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Autor Tópico: Sensor de Corrente SCT-013-000  (Lida 10710 vezes)

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Offline nonnux

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Sensor de Corrente SCT-013-000
« em: 21 de Março de 2013, 21:29 »
Boas noites!

quero medir o consumo dos vários aparelhos eléctricos que tenho em casa. como pretendo guardar um histórico e fazer uns gráficos nenhuma das soluções comerciais que vi me satisfez. ou porque permitiam transmitir os dados para um computador e eram muito caros, ou porque por serem baratos apenas apresentavam os valores num LCD.

sou um programador, não entendo muito de electrónica e costumo sair-me bem com o arduino.

como tal comprei um SCT-013-000 da YHDC http://openenergymonitor.org/emon/sites/default/files/yhdcreport/yhdc01_small.png

estou a utilizar este código: http://openenergymonitor.org/emon/buildingblocks/arduino-sketch-current-only
utilizando o esquema seguinte: http://openenergymonitor.org/emon/buildingblocks/how-to-build-an-arduino-energy-monitor-measuring-current-only

há aqui um esquema alternativo que mede também a voltagem: http://openenergymonitor.org/emon/node/58 mas não me interessa medir voltagem.

estou a obter leituras muito estranhas.

liguei o sensor à volta do cabo da extensão eléctrica que alimenta o meu PC bem como um candeeiro para fazer alguns testes. assim que ligo o arduino com o cabo USB na consola obtenho estes valores: (os valores apresentam Irms e Watts)
Código: [Seleccione]
0.36 82.72
0.36 83.90
0.37 84.76
0.36 83.48
0.36 82.15
0.36 83.58
0.39 88.64
0.40 91.40
0.41 95.43
0.36 82.61

não satisfeito com os dados obtidos, apaguei a luz do candeeiro que tem uma lâmpada economizadora de 11w. o resultado foi este:
Código: [Seleccione]
0.37 85.38
0.40 92.39
0.36 82.17
0.36 83.53
0.35 79.65
0.36 82.20
0.36 82.92
0.35 79.40
0.36 82.85
0.36 82.78

lembrei-me de retirar o sensor do cabo onde estava instalado para verificar se havia alteração:
Código: [Seleccione]
3.18 731.09
0.57 130.08
0.26 58.92
0.22 49.49
0.22 50.03
1.17 269.52
1.39 318.72
0.20 45.11
0.20 45.66
0.20 46.74

alguma coisa está mal.

tenho um LCD ligado ao arduino e um ethernet shield com leitor de cartões SD. primeiro queria guardar os dados no cartão e depois transportar para o PC, ams agora tenho um cabo de rede com 12 metros que dá para levar o sensor até onde quero. no LCD vejo os valores quando utilizo a fonte de alimentação externa (com voltagem regulavel a 5V) em vez do cabo USB. o mais estranho são os valores que aí vejo, na ordem dos 5000w!!!

posso tirar uma foto à breadboard mas não me parece relevante (se acharem melhor assim o farei). estou a usar as 2 resistências castanho-preto-laranja e uma castanho-preto-castanho e o condensador é de 10uF de 16V (desculpem a azelhice mas identifico as resistencias pelas cores). já fiz e refiz as ligações e os resultados são sempre os mesmos.

mesmo sem o ethernet shield e sem o LCD os valores são iguais aos apresentados - excepto que não faço ideia que valores são apresentados com a fonte de alimentação se não tenho o LCD ligado

que estou a fazer mal?

como não percebo quase nada de eletricidade, estou à deriva! será o sensor avariado? será que tenho alguma resistência ou o condensador estragados?

Offline senso

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Re: Sensor de Corrente SCT-013-000
« Responder #1 em: 21 de Março de 2013, 22:02 »
Primeiro o valor de calibração é mágico, vem de onde?
Do ar?
Depois, sem medição precisa da voltagem, medir a corrente não te vai qualquer resultado com sentido, a voltagem da tomada está sempre a oscilar, e é normal que tenhas dificuldade em ver qualquer diferença de corrente ao desligar uma lampada de 11w, para mais económica, porque é uma lampada que apresenta uma onda de corrente MUITO desfasada da voltagem, pois é uma carga altamente capacitiva, maior parte da corrente consumida pela lampada é reactiva, para medires isso precisas de medir voltagem e corrente, com um ADC rápido, minimo 20Khz em cada canal, e com dois adc's para fazer sampling ao mesmo tempo, e depois tens de integrar os valores e por fim calcular o valor RMS, e depois com esses dados podes ver tambem consumo de energia real e aparente, desfasamento entre corrente e voltagem, entre outras coisas, ou seja esse sensor será bom, ai para cargas de 100w no minimo, e coisas pouco inductivas ou capacitivas, e continuas a precisar de medir a voltagem(e usar um transformador para isso não é o melhor, pois o transformador não é linear, tem perdas um bocado complicadas de calibrar), o melhor é uma meia duzia de resistências de 1Mohm para formar um divisor resistivo, mas isso tem o problema de te meter 220V AC não isolados, o que se torna um perigo de choque mortal..

Basicamente esse projecto(open energy monitor) é uma brincadeira muito pouco util na realidade..
Avr fanboy

Offline nonnux

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Re: Sensor de Corrente SCT-013-000
« Responder #2 em: 21 de Março de 2013, 22:29 »
pois o valor da calibração vem do ar (mas todos os scripts que vi utilizavam esse valor)... e li algumas coisas sobre a oscilação, mas não percebo ainda nada em concreto!

no fundo, meti-me numa alhada?

liguei o arduino no portátil e levei-o até um termo-ventilador de 2000w. as leituras apresentavam valores a rondar os 1100w

levei o portátil até à televisão + box + dvd. mesmo desligando tudo no botão, sem ficar em standby nunca consegui ver variação significativa nas leituras.

ainda vou ter de passar à fase de kWh para depois calcular o preço de quanto está um conjunto de aparelhos estão a consumir... queres dizer que devo desistir? alguem compra o meu SCT-013-00?

 :( bolas, ao olhar para os tutoriais parecia bem mais linear!  :-[

Offline senso

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Re: Sensor de Corrente SCT-013-000
« Responder #3 em: 21 de Março de 2013, 22:38 »
Se apresenta valores na casa dos 1100w, esse valor de "calibração" é a voltagem usada para os calculos, muda para 230 e vê se não tens valores mais perto de 2000w.

Para grandes potência(diria acima de 100w) terás valores mais ou menos rasoazveis, abaixo disso, esquece.
Avr fanboy

Offline nonnux

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Re: Sensor de Corrente SCT-013-000
« Responder #4 em: 21 de Março de 2013, 22:49 »
Faz muito mais sentido! ainda que estivesse à espera de uma margem de erro na ordem dos 5 a 10%

agora o meu PC consome 250w aproximadamente. vou medir outros aparelhos :)

*Editado*
quando liga a fonte de alimentação vejo entre 11000w e 15000w no LCD mas com o cabo USB são os normais 230w a 250w

*Reeditado*
mudei a fonte de alimentação para 6V e já apresenta valores semelhantes ao USB. depois para 7.5V e continua a apresentar bons resultados...

---

últimas informações:
- fui analisar outro termo-ventilador também de 2000w mas apresentou valores na ordem dos 500w na posição mais forte e 250w na mais fraca. quando desligo a função de calor desce abaixo dos 100w
- o micro-ondas de 850w apresenta 850w mesmo que eu seleccione 600, 400 ou até mesmo a função de descongelar!
- na tomada da televisão + box + dvd quando tudo está desligado não mostra 0, nem lá perto. tal como dizes, abaixo dos 100w o sensor baralha-se um pouco. ligando tudo chega aos 150w, e nota-se ligeiramente quando desligo a box, sendo que desligando a TV é que a variação é maior!

conclusão: parece que a calibração estava para a voltagem americana. o sensor de facto apresenta valores estranhos abaixo dos 100w. o que é pena pois queria fazer uns gráficos e fazer cálculos de custo. como nunca vejo 0w mesmo que esteja o sensor apenas no ar, só poderei medir aparelhos em funcionamento e a gastarem mais de 100w.
« Última modificação: 21 de Março de 2013, 23:16 por nonnux »

Offline Njay

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Re: Sensor de Corrente SCT-013-000
« Responder #5 em: 21 de Março de 2013, 23:36 »
Olha, antes de mais, cadê a datasheet desse sensor? Se queres ajuda não queres fazer as pessoas ainda terem que ir à procura disso, certo :)? É que assim passo já pó próximo tópico :p.

Acho que é suposto passares só 1 dos fios por dentro do sensor, é isso que tás a fazer?

Offline metRo_

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Re: Sensor de Corrente SCT-013-000
« Responder #6 em: 22 de Março de 2013, 00:37 »
Acho que é suposto passares só 1 dos fios por dentro do sensor, é isso que tás a fazer?

Tinha lido o tópico por alto e não me tinha lembrado deste problema!

Offline nonnux

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Re: Sensor de Corrente SCT-013-000
« Responder #7 em: 22 de Março de 2013, 10:53 »
SCT-013-000 Datasheet: http://openenergymonitor.org/emon/sites/default/files/SCT013-000_datasheet.pdf

Peço perdão! :) estou metido com os profissionais e dou informação abaixo de amador!

Volto a frizar que sou programador e não sei quase nada (para não dizer mesmo nada) sobre electricidade!

se o sensor diz que mede de 0 a 100A porque se baralha o sensor com menos de 100w?

inicialmente queria meter o sensor a medir uma das saídas no quadro geral da casa, mas só depois reparei que os fios estão isolados (duh!). pensei que era preciso passar os dois fios pelo sensor (não vi nunca nenhuma informação que referisse apenas um dos fios).

se passar o sensor só por um fio qual deles será? a fase correcto? no meu quadro creio que são as fases, a azul, que passam pelos disjuntores, não é?

outra pergunta que me deixa confuso: porque é que o sensor não mede 0 quando está fora dos cabos?

não sei o que é um ADC (analog digital converter?), não sei o que é o RMS (será o Irms?)

a frase "é uma lâmpada que apresenta uma onda de corrente MUITO desfasada da voltagem, pois é uma carga altamente capacitiva, maior parte da corrente consumida pela lampada é reactiva" - entendo o português, a gramática está correcta mas para mim não faz qualquer sentido :) se diz 11w não significa que consome 11w? não consigo medir quantos kWh uma lâmpada de 11w está a consumir?

tanta pergunta! tantas boas respostas, alguma informação que me deram é chinês e vejo-me grego para compreender.

Offline senso

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Re: Sensor de Corrente SCT-013-000
« Responder #8 em: 22 de Março de 2013, 13:31 »
Precisas de equipamento de precisão.
11w a 230 V AC dá uma corrente de:
P = U * I
I = P/U
I = 11 / 230 =  0.047A = 47mA
Num sensor feito para medir de 0 a 100A e com um erro de 3%, 3% de 100A = 3A, logo fica completamente enterrado no erro de linearidade do sensor, portanto até mesmo 100w é um valor que não podes confiar muito nesse sensor.

Outra coisa que me está a fazer confusão é que esse sensor diz ter uma saida de 0 a 50mV!
Presumo que queiram dizer 0 a 50mA, visto que é um transformador de corrente, e não de voltagem, dai ter as resistências(duas delas é para centrar o sinal em 2.5v, visto que o valor pode ser negativo), e depois a burden resistence serve para "transformar" os 0-50mA numa voltagem, não é a melhor utilização na minha opinião devia ter um circuito com um amplificador para tirar o máximo partido da gama dinâmica do ADC do atmega(micro-controlador do Arduino).
Se conseguisses usar totalmente a gama de 10 bits do ADC do atmega, como o arduino está a correr a 5v, cada passo do ADC tem uma resolução de 5/1023 = 4.88mV/LSB.

Tens aqui no site mais informação:
http://openenergymonitor.org/emon/buildingblocks/ct-sensors-interface

E uma calculadeira que um user fez, acho que deves re-calcular o valor das tuas resistências para tirar o máximo partido do sensor:
http://tyler.anairo.com/?id=5.3.0

Sim, só deves passar um fio por dentro do sensor, efectivamente num cabo mono-fásico só lhe queres meter a fase dentro.

Sobre RMS, tens isto:
https://en.wikipedia.org/wiki/Root_mean_square
Avr fanboy

Offline Njay

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Re: Sensor de Corrente SCT-013-000
« Responder #9 em: 22 de Março de 2013, 14:08 »
Em principio tanto faz qual dos 2 fios lá metes dentro. O sensor mede o campo magnético gerado pela corrente a passar, só que a corrente quando num dos fios "vai para lá", no outro fio "vem para cá", gerando um campo magnético total que tende a anular-se. Por isso queres meter dentro do sensor apenas 1 dos fios.

100W e 100A são 2 coisas diferentes, a 1ª é potência instantanea (em W) e a 2ª é corrente (em A). W = V x I. Para o que queres saber, Irms x Vrms = Wrms = I x V = W.

Se integrares (somares) potência instantânea (W) ao longo do tempo então obténs energia (por exemplo em Wh).

Essa datasheet realmente é uma desgraça.

Offline nonnux

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Re: Sensor de Corrente SCT-013-000
« Responder #10 em: 22 de Março de 2013, 15:22 »
Citar
E uma calculadeira que um user fez, acho que deves re-calcular o valor das tuas resistências para tirar o máximo partido do sensor:
http://tyler.anairo.com/?id=5.3.0

estive a usar a calucadeira manhosa usando o valor de 2000:1 no turn ratio, pois segundo o datasheet o turn ratio será 100:0.05

o resultado é 35 Ohms.

eu pensava que estava a usar 33 Ohms, mas afinal estou a usar 100 Ohms - estou a usar castanho-preto-castanho pois olhei apenas para a imagem. 35 Ohms será laranja-verde-preto

no tutorial falam em 33 Ohms que deveria ser laranja-laranja-preto

o outro par de resistências que utilizo está certo pelo tutorial. diz lá 10 kOhms e estou a usar castanho-preto-laranja

logo à noite vou tratar de arranjar 35 Ohms (nem sei como se faz a soma/multiplicação/série/paralelo) mas o google sabe essas coisas!

sumo de laranjas e castanhas, daqui a pouco tenho isto tudo esturrado com tantos watts, amperes, volts e raizes quadradas!

Offline nonnux

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Re: Sensor de Corrente SCT-013-000
« Responder #11 em: 22 de Março de 2013, 21:38 »
Vou abortar esta missão!

por 12€ vou comprar um 16A LCD Energy Power Watt Voltage Volt Meter Monitor Testing Analyzer EU http://www.ebay.com/itm/390546028677?ssPageName=STRK:MEWAX:IT&_trksid=p3984.m1438.l2649

não tem nenhuma função para guardar os valores em base de dados. paciência! quem mandou o sapateiro tocar rabucão? :o

se alguém quiser um SCT-013-00 que me contacte em nonnux arroba gmail ponto com, não tenho nenhum interesse nele agora...

quanto a vocês, muito obrigado! para a próxima venho aqui pedir-vos opinião antes de me meter em aventuras!
« Última modificação: 22 de Março de 2013, 21:42 por nonnux »

Offline dio123

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Re: Sensor de Corrente SCT-013-000
« Responder #12 em: 22 de Março de 2013, 23:26 »
tambem estava com ideias de comprar o sensor, mas agora fiquei com o pé atrás.

Offline senso

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Re: Sensor de Corrente SCT-013-000
« Responder #13 em: 23 de Março de 2013, 00:40 »
Não precisas de abandonar isso, o outro tambem não será perfeito, com um bom condicionamento de sinal terás melhores resultados, mas tendo em conta que muito raramente uma fase de uma instalação eletrica de casa tem mais de 16A, porque compras-te um sensor de 100A?
Avr fanboy

Offline Hugu

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Re: Sensor de Corrente SCT-013-000
« Responder #14 em: 23 de Março de 2013, 03:00 »
boas!
vou-me tb juntar à discussao, porque eu proprio tb andava à procura de algo que fizesse tb leituras e pudesse guardar os dados para calculos estastiticos de consumos de uma habitação standard..
..e pelo que percebi, é algo que pretendia e que n existe no mercado ou pk é caro!..
Concordo!
..mas a minha duvida maior é descobrir a sua necessidade? pretende colocar sensores em todos os aparelhos e fazer leituras de consumos diarios/semanais? ou pretende apenas colocar um sensor geral no quadro electrico e calcular o consumo geral da sua habitaçao ao longo do dia? e que tipos de dados pretendia fazer leitura e guardar no pc para trabalho/calculo estatistico?

p.s.: Relativamente à venda do sensor, entre em contacto cmg para eu colocar na webloja G7 para revenda! (diga-me só o preço de venda com portes de envio para mim, minimo que pode fazer para eu colocar em exposiçao na webloja G78))
« Última modificação: 23 de Março de 2013, 03:02 por Hugu »