Pomiary prądu pompy hydroforowej

Wykonałem pomiary oscyloskopowe poboru prądu przez silnik pompy hydroforowej, który posiadam w domu:

Znamionowa moc silnika 1f to 1,1 kW.

Pomiary wykonałem używając przekładnika prądowego 50A/1V SCT013 www.yhdc.com:

Na początek, w celu zweryfikowania wartości pomiaru, zmierzyłem pobór prądu gofrownicy o mocy 1200 W, jako czysto rezystancyjnego obciążenia:

Napięcie wyniosło ok. 100 mV RMS, co odpowiada ok. 5 A RMS. 1200W / 230 V = 5,2 A. Wpięty szeregowo (chiński) wskaźnik prądu pokazał 4,9V. Zakładam więc, że przekładnik wskazuje poprawnie z dokładnością 20 %. Na chwilę obecną nie mam jak wykonać wzorcowania.

Czyli przelicznik : 1 mV -> 50 mA

A teraz zasadnicze pomiary:

Rozruch silnika trwa około 300 ms, i Irms = 473 mV RMS / 1.41 * 50 = 16,8 A.

Daje to udar o mocy około 3860 VA.

W czasie zasadniczej pracy pompy pobór prądu wynosi 83 * 0.05 =4.15 A i odpowiada to ok 955 VA mocy przy napięciu 230 V rms.

Nie mierzyłem dokładnie wartości napięcia sieci, ale wskaźnik na testerze pokazywał ok 227 V, czyli bardzo zbliżona wartość do znamionowych 230 V.

Dla jasności, nie mierzyłem tutaj mocy rzeczywistej, a pozorną. Natomiast silnik wykonywał pracę pompując wodę, więc zakładam dosyć dobry współczynnik mocy (bliski 1.0). Nie ma to w sumie znaczenia, bo moc pozorna jest bardziej adekwatną wartością do doboru awaryjnego źródła zasilania.

Chcąc wykorzystać UPS na pewno jego moc pozorna musi być powyżej 1000 VA. Przydałoby się sprawdzić wykorzystanie układu soft-start. Bez niego UPS musiałby wytrzymywać udary na poziomie 4000 VA.

 

Licznik Geigera STS-5 – pomiary

Wpis powiązany z: Porównanie przetwornic do dozymetru, licznika Geigera – mirley.firley.org VS AVT5204

Schemat układu pomiarowego:

Rezystor R3 pracuje jako bocznik, napięcie na nim określa prąd płynący przez lampę detekcyjną (1 V odpowiada 100 μA). Równoległa rezystancja sondy oscyloskopowej 10 MΩ ma pomijalny wpływ.

Pojedyncza detekcja

Czas trwania impulsu to ok. 2,5 μs, po nim występuje względnie powoli opadająca rampa prądu. Impuls prądu sięga 265 μA, co oznacza, że napięcie na lampie spadło do ok. 135V.

Wiele detekcji i czas martwy

Przy pobudzeniu detektora większą liczbą cząstek można zauważyć brak reakcji lampy przez ok. 40 μs.

 

Źródła:

  • https://promieniowanie.blogspot.com/2019/01/licznik-geigera-tuba-sts-5.html
  • https://serwis.avt.pl/manuals/AVT5204.pdf

Porównanie przetwornic do dozymetru, licznika Geigera – mirley.firley.org VS AVT5204

#1 Przetwornica wg mirley.firley.org (MC34063 + mosfet)

Schemat: http://mirley.firlej.org/kieszonkowy_licznik_geigera

Pobór prądu bez obciążenia: 58mA @ 9V (przetwornica nie działa przy niższym napięciu, od razu spada napięcie wyjściowe, co oznacza, że przetwornica nie jest w stanie go stabilizować).

Napięcie jałowe: 372V (zanika po 2s od odłączenia zasilania, kondensator 470nF)


#2 Przetwornica wg AVT5204 (MC34063 + transformator)

Schemat: https://serwis.avt.pl/manuals/AVT5204.pdf

Transformator: https://test.remagas.pl/index.php/pl/elementy-indukcyjne/transformatory-impulsowe/avt-5204-detail

Pobór prądu bez obciążenia: 6mA @ 5V

Napięcie jałowe: 399V (zanika po 20s od odłączenia zasilania,  kondensator wyjściowy 1μF)

Rezystancja źródła*: ∼ 120kΩ,  wydajność prądowa∼590μA

* przy takim obciążeniu przetwornica jeszcze dała radę się uruchomić i stabilizować wyjście, przy większych obciążeniach napięcie spadało, pobór prądu rósł niewspółmiernie, a słychać było niezdrowy objaw piszczenia transformatora.

Maksymalne obciążenie*: 680 kΩ @ 400V ≅ 235mW, wtedy pobór prądu ∼400mW, sprawność  ∼50%

* przy takim obciążeniu przetwornica pracuje bez żadnych problemów.


Wnioski

Przetwornica zbudowana wg AVT5204 jest zdecydowanie lepsza. Pobór prądu 10-krotnie niższy, praca przy niższych napięciach zasilania, stabilne napięcie wyjściowe, brak konieczności użycia nietypowego tranzystora. Jedyną trudnością jest konieczność użycia specjalnego elementu, jakim jest transformator.

Przetwornica Step-up MCP16251/2 – pomiar poboru prądu w stanie jałowym

Przetwornica MCP16251/2 pozwala na realizację zasilania z jednego ogniwa AA/AAA, ponieważ zaczyna pracować już przy napięciu 0.9 V. Zrealizowałem układ dający na wyjściu 3,3 V:

Badany układ z przetwornicą

Schemat układu
Schemat układu

Karta katalogowa deklaruje pobór prądu bez obciążenia nie większy niż 25 uA (typowo 14 uA).

Uzyskane przeze mnie wyniki:

Vin = 1,328 V
I = 17,8 uA
Vin = 1,610 V
I = 14,0 uA

Wyniki zgadzają się z dokumentacją, co oznacza że nie kłamie ona oraz że nie popełniłem znaczących błędów w wykonaniu prototypu.

Pobór prądu na poziomie 25 uA oznacza, iż jedno ogniwo alkaliczne R6/AA o pojemności 2500 mAh (przyjęte na podstawie karty katalogowej Duracell MN1500) wystarczy do podtrzymania życia przetwornicy przez teoretycznie 11 lat (4 lata dla ogniwa AAA o pojemności 1000 mAh). Ponieważ inne procesy, takie jak samorozładowanie ogniwa i korozja skrócą ten czas znaczniej, takim poborem prądu nie trzeba się przejmować.

STM32CubeIDE – aktywacja debugowania w IDE

Co zrobić, żeby debugowanie i programowanie STM32 działało bezpośrednio z STM32CubeIDE?
W Cube IDE uaktywnić na pinach PA13 i PA14 funkcje SYS_JTMS-SWDIO i SYS_JTCK-SWCLK:


A następnie w System Core -> SYS wybrać debug: Serial Wire:


Dla płytki Bluepill warto uaktywnić LED na PC13 jako GPIO output.

Membrana piezo PCA-4B – pomiar impedancji

Wykonałem pomiar impedancji przetwornika piezoakustycznego PCA-4B wykorzystując następujący układ:

Pomiar był wykonywany dla częstotliwości ok. 3,5 KHz, ponieważ taką deklaruje producent jako rezonansową. Ustawiałem potencjometr tak, aby amplituda sygnału na kanale CH2 była równa połowie amplitudy na kanale CH1 (wejściowej). Następnie rozłączyłem układ i odczytałem wartość potencjometru. Wyszło 750 Ω. Przesunięcie fazowe wyniosło 53 stopnie (napięcie na CH2 “opóźnione”). Pomiar multimetrem pojemności membrany dał wynik 90 nF – tak jak w dokumentacji.

Reaktancja kondensatora 90 nF dla częstotliwości 3,5 kHz to 500 Ω. To oznaczałoby, że układ można modelować jako szeregowo połączony kondensator 90 nF oraz rezystor 560 Ω. Dlaczego 560? Bo moduł impedancji to 750 Ω, a reaktancja to 500 Ω. Więc rezystancję należy policzyć z równania pitagorasa sqrt(750^2 – 500^2) = 560? Chyba, już nie pamiętam z teorii obwodów.