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Power Controller: controllo consumi elettrici di un'utenza domestica

TARATURA DELLA CORRENTE

In Fig.6 viene mostrato il circuito di taratura della corrente ideale.

Fig.6

ATTENZIONE: l'Amperometro va inserito in serie al carico, la cui corrente assorbita va misurata: solo personale addestrato può eseguire questa manovra in sicurezza.

Di seguito, un possibile codice di misura della corrente al variare dell'alimentazione sul carico.

SPIEGAZIONE DEL METODO DI MISURA

Il microcontrollore trasforma il valore di tensione all'ingresso A2 in un numero compreso fra 0 e 1023 (codifica a 10 bits); al numero 0 corrisponde 0 Volt, a 1023 corrisponde VCC.
La taratura consiste nel correlare il valore da 0 a 1023 letto dal microcontrollore al valore della corrente che scorre nell'anello del sensore SCT-013-030. Con il Variatore di Tensione si impongono valori di tensione in modo da far scorrere correnti diverse nel carico resistivo (misurate con l'Amperometro digitale) e si legge il numero corrispondente dato dal microcontrollore.
Se non si dispone di un Variatore di Tensione, sfruttando la linearità del sistema di misura, può essere sufficiente misurare la corrente a 0 e alla tensione di rete di quel momento.
Una stima della corrente al secondo è senz'altro una precisione temporale più che accettabile: questo significa che occorre produrre un valore di corrente ogni 50 cicli della tensione d'ingresso. Il software di misura calcola su un ciclo (identificato dal segnale di sincronismo Sync) i numeri massimi e minimi letti (si calcola che il microcontrollore effettui qualche decina di misure nei 20 millisecondi di un ciclo) e ne esegue la media della loro differenza, sui 50 cicli che compongono un secondo.
Dopo di che, manda sulla seriale il valore medio calcolato e la stima della corrente che ne segue con dei coefficienti di tentativo. Con successive iterazioni si possono calcolare i coefficienti in maniera soddisfacente.

VERSO DELLA CORRENTE

Il software precedente non permette di stabilire il verso della corrente. Per alcune applicazioni può, però, essere utile stabilirlo.
Quest'ultimo può essere stabilito se, prendendo a riferimento la fase della tensione, si ha per la corrente la situazione di Fig.7:

Fig.7

Per convenzione si stabilisce che la corrente è positiva se è in fase con la tensione (come nel caso di A1 in Fig.7), è negativa se in antifase con la tensione (come nel caso di A2 in Fig.7).
Da notare che il verso della corrente si può cambiare anche agganciando l'anello del sensore SCT-013-030 dopo averlo girato di 180 gradi o semplicemente invertendo la spina del Power Controller nella presa di alimentazione.
Se il verso della corrente è rilevante, quindi, va fissata, una volta per tutte, la modalità di aggancio del sensore e il verso di inserzione della spina nella presa.

Di seguito, un possibile codice di misura della corrente con riconoscimento del verso.