolo con 100K e 33 nF si ottiene una frequenza di taglio di 50 Hz.

Comunque anche io ho sperimentato di questi picchi e purtroppo e' una pecca del sistema che abbiamo scelto

Una pecca ? A mio parere e' un pregio: e' naturale che ci siano quei picchi. Ad ogni modo e' facile smorzarli con la doppia rete RC.
Se ti vuoi divertire prova semmai il filtro taglia armoniche.
Facci sapere.

PS: ad ogni modo tutto questo ambaradan ha avuto il pregio di farmi scoprire una pecca nel mio impianto elettrico, una vera bomba ad orologeria illustrata in questo topic:
viewtopic.php?f=3&t=7478

[sputazz]

Una pecca ? A mio parere e' un pregio

aiutami a capire dove sta il pregio di un sensore per la corrente che ampifica in maniera spropositata gli sbalzi di corrente ...

...Quindi si potrebbe concludere che l'anomalia dovrebbe essere dovuta alla presenza di armoniche nella rete, che non sono rilevate dalla pinza amperometrica utilizzata per le misure. Ho specificato la marca del TV perche' presumo che una marca cosi' nota adotti validi filtri di rete per bloccare le armoniche generate dall'alimentatore switching, cosa che invece evidentemente non succede.
la soluzione dovrebbe essere quindi quella gia' prospettata, salvo diverse idee: un filtro passa-basso RC all'ingresso dell'Operazionale

ed e' la stessa cosa che ho gia detto ha piu' riprese , errore di calcolo a parte , un filtro passa basso a 500Hz ha il pregio , essendo una decade piu' in la della frequenza da lasciar passare , di non influenzare i segnali a 50Hz.
L'indicazione della pinza , probabilmente , essendo uno sttrumento di misura , sara del vero valore rms e non viene influenzata dai picchi istantanei cosi' come il rivelatore di picco che hai realizzato con l'operazionale + diodo
http://it.wikipedia.org/wiki/Convertitore_a_vero_valore_efficace


Per ultimo "come li pregetti gli alimentatori switching dalle tue parti ?" piu' che un filtro per le armoniche ad alta frequenza, che sicuramente ce' , l'assorbimento di corrente e' quello che e' ! in fondo la prima cosa che ce' in questi alimentatori e un ponte di diodi + capacita' . Prova a calcolare l'andamento nel tempo della corrente nei diodi e poi ritorna qua a pare con toni piu' da confronto e non da scontro.

si potrebbe utilizzarne una sola togliendo il condensatore collegato al diodo, ma cosi' facendo sul condensatore piu' a valle non avresti la tensione di picco delle sinusoidi, ma solo un valore intermedio, abbattendo cosi' il segnale disponibile per il LM3914.

che forse sarebbe piu' vicino al valore rms e meno sesibile ai picchi dovuti agli alimentatori switching

[ginfizz]

e poi ritorna qua a pare con toni piu' da confronto e non da scontro.

No, abbi pazienza Sputazz, ma questa frase non l'ho proprio capita: mi sono riletto piu' volte il mio messaggio e non ho visto niente di offensivo.
Dimmi dove vedresti lo "scontro" e sono pronto a chiederti scusa.