Pengukuran Daya AC menggunakan Mikrokontroler PIC
Dalam kehidupan kita sehari-hari, kita mengonsumsi energi listrik untuk berbagai keperluan seperti untuk memberi daya pada peralatan listrik, gadget, perangkat, mesin, dan sebagainya.
Jadi, penting untuk mengukur jumlah daya yang dikonsumsi untuk mengetahui tagihan listrik yang biasanya dilakukan oleh kWh meter energi. Secara umum, daya AC diukur menggunakan berbagai teknik, di sini dalam artikel ini mari kita membahas tentang meter pengukuran daya AC menggunakan mikrokontroler PIC.
Pengukuran Daya
Daya listrik dapat berupa daya AC atau daya DC, meter energi digunakan untuk mengukur daya. Ada berbagai jenis pengukur energi, yang diklasifikasikan sebagai pengukur energi digital, pengukur energi elektronik, pengukur watt, pengukur energi 3 fasa, pengukur energi 1 fasa, pengukur daya AC, dan sebagainya.
Daya AC diberikan oleh hasil dengan nilai tegangan RMS melintasi beban, arus RMS melintasi beban, dan faktor daya beban. Ini dapat direpresentasikan seperti yang ditunjukkan pada persamaan di bawah ini.
P = V*I*Cos(θ)
Sekarang, pengukuran daya AC dapat didefinisikan sebagai pengukuran tegangan, pengukuran arus, dan pengukuran faktor daya. Jadi, untuk mengukur konsumsi daya menggunakan mikrokontroler PIC, penting untuk mengukur tegangan menggunakan mikrokontroler PIC, mengukur arus menggunakan mikrokontroler PIC, dan mengukur faktor daya menggunakan mikrokontroler PIC.
Pengukuran Tegangan AC menggunakan Mikrokontroler PIC
Mikrokontroler umumnya dioperasikan dan diproduksi untuk bekerja dengan peringkat tegangan kurang dari atau sama dengan 5V. Jadi, tidak mungkin untuk mengukur tegangan AC secara langsung lebih besar dari 220V dengan memberikan tegangan input tinggi untuk mikrokontroler yang dapat menyebabkan kerusakan sementara atau permanen pada mikrokontroler.
Oleh karena itu, diperlukan untuk menurunkan tegangan AC tinggi sekitar 220V ke 5V untuk mengukur tegangan menggunakan mikrokontroler. Pengukuran tegangan AC menggunakan mikrokontroler PIC dapat dilakukan dengan menggunakan penguat diferensial atau transformator potensial.
Penguat diferensial atau transformator potensial digunakan untuk menurunkan tegangan dan kemudian dengan menggunakan konverter atau penyearah analog ke digital, pembacaan tegangan ditampilkan pada layar LCD.
Pengukuran Arus AC menggunakan Mikrokontroler PIC
Mikrokontroler PIC dapat digunakan untuk mengukur arus AC dengan bantuan penguat diferensial, resistor shunt, dan konverter analog ke digital. Resistor shunt digunakan sebagai transduser untuk mengubah arus menjadi tegangan karena mikrokontroler secara langsung tidak dapat membaca arus.
Dengan demikian, tegangan melintasi resistor shunt dapat diukur dengan menggunakan mikrokontroler PIC yang sekali lagi dikonversi menjadi arus menggunakan hukum Ohm. Dengan demikian, arus AC yang diukur ditampilkan pada layar LCD.
Pengukuran Faktor Daya menggunakan Mikrokontroler PIC
Induktor dan Kapasitor menyebabkan Faktor Daya lagging dan leading, tegangan arus lag oleh beberapa sudut dan tegangan lead arus oleh beberapa sudut masing-masing. Dengan demikian, faktor daya dapat didefinisikan sebagai kosinus sudut antara arus dan tegangan dan diberikan sebagai
Faktor Daya = cos θ
Untuk mengukur faktor daya menggunakan mikrokontroler PIC, perbedaan waktu antara tegangan dan arus ditentukan menggunakan deteksi zero crossing dengan bantuan pin interupsi eksternal mikrokontroler.
Interupsi dihasilkan oleh setiap kali penyilangan nol bentuk gelombang tegangan terdeteksi dan timer internal mikrokontroler digunakan untuk mengukur waktu. Demikian pula, setiap kali interupsi bentuk arus gelombang dihasilkan, maka timer berhenti menghitung dan dengan demikian perbedaan waktu dihitung.
Proses ini berulang beberapa kali (katakanlah 20 hingga 30) dan nilai rata-rata diambil untuk hasil yang lebih baik. Oleh karena itu, perbedaan waktu digunakan untuk menentukan perbedaan sudut fasa antara tegangan dan arus. Dengan demikian, faktor daya dapat dihitung menggunakan mikrokontroler PIC.
Sekarang, dengan mensubstitusi nilai tegangan, arus, faktor daya dalam persamaan daya di atas, kita dapat mengukur daya AC. Meter yang digunakan untuk mengukur faktor daya dapat disebut sebagai meter faktor daya.
Sistem Pengukuran Energi Matahari Melalui RFmenggunakan Mikrokontroler PIC
Tujuan utama dari proyek ini adalah pengukuran energi matahari dengan menggunakan beberapa data sensor. Proyek ini menggunakan panel surya yang mengubah arahnya sesuai dengan sinar matahari. Parameter panel surya seperti intensitas cahaya, suhu, tegangan, dan arus dipantau dan juga dikirim ke PC menggunakan RF.
Blok diagram proyek yang ditunjukkan pada gambar di atas terdiri dari berbagai blok, termasuk panel surya, sensor suhu, sensor cahaya, sensor tegangan, dan sensor arus yang dihubungkan dengan mikrokontroler PIC. Sensor digunakan untuk mengukur suhu, cahaya, tegangan, dan arus dan dikirim ke PC menggunakan RF, data yang sama ditampilkan melalui layar LCD.
Blok catu daya, transceiver RF, PC, timer max232, 555, dan blok buzzer terhubung seperti yang ditunjukkan pada blok diagram di atas. Pengukuran energi matahari dapat dicapai dengan mengukur faktor-faktor seperti suhu dan intensitas cahaya yang mempengaruhi pembangkit energi.
Ada berbagai jenis meter yang meliputi meter faktor daya, meter energi digital, meter energi elektronik, pengukuran daya 3 fasa, pembacaan meter energi melalui internet, meteran energi prabayar dengan antarmuka GSM, meteran energi yang dapat diprogram untuk survei beban listrik.
