将变化的电压读取到Arduino

我正在使用Arduino Nano和电流互感器（CT），试图感应流过120 V 60 Hz线路的电流。

电路图

CT 0-1 V根据其规格输出。该输出偏置AREF/2= 2.5V。

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analogRead 价值观

x轴表示ADC样本的索引号，而y轴表示ADC值（0-1024）。采样率约为9 kHz。峰间差异约为1026个样本。

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您希望CT产生该波形吗？为什么有些区域的值是平坦的，而不是连续变化的？

此外，如果我们看一下曲线的曲线部分，为什么Arduino 交替读取上方512和下方的值512？它读取一个高于的值512，然后是低于的值512，然后是高于的值512，依此类推。

analogRead在我的设置中，测量所需的时间为110微秒，并且波形峰值之间有1026个样本。这意味着在1秒钟内将有大约9个峰值，尽管由于我们正在感测60 Hz线路，所以我预计会有60个峰值。你从中得到什么？电路中有一个电容器，C1这有什么关系吗？

这些AnalogRead值是否适合用于计算RMS电压，从而计算出流经电线的RMS电流？这样做的最终目的是在确定流过电线的RMS电流之后计算功率使用量。

用于获取绘图值的草图

void setup() {
    Serial.begin(9600);
}

void loop() {
   double sensorValue = analogRead(1);
   Serial.println(sensorValue)
}

analogRead凹凸区域中的实际数据点

模拟读数值图

现在，analogRead值在通过串行传输之前已存储在缓冲区中。现在有55个ADC数据点组成1个周期。考虑到模拟读取时间为110 µs，每个周期需要6.05 ms，因此我们的频率为165 Hz！可能出了什么问题？

在此处输入图片说明

void loop() {
    double sensorValue = analogRead(1);
    char buf[32];

    dtostrf(sensorValue, 8, 2, buf);
    value = buf;

    if (stop == 0) {
        if (i < 10000) {
            message += ',';
            message += value;
            i++;
        }
        else {
            stop = 1;
            Serial.println(message);
        }
    }
}

— Nyxynyx
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您可以发布代码吗？这看起来根本不对。当您说“假设经过100毫秒”时，为什么要假设呢？

— Cybergibbons 2014年

@Cybergibbons发布用于生成图值的代码。抱歉，我刚刚测量了花费的时间analogRead()，发现它是110微秒。更新了问题。

— Nyxynyx

您用于电源的负载是多少？理想情况下，您需要像白炽灯泡那样相当稳定的东西。如果您有复杂的东西，例如笔记本电脑的开关模式电源，其负载可能会变化，那么您可能会期望得到复杂的结果。

— Salix alba 2014年

循环中的大部分时间将花费在发送9600bps的串行数据上。您将仅移位960 char / s，即每个读数需要4毫秒。

— Cybergibbons 2014年

@Salixalba负载是具有开关电源的台式计算机。我将尝试测量其他负载，例如加热器。

— Nyxynyx

Answers:

关于您的测量，我将完全忽略循环中带有Serial.println（）的第一组数据。我认为这样做的时机不可靠。

您在缓冲区中捕获的第二组数据看起来正确，但是您的频率估算/时序可能不正确。我会在每次循环迭代时反转数字输出。您可以使用万用表测量频率，而ADC采样率将是该值的两倍。

对于PC或笔记本电脑电源，这是很常见的电流波形。

没有有效的功率因数校正，下面显示的电流信号将非常典型（来源：http : //www.nlvocables.com/blog/?p=300）

您将需要计算RMS值，对信号进行滤波将是明智的。

这是我写的关于如何使用Cloud Support / Temboo和Google Drive构建和编码基于Arduino Yun的电力监控器的说明。它应该对您有所帮助。

— 阿克雷利尔
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谢谢！您使用的CT输出-1V至1V。要使用10位ADC，您会使用运算放大器将SCT输出放大2.5吗？或将您的AREF设置为2V，并以1V偏置CT信号

— Nyxynyx 2014年

不，我没有放大或更改Aref。

— akellyirl 2014年

你怎么能得到这个图？用什么软件？

— Zgrknr 2014年

如果您正在测量阻性负载，我会说您选择的负载电阻器是错误的，在ebay上有一些便宜的CT（SCT-013-xxx），带有和不带有负载电阻的版本，这些价格合适但您必须阅读数据表。SCT-013-000需要20R电阻才能在100A负载下输出1V，如果此电阻不正确，则在测量较高电流（类似于您提供的电流）时，您会得到严重失真的波形，您可能会希望信号负载电阻值越低，失真越大，但CT情况并非如此。

— 伊恩
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