Licznik Energii Elektrycznej 2017 Watomierz / Energy Meter – Power Meter OLED Display

Wstęp:
Projekt bazuje na wydanym w EP 2004r kicie AVT555
Jednak przeszedł on pewne zmiany:
– zastosowano wyświetlacz OLED, co podnosi w znaczący sposób czytelność wyników. (zmiana kodu)
– zmieniono obwód 230V,
– zmieniono konstrukcję PCB – zastosowano więcej elementów SMD.

Opis:
Układ oparty jest na układzie firmy Analog Devices ADE7759. Jest to kompletny układ do pomiaru energii. Potrzebny jest tylko dzielnik napięcia wejściowego oraz obwód bocznika prądowego. Przetwarzaniem danych z w/w układu zajmuje się Atmega16, dodatkowo wykorzystywany jest zegar czasu rzeczywistego opary na układzie DS1307 wraz z podtrzymaniem bateryjnym.
Za pomocą powyższego układu możemy mierzyć :
Napięcia RMS, napięcie średnie, dodatnią i ujemną amplitudę napięcia
Prądy (jak wyżej)
Moce : czynną, bierną, pozorną, PF
Częstotliwość (współczynnik wypełnienia)
Zliczać Energię Całkowitą (od restartu zegarów), tymczasową (od czasy włączenia miernika), od danej daty, w zakresie dat.
Dodatkowo układ może pracować jako licznik dwutaryfowy

Licznik ma możliwość kalibracji ! (co jest niebagatelną zaletą)

O samej konstrukcji i zasadzie działania rozpisywać się nie będę gdyż można go znaleźć w opisie kitu AVT.
Link

Na skróty :
maksymalny prąd 14A co przy 230 V daje 3,2 kW
Błąd pomiaru < 0,5 %

Przejdę do zmian.
Po pierwsze OLED – te wyświetlacze nie są jeszcze zbyt popularne, naprawdę nie wiem dlaczego gdyż oferują o niebo lepszą jakość odczytu. Niestety producent wyświetlaczy alfanumerycznych teoretycznie (o czym dalej) kompatybilnych z standardowymi LCD bazującymi na HD jest niestety tylko jeden.
Postanowiłem zastosować taki wyświetlacz, ale szybciutko okazało się że pomimo teoretycznej zgodności z HD44780 w rzeczywistości tak nie jest. Niestety z prób wyjaśnienia przyczyn owej niekompatybilności wynika, że nikt tego nie wie – nawet producent (a jak pisałem producent jest tylko jeden ale same wyświetlacze są sprzedawane pod różnymi markami i bardzo różnymi cenami).
Sterownik zawarty w wyświetlaczu tu nazywany WS0010, wymaga stworzenia własnej biblioteki sterującej. Jako że kod na szczęście jest dostępny popracowałem nad nim i udało się to prawie “opanować”. Problemy jakie się ujawniały to nieprawidłowy sposób wyświetlania tekstu, był ucinany brakowało 2 linijki (albo 1) nie prawidłowo można było edytować tekst itd … cały zestaw problemów.
Jak pisałem wcześniej ze tego względu że zastosowanie amatorskie OLEDów nie jest duże nikt nie wiedział dlaczego takie problemy występują.

Kolejną modyfikacją była sekcja obwodu pomiarowego. Oryginalnie sposób przyłączenia wymagał przylutowania przewodów. Otwory były symboliczne więc przylutowanie nawet 0,75mmkw nie było możliwe. Zastosowałem wygodne gniazda śrubowe (popularne ARK-i)
Dodałem w obwodzie zasilania bezpiecznik (ale tylko samej sekcji zasilania) oraz wyłącznik(i) przy krawędzi płytki.
Z drobniejszych modyfikacji to jeszcze więcej elementów SMD, montaż ich nie jest trudny jeśli użyjemy kleju SMD.
Do zasilania zegara czasu rzeczywistego (DS1307) możemy zastosować całą rodzinę baterii litowych od 2016 do 2477 :) kto co lubi i będzie miał pod ręką.

Parametry pomiarowe i jakość pomiarów energii jest bardzo dobra, w porównaniu do produktów made in ….. to niebo a ziemia.
Osobiście używam takiego miernika od przeszło 2 lat i niedokładność nie przekracza 0,5% (produkty marketowe to w najlepszym przypadku 2 % a niektóre więcej) na ogół ich niedokładność związana jest z kanałem prądowy. A możliwości kalibracji nie mamy żadnej.

Ten miernik taką możliwość posiada, a sama kalibracja jest prosta do której potrzebne jest kilka żarówek czyli kilkuset watowe obciążenie rezystancją i w miarę dobry miernik uniwersalny.

Schemat

PCB widok:

 

Sprzedaż/Sell Allegro – Ebay