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FORO TÉCNICO => Foro Técnico => Mensaje iniciado por: Picuino en 02 de Mayo de 2012, 07:57:49

Título: Frecuencia de red
Publicado por: Picuino en 02 de Mayo de 2012, 07:57:49

Hace tiempo que estoy interesado en medir con mucha precisión la frecuencia de la red eléctrica.
Todas las centrales eléctricas de un pais están interconectadas, incluso las centrales de diferentes países entre sí.
Esto hace que la frecuencia deba ser muy precisa.
He programado un frecuencímetro de precisión para bajas frecuencias.

Código: C

/****************************************************************************
  Precission Frequency meter
 
  PIC 18F2550
 
  Input Pin = Pin11 / RC0 / T1CKI
 
 ****************************************************************************/
 
#include <p18cxxx.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <delays.h>
#include "main.h"
 
/****************************************************************************
      GLOBAL VARS AND DEFINITIONS
 ****************************************************************************/
#pragma udata
char str_buf[20];
static unsigned char sys_clk, cent_second;
static unsigned short timer1_carry;  // Timer1 extended counter
 
 
#define TMR0_COUNT      (FOSC/((unsigned long)4*250*100))      // Number of carrys per second
#define FOSC 20000000    // clock oscillator
#define BAUD 57600       // usart baud speed
 
#pragma code
 
/****************************************************************************
      STRING ROUTINES
 ****************************************************************************/
/*
   Return string lenght
*/
unsigned char str_len(char *str) {
   unsigned char len;
   len = 0;
   while(*str!=0) {
      len++;
      str++;
   }
   return len;
}
 
/*
   Shift string to right 
*/
void str_shift_right(char *str) {
   unsigned char c1, c2;
   c1 = *str++;
   while(c1!=0) {
      c2 = *str;
      *str = c1;
      c1 = c2;
      str++;
   }
   *str = c1;
}
   
 
/*
   Add '.' character at position 'dot' of string 'str'
   digit:     0  0 1 2 3 4 5 6
   position:   -1 0 1 2 3 4 5 6
*/
void str_dot(char *str, char dot) {
   if (*str==0) return;
   while(dot<1) {
      str_shift_right(str);
      *str = '0';
      dot++;
   }
   while(dot>1) {
      str++;
      dot--;
      if (*str==0) break;
   }
   if (*str!=0) {
      str++;
      str_shift_right(str);
      *str = '.';
   }
}
 
 
/*
   Convert float to string number in engineering format
*/
void ftos(float fnum, long *str) {
   char exp10;
   exp10 = 0;
   if (fnum<0.0) fnum = -fnum;
   while(fnum<10000000.0) {
      fnum *= 10.0;
      exp10++;
      if (exp10>38) break;
   };
   ltoa((long)fnum, str);
   str_dot(str, 8-exp10);
}
 
 
/****************************************************************************
      INTERRUPT SERVICE ROUTINE
 ****************************************************************************/
 
#pragma interrupt isr_main
void isr_main(void) {
   if (INTCONbits.TMR0IF==1)  {        // if TIMER0 overflow interrupt
      INTCONbits.TMR0IF = 0;           // Clear Timer0 interrupt flag
      TMR0L += 6+3;
      sys_clk--;
      if (sys_clk==0) {
         sys_clk = TMR0_COUNT;
         cent_second++;
      }
   }
}
 
#pragma code high_vector=0x08
void isr_high(void) {
   _asm GOTO isr_main  _endasm
}
 
 
 
/****************************************************************************
      TIMER 0
 ****************************************************************************/
/*
   Initialize Timer0
*/
void timer0_init(void) { 
   INTCON = 0b11100000;  // Enable interrupts
   T0CON =  0b01001000;
   sys_clk = TMR0_COUNT;
   TMR0L = 6;
   cent_second = 0;
}
 
 
 
/****************************************************************************
      TIMER 1
 ****************************************************************************/
 
/*
   Initialize Timer1
*/
void timer1_init(void) {
   T1CON = (unsigned char)
       (1<<7)    // RD16: 1 = 16-Bit Read/Write Mode Enable bit
      +(0<<6)    // T1RUN: 0 = Device clock is derived from another source
      +(0b00<<4) // T1CKPS: Timer1 Input Clock Prescale Select bits
                 // 11 = 1:8 Prescale value
                 // 10 = 1:4 Prescale value
                 // 01 = 1:2 Prescale value
                 // 00 = 1:1 Prescale value
      +(0<<3)    // T1OSCEN: 0 = Timer1 oscillator is shut off
      +(1<<2)    // T1SYNC: 1 = Do not synchronize external clock input
      +(1<<1)    // TMR1CS: 1 = External clock from RC0 pin
      +(0<<0);   // TMR1ON: 0 = Stops Timer1
   TMR1H = 0;
   TMR1L = 0;
   timer1_carry = 0;
   PIR1bits.TMR1IF = 0;
   PIE1bits.TMR1IE = 0;
}
 
 
/*
   Count Timer1 carry
*/
void timer1_addcarry(void) {
   if (PIR1bits.TMR1IF == 1) {
      PIR1bits.TMR1IF = 0;
      timer1_carry++;
   }
   else {
      Nop(); Nop();
      Nop(); Nop();
      Nop(); Nop();
   }
}
 
 
/*
   Read Timer1 counter
*/
unsigned long timer1_read(void) {
   union {
      unsigned long dword; 
      unsigned int word[2];
      unsigned char byte[4];
   } timer;
 
   do {
      timer1_addcarry();
      timer.byte[0] = TMR1L;
      timer.byte[1] = TMR1H;
      timer.word[1] = timer1_carry;
   } while(PIR1bits.TMR1IF==1);
   
   return timer.dword;
}
 
 
/****************************************************************************
      TIMER 1 FREQUENCY METER
 ****************************************************************************/
 
/*
   Run Timer1 count 1 second with interrupts
*/
unsigned long freqmeter_int(unsigned char sampletime) {
   timer1_init();
   timer0_init();
   cent_second = 1-sampletime;
 
   T0CONbits.TMR0ON = 1;
   Delay10TCYx(3);
   Nop();  Nop(); Nop();  Nop();
   T1CONbits.TMR1ON = 1;
 
   while(cent_second != 0) {
      timer1_addcarry();
   }
   while(sys_clk > 1) {
      timer1_addcarry();
   }
   while(cent_second==0);
 
   T1CONbits.TMR1ON = 0;
   T0CONbits.TMR0ON = 0;
   
   return timer1_read();
}
 
 
#define FREQMETER_IN  PORTCbits.RC0
/*
   Returns measure of low frequency on RC0
   Max accurate frequency: f<500kHz Ton>1us
*/
float freqmeter_real(unsigned char sample_time) {
   unsigned long time;
   float freq;
   char str_buf[20];
   
   // Reset timers
   timer1_init();
   timer0_init();
   cent_second = 0-sample_time;
 
   // Start counters
   while(FREQMETER_IN==1);
   while(FREQMETER_IN==0);
   T1CONbits.TMR1ON = 1;
   T0CONbits.TMR0ON = 1;
   
   // Counting
   while(cent_second!=0) {
      timer1_addcarry();
   };
   Delay10TCYx(30);
 
   // Stop counters
   while(FREQMETER_IN==1);
   while(FREQMETER_IN==0);
   T1CONbits.TMR1ON = 0;
   T0CONbits.TMR0ON = 0;
   timer1_addcarry();
 
   // Compute frequency
   time = (unsigned long)TMR0L - 6;
   time += ((unsigned long)sample_time + cent_second)*(250*TMR0_COUNT);
   time += (TMR0_COUNT-sys_clk)*250;
   freq = (float) timer1_read() / time * ((float)FOSC/4);
 
   return  freq;
}
 
 
/****************************************************************************
      USART AND RS232 FUNCTIONS
 ****************************************************************************/
 
/*
  Initialize USART for RS232 comunications
*/
 
void rs232_init(void) {
   BAUDCONbits.BRG16 = 0;             // BRG16: 16-Bit Baud Rate Register Enable bit
   SPBRGH = 0;
   SPBRG = (FOSC/(16*BAUD))-1;   // Real Baud = FOSC/(16*(SPBRG+1)) 
 
   TXSTA = (char)
           (0<<7)    // CSRC:  1 = Syncronous Master mode
         + (0<<6)    // TX9:   1 = Selects 9-bit transmission
         + (1<<5)    // TXEN:  1 = Transmit enabled
         + (0<<4)    // SYNC:  1 = Synchronous mode
         + (0<<3)    // SENDB: 1 = Asynchronous mode: Send Sync Break on next transmission (cleared by hardware upon completion)
         + (1<<2)    // BRGH:  1 = Asynchronous mode: High speed
         + (1<<1)    // TRMT:  1 = TSR empty
         + (0<<0);   // TX9D:  Ninth bit of Transmit Data
 
   RCSTA = (char)
           (1<<7)    // SPEN:  1 = Serial port enabled
         + (0<<6)    // RX9:   1 = Selects 9-bit reception
         + (0<<5)    // SREN:  1 = Enables single receive in Master Synchronous mode
         + (1<<4)    // CREN:  1 = Enables Continuous Receive
         + (0<<3)    // ADDEN: 1 = Enables address detection (RX9 = 1)
         + (0<<2)    // FERR:  1 = Framing error
         + (0<<1)    // OERR:  1 = Overrun error (can be cleared by clearing bit CREN)
         + (0<<0);   // RX9D:  Ninth bit of Received Data
 
   TRISCbits.TRISC6 = 0;      // Enable TX output
   PIE1bits.TXIE = 0;         // Disable RS232 interrupts
   PIR1bits.TXIF = 0;
   //TXREG = 0;
}
 
 
/*
   Puts rom buffer to usart
*/
void rs232_puts(char const rom *str) {
   while(*str) {
      if (*str == '\n')
         rs232_putc('\r');
      rs232_putc(*str);
      str++;
   }
}
 
 
/*
   Puts ram buffer to usart
*/
void rs232_puts_ram(char *str) {
   while(*str) {
      if (*str == '\n')
         rs232_putc('\r');
      rs232_putc(*str);
      str++;
   }
}
 
 
/*
   Send char to USART with pooling
*/
void rs232_putc(char c) {
   while (PIR1bits.TXIF == 0);
   TXREG = c;
}
 
 
/****************************************************************************
      MAIN PROGRAM
 ****************************************************************************/
#pragma code
 
//#define PPM_ERROR  (11)
#define PPB_ERROR  (10300+0*12.5)
 
/*
   MAIN ROUTINE
*/
void main(void) {
   unsigned long lfreq;
   float freq;
 
   // Initialize subsystems
   rs232_init();
   rs232_puts("\nSystem OK.\n");
   
   // Freqmeter
   while(1) {
      rs232_puts("F = ");
      lfreq = freqmeter_int(1);
      if (lfreq>10000) {
         lfreq = freqmeter_int(100);
         lfreq += ((lfreq/10000) * PPB_ERROR)/100000.0;
         ltoa(lfreq, str_buf);
      }
      else {
         freq = freqmeter_real(100)*(1.0+PPB_ERROR/1000000000.0);
         ftos(freq, str_buf);
      }
      rs232_puts_ram(str_buf);
      rs232_puts("Hz\n");
   }
}

Luego he montado un detector de paso por cero de precisión:

(http://www.dextrel.net/DIY%20PICS/ZC-schema.gif)

El circuito anterior tiene el peligro de estar conectado directamente a la red eléctrica.
Para evitar este inconveniente se puede modificar cambiando R1 = R2 = 22K y conectar los extremos a un transformador de 12v.
Con esta modificación se evita el peligro de manejar directamente la tensión de red y el riesgo que conlleva.

El resultado es:
F = 99.967048Hz
F = 99.963792Hz
F = 99.960120Hz
F = 99.956288Hz
F = 99.959160Hz
F = 99.959520Hz
F = 99.957424Hz
F = 99.960120Hz
F = 99.965480Hz
F = 99.961824Hz
F = 99.951888Hz
F = 99.952608Hz
F = 99.958192Hz
F = 99.955000Hz
F = 99.945192Hz
F = 99.948088Hz
F = 99.963080Hz
F = 99.961512Hz
F = 99.953440Hz
F = 99.953680Hz
F = 99.954408Hz
F = 99.962816Hz
F = 99.967472Hz
F = 99.960472Hz
F = 99.966576Hz
F = 99.977216Hz
F = 99.963376Hz
F = 99.955560Hz
F = 99.969264Hz
F = 99.968968Hz
F = 99.961992Hz
F = 99.963440Hz

La frecuencia de red es de 50Hz (En España y resto de Europa)
Como puede verse, al contar pasos por cero la frecuencia medida es el doble que la frecuencia de red.

El error promedio es de -398ppm

El cuarzo empleado tiene una precisión de 100ppm y está calibrado con un condensador para que tenga un error menor de 50ppm
Estoy esperando que me llegue un frecuencímetro de precisión para calibrar con más precisión el cuarzo, pero ya se pueden sacar conclusiones.

La frecuencia de red no es exacta y varía a lo largo del día.

Saludos.

Título: Re: Frecuencia de red
Publicado por: samshiel_pic en 02 de Mayo de 2012, 10:41:00

Muy interesante Picuino ((:-)) ((:-)) ((:-)) es curioso ver la diferencia de frecuencia que hay aunque es bastante poca.

PD: Aunque no se si es realmente poca o no :?

Título: Re: Frecuencia de red
Publicado por: Picuino en 02 de Mayo de 2012, 12:33:56

Es un error muy grande. Para un reloj no serviría.

Un error de 400ppm (partes por millón) se convierte en:

Segundos al día = 24*60*60 = 86400 s/dia

Error de 400ppm = 86400 * 400/1000000 = 34.6 segundos / día

Esto es igual a 17 minutos de error al mes.

Es demasiado. Algunos relojes con toma en la red tenían su base de tiempos en la frecuencia de red y no tenían tanto error.
Creo que a otras horas del día la frecuencia aumenta para compensar.

Aprovecho para dejar una lectura actual:

Código: [Seleccionar]

F=  [Hz];Error [ppm]
99,959696;-403
99,95392;-461
99,95832;-417
99,966448;-336
99,964512;-355
99,96356;-364
99,964448;-356
99,959936;-401
99,962304;-377
99,96772;-323
99,967592;-324
99,968248;-318
99,964208;-358
99,958008;-420
99,959216;-408
99,960048;-400
99,955;-450
99,95332;-467
99,956808;-432
99,955072;-449
99,945008;-550
99,945504;-545
99,950488;-495
99,950384;-496
99,947552;-524
99,946176;-538
99,942736;-573
99,938224;-618
99,942864;-571
99,94148;-585
99,942016;-580
99,946176;-538
99,948576;-514
99,95148;-485
99,95652;-435
99,957248;-428
99,95832;-417
99,96212;-379
99,96012;-399
99,953616;-464
99,956944;-431
99,95652;-435
99,945312;-547
99,94676;-532
99,955192;-448
99,950488;-495
99,946;-540
99,949824;-502
99,940496;-595
99,934192;-658
99,947072;-529
99,950488;-495
99,947968;-520
99,956336;-437
99,962064;-379
99,954408;-456
99,96012;-399
99,970472;-295
99,968008;-320
99,968608;-314
99,972544;-275
99,974808;-252
99,98156;-184
99,985472;-145
99,987032;-130
99,98528;-147
99,983368;-166
99,985472;-145
99,988592;-114
99,987776;-122
99,984016;-160
99,980048;-200
99,977648;-224
99,974152;-258
99,968008;-320
99,962352;-376
99,96548;-345
99,968656;-313
99,9664;-336
99,960472;-395
99,957824;-422
99,959216;-408
99,958608;-414
99,955984;-440
99,95548;-445
99,95676;-432
99,954576;-454
99,948992;-510
99,955072;-449
99,966944;-331
99,968656;-313
99,96832;-317
99,97884;-212
99,98384;-162
99,975984;-240
99,973248;-268
99,97812;-219
99,986496;-135
99,98764;-124
99,985112;-149
99,985664;-143
100,00531;53
99,984688;-153
99,978312;-217
99,987344;-127
99,989616;-104
99,989504;-105
99,98788;-121
100,00543;54
99,990608;-94
100,00793;79
99,98944;-106
100,00616;62
99,991936;-81
99,993184;-68
99,991136;-89
99,988912;-111
99,986688;-133
99,989616;-104
99,985472;-145
99,974624;-254
99,976496;-235
99,982048;-180
99,976392;-236
99,97432;-257
99,979752;-202
99,979376;-206
99,975472;-245
99,979568;-204
99,987344;-127
99,989616;-104
99,986144;-139
100,00226;23
99,994608;-54
100,00692;69
99,988472;-115
100,01282;128
99,997104;-29
100,01038;104
100,00162;16
100,01908;191
100,00043;4
100,02076;208
100,01038;104
100,02899;290
100,01725;173
100,03181;318
100,01636;164
100,04009;401
100,02858;286
100,04881;488
100,0312;312
100,04361;436
100,02941;294
100,04398;440
100,02668;267
100,04337;434
100,02668;267
100,03611;361
100,01931;193
100,04124;412
100,02028;203
100,03991;399
100,02811;281
100,03938;394
100,0185;185
100,0398;398
100,03019;302
100,04278;428
100,02524;252
100,04296;430
100,03418;342
100,05245;524
100,03019;302
100,04999;500
100,03855;386
100,04774;477
100,03204;320
100,05209;521
100,03628;363
100,04749;475
100,02595;259
100,03514;351
100,01532;153
100,02851;285
100,01038;104
100,02858;286
100,01401;140
100,03293;329
100,02219;222
100,03658;366
100,01837;184
100,04303;430
100,02584;258
100,03574;357
100,02215;221
100,03944;394
100,01449;145
100,03241;324
100,0228;228
100,03019;302
100,00876;88
100,02416;242
100,00906;91
100,0284;284
100,01478;148
100,02524;252
100,01224;122
100,02524;252
100,00311;31
100,01766;177
100,00543;54
100,02101;210
99,99616;-38
100,0097;97
99,99376;-62
100,00392;39
99,98728;-127
100,00853;85
99,988944;-111
99,985112;-149
99,985472;-145
100,00251;25
99,989296;-107
99,992408;-76
100,00634;63
99,990608;-94
99,989808;-102
99,986088;-139
99,98992;-101
100,0065;65
99,994544;-55
100,0022;22
99,985472;-145
99,982528;-175
99,980472;-195
99,984384;-156
99,986808;-132
100,00889;89
99,986808;-132
99,990472;-95
99,986992;-130
99,985472;-145
100,00351;35
99,992952;-70
100,00358;36
99,98824;-118
99,98408;-159
99,978912;-211
99,977408;-226
99,986736;-133
99,988528;-115
99,991264;-87
99,989912;-101
99,99204;-80
99,984016;-160
99,987112;-129
99,985536;-145
99,979152;-208
99,97728;-227
99,978792;-212
99,975472;-245
99,966088;-339
99,962592;-374
99,967408;-326
99,976872;-231
99,983056;-169
99,980112;-199
99,969928;-301
99,972408;-276
99,977888;-221
99,975472;-245
99,978736;-213
99,982472;-175
99,979376;-206
99,979616;-204
99,984312;-157
99,985472;-145
99,98872;-113
99,988432;-116
99,98228;-177
99,98228;-177
99,990472;-95
99,99168;-83
99,98812;-119
99,98884;-112
99,988528;-115
99,989504;-105
99,989264;-107
100,00245;24
99,988048;-120
99,99168;-83
100,00251;25
99,98644;-136
100,00197;20
99,993664;-63
100,01938;194
100,00239;24
100,01671;167
100,00662;66
100,01689;169
99,994128;-59
100,01684;168
100,01001;100
100,02756;276
100,00835;83
100,01684;168
99,99716;-28
100,01897;190
100,00482;48
100,01997;200
100,00109;11
100,01501;150
99,991344;-87
100,00288;29
99,988592;-114
100,01111;111
100,00256;26
100,02142;214
100,00543;54
100,01861;186
99,9996;-4
100,01676;168
100,00984;98
100,02716;272
100,00882;88
100,02493;249
100,00209;21
100,01019;102
99,994072;-59
100,01318;132
99,995032;-50
100,00543;54
99,98644;-136
99,986208;-138
99,971872;-281
99,967408;-326
99,967472;-325
99,958912;-411
99,950488;-495
99,948808;-512
99,946888;-531
99,942912;-571
99,94184;-582
99,944784;-552
99,940496;-595
99,93352;-665
99,936248;-638
99,940496;-595
99,938944;-611
99,937504;-625
99,940496;-595
99,942144;-579
99,94256;-574
99,944888;-551
99,953616;-464
99,958736;-413
99,950488;-495
99,952656;-473
99,963264;-367
99,969568;-304
99,97728;-227
99,981392;-186
99,980472;-195
99,974032;-260
99,978792;-212
99,986736;-133
99,988952;-110
99,990472;-95
100,00519;52
99,991632;-84
99,99312;-69
99,990472;-95
99,987184;-128
99,984624;-154
99,980472;-195
99,979208;-208
99,974088;-259
99,970472;-295
99,974992;-250
99,975472;-245
99,967296;-327
99,9664;-336
99,96368;-363
99,958992;-410
99,958384;-416
99,95916;-408
99,963856;-361
99,966448;-336
99,96368;-363
99,955;-450
99,95368;-463
99,964808;-352
99,96988;-301
99,96548;-345
99,957248;-428
99,951888;-481
99,948808;-512
99,951344;-487
99,953872;-461
99,961584;-384
99,96464;-354
99,959288;-407
99,961696;-383
99,969264;-307
99,972784;-272
99,980048;-200
99,989264;-107
100,0015;15
99,990472;-95
99,992576;-74
99,995552;-44
100,01366;137
100,00043;4
100,02499;250
100,01141;114
100,02451;245
100,00341;34
100,02202;220
100,0123;123
100,03019;302
100,01382;138
100,02834;283
100,01038;104
100,02851;285
100,01038;104
100,02834;283
100,01444;144
100,02439;244
100,00245;24
100,02094;209
100,01431;143
100,02804;280
100,01111;111
100,02505;250
100,01301;130
100,02649;265
100,00866;87
100,03216;322
100,02602;260
100,03772;377
100,01259;126
100,03204;320
100,02274;227
100,034;340
100,01461;146
100,03175;318
100,01742;174
100,0367;367
100,0228;228
100,03288;329
100,01038;104
100,0192;192
99,998944;-11
100,005;50
99,988288;-117
99,992224;-78
99,990472;-95
99,980112;-199
99,975472;-245
99,977648;-224
99,97428;-257
99,96628;-337
99,963264;-367
99,960472;-395
99,964392;-356
99,970552;-294
99,96892;-311
99,961824;-382
99,96012;-399
99,962592;-374
99,967296;-327
99,970472;-295
99,971808;-282
99,974152;-258
99,976808;-232
99,972888;-271
99,97224;-278
99,975472;-245
99,974992;-250
99,969392;-306
99,970472;-295
99,970976;-290
99,96548;-345
99,962544;-375
99,966704;-333
99,966704;-333
99,96;-400
99,96272;-373
99,966992;-330
99,964928;-351
99,964096;-359
99,969152;-308
99,971344;-287
99,96632;-337
99,96344;-366
99,973912;-261
99,977592;-224
99,976624;-234
99,979024;-210
99,975472;-245
99,975472;-245
99,975552;-244
99,97824;-218
99,978736;-213
99,976256;-237
99,972352;-276
99,969992;-300
99,97772;-223
99,981136;-189
99,980472;-195
99,98956;-104
99,983424;-166
99,97992;-201
99,98692;-131
99,988304;-117
99,986992;-130
99,988488;-115
99,98956;-104
99,989856;-101
99,99336;-66
99,990472;-95
99,987936;-121
99,989024;-110
100,00251;25
99,990472;-95
99,98644;-136
99,991992;-80
99,99336;-66
99,986688;-133
99,984624;-154
99,98312;-169
99,976624;-234
99,972592;-274
99,973608;-264
99,97812;-219
99,976992;-230
99,968496;-315
99,970472;-295
99,97224;-278
99,978736;-213
99,979208;-208
99,976752;-232
99,982888;-171
99,972656;-273
99,96808;-319
99,97908;-209
99,989744;-103
99,987216;-128
99,987696;-123
99,990472;-95
99,980048;-200
99,981264;-187
99,987456;-125
99,989992;-100
99,9912;-88
99,989024;-110
99,982704;-173
99,972816;-272
99,96548;-345
99,969264;-307
99,976808;-232
99,972544;-275
99,96988;-301
99,970472;-295
99,967592;-324
99,96548;-345
99,965296;-347
99,967112;-329
99,96772;-323
99,964208;-358
99,959696;-403
99,96688;-331
99,974032;-260
99,96964;-304
99,96476;-352
99,971568;-284
99,970472;-295
99,963264;-367
99,965352;-346
99,970552;-294
99,969928;-301
99,96772;-323
99,960472;-395
99,956336;-437
99,95868;-413
99,9688;-312
99,969152;-308

(http://www.todopic.com.ar/foros/index.php?action=dlattach;topic=38225.0;attach=18461;image)

Saludos.

Título: Re: Frecuencia de red
Publicado por: Picuino en 02 de Mayo de 2012, 13:17:16

Otra serie tomada a las 18h durante 15 minutos. Ahora el error acumulado es de 5ppm:

Código: [Seleccionar]

(http://www.todopic.com.ar/foros/index.php?action=dlattach;topic=38225.0;attach=18465;image)

Saludos

Título: Re: Frecuencia de red
Publicado por: Nocturno en 02 de Mayo de 2012, 13:22:19

Interesante tu proyecto. ¿Has mirado en el osciloscopio si ese detector del paso por cero va "clavao" a la alterna?

Título: Re: Frecuencia de red
Publicado por: BrunoF en 02 de Mayo de 2012, 13:32:41

Pues yo no entiendo cómo has calculado el error si no tienes ningún valor de referencia por lo que has mencionado.

Si tu mísmo dices que "La frecuencia de red no es exacta y varía a lo largo del día.", ¿cómo puedes saber que tus mediciones están bien o no lo están?.

Título: Re: Frecuencia de red
Publicado por: Picuino en 02 de Mayo de 2012, 13:43:36

Hola BrunoF,
La medición la realizo con un frecuencímetro que tiene un cuarzo calibrado con un error menor de 50ppm (20ppm a 20ºC).

La frecuencia nominal de la red son 50Hz, lo cual me da 100 cruces por cero por segundo (100Hz)
La frecuencia medida la comparo con 100Hz y calculo el error.

Por ejemplo:
Medición = 99.9653 Hz
Valor nominal = 100Hz
Error = 99.9653-100 = -0.0347 Hz
Error relativo% = Error / 100 Hz = -0.000347 = -347ppm

Saludos.

Título: Re: Frecuencia de red
Publicado por: Picuino en 02 de Mayo de 2012, 13:52:09

Cita de: Nocturno en 02 de Mayo de 2012, 13:22:19

Interesante tu proyecto. ¿Has mirado en el osciloscopio si ese detector del paso por cero va "clavao" a la alterna?

Tiene un error muy pequeño. Me sale como en la página de la que he tomado el cto:
http://www.dextrel.net/diyzerocrosser.htm

(http://www.dextrel.net/IMH_-1259.jpg)

De todas formas voy a reprogramar el frecuencímetro.
Por ahora estoy haciendo mediciones separadas de pulsos y de tiempo, calculo los Hz y vuelvo a empezar con los contadores a cero cada segundo.
Voy a cambiar el programa para que me envíe valores acumulados: Tiempo acumulado, Pulsos acumulados.

De esta forma si hay errores en el detector se pueden corregir con los valores acumulados. Así sólo me queda el error del oscilador que pienso corregir esta semana en cuanto me llegue el frecuencímetro digital con 0.01ppm de error.

Saludos.

Título: Re: Frecuencia de red
Publicado por: Picuino en 02 de Mayo de 2012, 13:57:56

Algo de documentación (iré añadiendo según encuentre documentos) :

http://ocw.uc3m.es/ingenieria-electrica/operacion-y-control-de-sistemas-electricos/regulacion-de-frecuencia-potencia

Saludos.

Título: Re: Frecuencia de red
Publicado por: tapi8 en 02 de Mayo de 2012, 14:40:42

Si te da siempre esa desviacion, tienes una corriente muy buena.

Hace unos años me dedique a vender e instalar SAIs, que aparte de sumunistrar electricidad cuando se va la corriente, otra de las cosas que hace es coger la corriente de la red, rectificarla y despues oscilarla a 50Hz, con desviaciones de +/-0.1% tanto en frec. como en V. Para demostrarles a los clientes lo mala que era su corriente y por tanto lo mucho que necesitaban los SAIs que yo vendia :lol:, les dejaba un SAI instalado 24 o 48 horas midiendo tension y frecuencia y despues les mostraba los resultados. Te puedo decir que vi de todo, frecuencias entre 45 y 55 Hz de esos limites no solian pasar (creo que incluso esta prohibido por ley) y en V ya era la hostia habia sitios que en vez de 230V no pasaban de 180V ni de coña, en los poligonos industriales a cietas horas, cuando arrancan muchos motores al mismo tiempo, te puedes encontrar cualquier cosa tanto en frecuencia como en V.

Título: Re: Frecuencia de red
Publicado por: fram_22 en 02 de Mayo de 2012, 15:16:01

Hola picuino:

Tu proyecto es sumamente interesante.
Sin embargo tengo un par de sugerencias que espero te sean de utilidad:

Es un hecho que la frecuencia de la red varia, esto se debe a las variaciones en la demanda, entre mayor demanda esta tiende a bajar un poco y al disminuir, la frecuencia subirá. Esto es causado por los cambios en la velocidad del eje de los generadores eléctricos.

Cuando una señal se encuentra contaminada por distorsión armónica (Lo cual es muy común el ámbitos urbanos), el cruce por cero de la señal tiende a desplazarse.
Esto indudablemente afectara tu medición de frecuencia. Mientras peor sea la contaminación, peor será la desviación del cruce y por lo tanto tendrás un mayor error en tus mediciones.
Es importante considerar también que la presencia de fallos tales como sag swells , notches y resonancias pueden afectar a tu circuito de cruce por cero.

>En aplicaciones conectadas a la red donde de necesita un seguimiento fiel de la frecuencia y una estimación correcta del angulo fase es común utilizar un lazo amarrado por fase o PLL. Estos tiene la propiedad de engancharse la frecuencia fundamental y dejan de lado la distorsión armónica. Además calculan con una precisión importante la frecuencia y el angulo de fase instantáneo de la señal que monitoreas. Es importante mencionar que un PLL no necesariamente es un circuito integrado o un embebido dentro de un micro-controlador. También existen algoritmos PLL que pueden ser programados en un procesador, particularmente el PLL basado en la transformada de park es utilizado en seguimiento de la red eléctrica por su alto rechazo a la contaminación armónica y buena respuesta ante transitorios de la linea.

Espero esta información te sea de utilidad.

saludos!

Título: Re: Frecuencia de red
Publicado por: Picuino en 02 de Mayo de 2012, 15:25:45

Muchas gracias fram,

Ya he considerado que el punto exacto de paso por cero podría cambiar de una onda a otra por la distorsión. Eso puede modificar la precisión de medida de la frecuencia, en especial cuando se toma en intervalos cortos (1 segundo/toma en mi caso).
Por eso la primera mejora que voy a realizar es tomar datos durante mucho tiempo (valores acumulados).

Si me meto más a fondo con el tema, tengo un dsPIC30 esperando para programarle. Podría realizar una FFT para convertir la forma de onda en sus frecuencias armónicas y el bucle de enganche de fase que me comentas. De todas formas ese es un tema avanzado y no creo que llegue a tanto con este proyecto.

Por ahora me interesaba conocer el error de frecuencia y el desfase del cruce por cero para disparar un triac por tiempo (sin medir el cruce por cero real) y ya he comprobado que eso es imposible.

Editado: También estaba interesado en comprobar la precisión del frecuencímetro que he programado para bajas frecuencias y, con algunos pequeños cambios que voy a realizar, estoy satisfecho con las medidas que hace.

Saludos.

Título: Re: Frecuencia de red
Publicado por: fram_22 en 02 de Mayo de 2012, 15:31:50

Para disparar un triac, el cruce por cero es mas que suficiente como mencionas.
Si llegas a necesitar ayuda o decides adentrarte en el uso de un PLL o FFT no dude en preguntarme.

saludos!

Título: Re: Frecuencia de red
Publicado por: jansuini en 02 de Mayo de 2012, 15:54:32

Buenas:
Les comento que en los sistemas eléctricos nacionales realmente existen protecciones contra bajas frecuencias ,pero por ejemplo en el caso de Argentina comenzan a actuar a los 49Hz. despejando carga para que la frecuencia no siga bajando .En el resto de paises seguramente tienen algún patrón similar .-
Picuino: realmente para medir bajas frecuencias lo que se trata es de medir el período de la frecuencia y luego invertir el valor.-
Por lo que yo veo de lo medido ,quizás hay menos de 1/2Hz de corrimiento en relación a 50Hz.
Otro comentario, con el tema de los relojes que se mantienen sincronizados con la linea eléctrica , en los despachos de carga nacionales ,aparte de algún reloj sincronizado por GPS y medidores de frecuencia ,existe algún instrumento que mide lo que se llama "hora eléctrica" y un instrumento que mide la diferencia entre la hora electrica y la hora oficial ,en función de esa diferencia se les pide a los generadores acelerar o frenar la frecuencia ,siempre en valores mínimos.-
Sds.
Jorge

Título: Re: Frecuencia de red
Publicado por: Picuino en 02 de Mayo de 2012, 16:08:52

Cita de: fram_22 en 02 de Mayo de 2012, 15:31:50

Para disparar un triac, el cruce por cero es mas que suficiente como mencionas.
Si llegas a necesitar ayuda o decides adentrarte en el uso de un PLL o FFT no dude en preguntarme.

saludos!

Creo que voy a implementar un PLL, pero no en el micro. Voy a enviar al PC los datos de tiempo entre pulsos (en unidades de 0.2 microsegundos)
Cada 10ms enviaré al PC los us desde que comenzó la cuenta hasta el último cruce por cero.
Con estos datos puedo "fabricar" un PLL digital fuera de linea y aplicarlo para deducir las frecuencias.

¿Tienes algún esquema de un PLL digital?

Saludos.

Título: Re: Frecuencia de red
Publicado por: Picuino en 02 de Mayo de 2012, 16:12:03

Cita de: jansuini en 02 de Mayo de 2012, 15:54:32

Buenas:
Les comento que en los sistemas eléctricos nacionales realmente existen protecciones contra bajas frecuencias ,pero por ejemplo en el caso de Argentina comenzan a actuar a los 49Hz. despejando carga para que la frecuencia no siga bajando .En el resto de paises seguramente tienen algún patrón similar .-
Picuino: realmente para medir bajas frecuencias lo que se trata es de medir el período de la frecuencia y luego invertir el valor.-
Por lo que yo veo de lo medido ,quizás hay menos de 1/2Hz de corrimiento en relación a 50Hz.
Otro comentario, con el tema de los relojes que se mantienen sincronizados con la linea eléctrica , en los despachos de carga nacionales ,aparte de algún reloj sincronizado por GPS y medidores de frecuencia ,existe algún instrumento que mide lo que se llama "hora eléctrica" y un instrumento que mide la diferencia entre la hora electrica y la hora oficial ,en función de esa diferencia se les pide a los generadores acelerar o frenar la frecuencia ,siempre en valores mínimos.-
Sds.
Jorge

He ojeado el documento anterior: http://ocw.uc3m.es/ingenieria-electrica/operacion-y-control-de-sistemas-electricos/regulacion-de-frecuencia-potencia
y en Europa es semejante.

Por lo visto la "Hora eléctrica" la coordinan en Suiza.

Saludos.

Título: Re: Frecuencia de red
Publicado por: fram_22 en 02 de Mayo de 2012, 17:36:41

Cita de: Picuino en 02 de Mayo de 2012, 16:08:52

Cita de: fram_22 en 02 de Mayo de 2012, 15:31:50
Para disparar un triac, el cruce por cero es mas que suficiente como mencionas.
Si llegas a necesitar ayuda o decides adentrarte en el uso de un PLL o FFT no dude en preguntarme.

saludos!

Creo que voy a implementar un PLL, pero no en el micro. Voy a enviar al PC los datos de tiempo entre pulsos (en unidades de 0.2 microsegundos)
Cada 10ms enviaré al PC los us desde que comenzó la cuenta hasta el último cruce por cero.
Con estos datos puedo "fabricar" un PLL digital fuera de linea y aplicarlo para deducir las frecuencias.

¿Tienes algún esquema de un PLL digital?

Saludos.

Si tengo uno, te anexo el diagrama a bloques. Los filtros pasabajas se deben selecciona con su frecuencia de corte igual al doble de la frecuencia de la red *en tu caso 100 Hz)
La entrada al pll es la forma de onda de la red de distribucion. La salida es el angulo de dicha se;al. La frecuencia es el parámetro que se alimenta al integrador. (despues del control PI). Ahh y antes de olvidarlo. wff es la frecuencia de la linea, esta constante se pone para hacer el enganche mas rápido al momento de encender el PLL.

Título: Re: Frecuencia de red
Publicado por: fram_22 en 02 de Mayo de 2012, 17:37:50

la mala noticia es que este PLL esta pensado para usarse en linea. AUn así espero te sirva de algo.

Título: Re: Frecuencia de red
Publicado por: Picuino en 02 de Mayo de 2012, 17:40:07

Gracias, no importa que sea para usarse en línea, lo adapto.

También he encontrado por internet una presentación interesante sobre PLL digitales:
http://www.cppsim.com/PLL_Lectures/digital_pll_cicc_tutorial_perrott.pdf

Saludos.

Título: Re: Frecuencia de red
Publicado por: Nocturno en 02 de Mayo de 2012, 17:45:33

El circuito de paso por cero que estás usando dispara el pulso un poco antes del cruce por cero y lo baja un poco después del mismo.
No sé si por ahí puede que te venga un poco de error; creo que lo ideal sería que el pulso se disparase justo en el momento del cruce por cero.

Título: Re: Frecuencia de red
Publicado por: Picuino en 02 de Mayo de 2012, 17:54:04

Según la página del circuito, el pulso es muy estable. Su amplitud es de 1ms y está perfectamente centrado en el cruce por cero. Casi no cambia su anchura con los cambios de tensión de red ni con la temperatura. Es muy estable.

Si hay alguna variación (por ejemplo si comienza 0.1ms antes de tiempo) esto provoca un error de 100ppm en una medición de un segundo de duración. Los errores de 600 ppm, sobre todo si se mantienen en varias lecturas, se deben a la red que no tiene una frecuencia fija.
En cualquier caso llevo tiempo pensando que la medida de frecuencia en intervalos cortos (1 segundo) puede tener un error grande si los flancos de la señal se adelantan o atrasan. Por eso estoy cambiando el algoritmo del frecuencímetro para tomar frecuencias con tiempos acumulados (de hasta 1 hora si hace falta).

Saludos.

Título: Re: Frecuencia de red
Publicado por: fram_22 en 02 de Mayo de 2012, 18:00:20

Cita de: Picuino en 02 de Mayo de 2012, 17:40:07

Gracias, no importa que sea para usarse en línea, lo adapto.

También he encontrado por internet una presentación interesante sobre PLL digitales:
http://www.cppsim.com/PLL_Lectures/digital_pll_cicc_tutorial_perrott.pdf

Saludos.

gracias por el dato. Creo que sera útil

Título: Re: Frecuencia de red
Publicado por: Picuino en 02 de Mayo de 2012, 18:08:58

Copio las características del circuito de cruce por cero de la página original (en inglés).
Realmente es muy preciso:

(http://www.dextrel.net/IMH_-1259.jpg)

"The oscilloscope screenshot shows the quality and symmetry of the output pulse. The "downhill" trace is the mains voltage at 20V/div vertical scale, zero volts is at the sceen centerline. The other trace is the output with a 5V/div scale factor. The timebase is 500µs per division. The output pulse is beautifully symmertic arount the mains zero crossing.

Even huge temperature variations have a minuscule effect on the zero crossing pulse, due to the “self-biasing” nature of the circuit. The tolerance of C1's capacitance has no effect either. The circuit’s resistor ratios set mainly the operation point, and that is the reason is why the output pulse is almost temperature independent."

(http://www.dextrel.net/DIY%20PICS/ZC-simulated.gif)

"The picture on the right is a simulated responce for two extreme mains voltages (100VAC...240VAC). You can see that the pulse width variation is minuscule, being less than 100us over the whole mains voltage range. Real behaviour of the actual circuit is equal."

Saludos.

Título: Re: Frecuencia de red
Publicado por: RALF2 en 02 de Mayo de 2012, 20:47:20

Hola amigos!
Me parecio interesante el funcionamiento del detector de cruce por cero picuino :mrgreen:
Segun veo cuando el voltaje de entrada es positivo el capacitor C1 se carga a traves del diodo hasta alcanzar el maximo valor positivo de la señal de entrada y luego cuando este empiesa a descender el capacitor de descarga inicialmente a traves de la resistencia de 22K hasta que se encienda el transistor momento en el cual la descarga se hace mas rapida y se activa el optoacoplador :shock:
Alli esta el truco segun veo de lo del cruce por dero de presicion :mrgreen:

Ahora bien segun entiendo la frecuencia de la red no es muy precisa ni en españa ni en mi pais asi que como comentaste no seria muy util para tomarla como señal de reloj :D

Estare pendiente del tema si me es posible ;-)

Título: Re: Frecuencia de red
Publicado por: Picuino en 03 de Mayo de 2012, 09:14:04

Hola RALF,
La frecuencia de red si se puede utilizar como base de tiempos para un reloj.
La frecuencia no es buena, pero se corrige. Te dejo un fragmento del documento que colgué sobre el control de frecuencia-potencia de la red eléctrica en España y Europa (http://ocw.uc3m.es/ingenieria-electrica/operacion-y-control-de-sistemas-electricos/regulacion-de-frecuencia-potencia):
En América será semejante:

"""
4.2. Control de tiempo
Algunos relojes miden el tiempo contando las pulsaciones eléctricas de la red, y asumiendo una frecuencia exacta de 50 Hz. El tiempo medido de esta forma se llama tiempo síncrono, pero las variaciones de frecuencia en el sistema eléctrico provocan que esta medición no sea exacta y que el tiempo síncrono se
desvíe respecto al tiempo UTC (Universal Time Coordinated). El objetivo del control de tiempo es limitar esta discrepancia.
En el sistema eléctrico de europa continental, el control de tiempo es responsabilidad del operador de sistema suizo ETRANS, desde su centro de control en Laufenburg.
Si la desviación de tiempo es superior a 20 segundos, ETRANS ordena al resto de operadores corregir la referencia de frecuencia a 49,99 Hz ó a 50,01 Hz durante 24 horas.
El control de tiempo es el lazo de regulación más lento en el esquema de control frecuencia-potencia.
"""

Título: Re: Frecuencia de red
Publicado por: Picuino en 03 de Mayo de 2012, 09:16:12

Ya me ha llegado el frecuencímetro y me han clavado 21 euros por las tasas de aduana (4 de impuestos y 17 de gestión los muy cucos).
El caso es que estaba declarado por 30$ y como un sample. No se porqué lo han parado en aduana.

Saludos.

Título: Re: Frecuencia de red
Publicado por: jansuini en 03 de Mayo de 2012, 09:36:41

El tema de usar como base de tiempo la frecuencia de linea viene de la época que los relojes tenían un motor sincrónico como máquina ,entonces eran bastantes exactos para el uso que se les daba que era hogareño , cuando salieron los cristales de cuarzo en los relojes como producto masivo ,ya el tema de los relojes eléctricos se volvió obsoleto .-
Asi mismo algunos TIMER eléctromecánicos tienen un cristal de frecuencia multiplo de 2 que dividido por un integrado particular da 50 pulsos por segundo .-
Con respecto a llevar la frecuencia de linea ,lo que se pretende es que a fin un año la diferencia entre la hora utc y la hora electrica tienda a cero .-
Sds.
Jorge

Título: Re: Frecuencia de red
Publicado por: Picuino en 03 de Mayo de 2012, 13:50:02

Noticias nuevas.
He programado al microcontrolador con el modo de captura de datos:

   1.- Timer1 cuenta pulsos del reloj del sistema
   2.- El módulo CCP1 (de captura) toma muestras de tiempo en cada flanco de bajada y los envía por rs232.
   3.- El oscilador de cristal está ajustado con el frecuencímetro recién estrenado. Tiene un error de +2.9 ppm.

Los datos tomados y procesados son:
Milisegundos entre un flancos de bajada del detector de cruce por cero: 9,988 10,016 9,988 10,016 9,989 10,013 9,990 10,016

Esto indica que el detector de cruce por cero tiene un pequeño error y que los pulsos no se dan al mismo tiempo en la semionda positiva y en la semionda negativa.
El error desplaza el flanco de bajada del detector de cruce aproximadamente +-12us.

El siguiente paso es tomar datos entre dos flancos (para evitar el error de las dos semiondas) y calcular resultados.

Saludos.

Título: Re: Frecuencia de red
Publicado por: Nocturno en 03 de Mayo de 2012, 14:25:13

;-)

Título: Re: Frecuencia de red
Publicado por: Picuino en 03 de Mayo de 2012, 15:20:20

Tenías razón Nocturno.
Lo mejor es que se puede corregir con este nuevo modo de medir frecuencia y que este frecuencímetro permite ver estas cosas.
El error es del 0.1% del tiempo de ciclo y apenas afecta al ciclo de trabajo. El osciloscopio tiene que ser de la Nasa para poder ver estas diferencias.

Esto es lo que más me gusta de los PIC. Con un circuito de 20 euros puedes medir cosas que ya quisieran aparatos de 2000 euros.

Saludos.

Título: Re: Frecuencia de red
Publicado por: Nocturno en 03 de Mayo de 2012, 15:39:45

Permíteme un consejo si es que no lo has hecho todavía: prueba tu algoritmo de medición con el debugger de MPLAB y su función Stopwatch si los ciclos que estás contando son exactamente los que esperas contar.
Como sabes, hay instrucciones que ocupan más ciclos que otras, y también se producen retrasos en el salvado de contexto al entrar en la interrupción, lo que provoca que sea un tormento calcular exactamente el delay de instrucciones hasta conseguir tu timer con precisión.
Con Stopwatch sabrás exactamente los ciclos consumidos y podrás hacer los cálculos que correspondan.

Título: Re: Frecuencia de red
Publicado por: Picuino en 03 de Mayo de 2012, 16:32:02

Gracias Nocturno. No conozco esa función porque antes no la podía utilizar con el bootloader que tenía.
Ahora tengo el Pickit3 y lo apunto en tareas para hacer.

Por ahora no lo voy a necesitar porque he cambiado de forma de tomar datos. Ahora los tomo de forma automática con el módulo capture. Es mucho más preciso.

Programa contador de frecuencia utilizado:

Código: C

/****************************************************************************
 Precision Frequency counter
 
 Processor:  PIC 18F2550
 Input Pin:  RC2 / CPP1
 
 Base frequency: 
    Timer1 counting Fosc/4
 
 Count mode:
   Capture Timer1 count at CPP1 falling edge
   Send both values in hexadecimal by UART
 
****************************************************************************/
 
#include <p18cxxx.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <delays.h>
#include "main.h"
 
/****************************************************************************
      GLOBAL VARS AND DEFINITIONS
 ****************************************************************************/
#pragma udata
char str_buf[20];
static unsigned char sys_clk, cent_second;
static unsigned short timer1_carry;  // Timer1 extended counter
 
// Timer1 long counter (48 bits)
union {
   struct {
      unsigned int _word;
      unsigned long dword;
   };
   unsigned int  word[3];
   unsigned char byte[6];
} timer1_count, timer1_capture;
 
 
#define TMR0_COUNT      (FOSC/((unsigned long)4*250*100))      // Number of carrys per second
#define FOSC 20000000    // clock oscillator
#define BAUD 57600       // usart baud speed
 
 
/****************************************************************************
      INTERRUPT SERVICE ROUTINE
 ****************************************************************************/
 
#pragma interrupt isr_main
void isr_main(void) {
 
   // Timer1 interrupt counter
   if (PIR1bits.TMR1IF == 1) {
       PIR1bits.TMR1IF = 0;
       timer1_count.dword++;
   }
}
 
 
#pragma code high_vector=0x08
void isr_high(void) {
   _asm GOTO isr_main  _endasm
}
 
#pragma code
 
 
/****************************************************************************
      USART AND RS232 FUNCTIONS
 ****************************************************************************/
 
/*
  Initialize USART for RS232 comunications
*/
 
void rs232_init(void) {
   BAUDCONbits.BRG16 = 0;             // BRG16: 16-Bit Baud Rate Register Enable bit
   SPBRGH = 0;
   SPBRG = (FOSC/(16*BAUD))-1;   // Real Baud = FOSC/(16*(SPBRG+1)) 
 
   TXSTA = (char)
           (0<<7)    // CSRC:  1 = Syncronous Master mode
         + (0<<6)    // TX9:   1 = Selects 9-bit transmission
         + (1<<5)    // TXEN:  1 = Transmit enabled
         + (0<<4)    // SYNC:  1 = Synchronous mode
         + (0<<3)    // SENDB: 1 = Asynchronous mode: Send Sync Break on next transmission (cleared by hardware upon completion)
         + (1<<2)    // BRGH:  1 = Asynchronous mode: High speed
         + (1<<1)    // TRMT:  1 = TSR empty
         + (0<<0);   // TX9D:  Ninth bit of Transmit Data
 
   RCSTA = (char)
           (1<<7)    // SPEN:  1 = Serial port enabled
         + (0<<6)    // RX9:   1 = Selects 9-bit reception
         + (0<<5)    // SREN:  1 = Enables single receive in Master Synchronous mode
         + (1<<4)    // CREN:  1 = Enables Continuous Receive
         + (0<<3)    // ADDEN: 1 = Enables address detection (RX9 = 1)
         + (0<<2)    // FERR:  1 = Framing error
         + (0<<1)    // OERR:  1 = Overrun error (can be cleared by clearing bit CREN)
         + (0<<0);   // RX9D:  Ninth bit of Received Data
 
   TRISCbits.TRISC6 = 0;      // Enable TX output
   PIE1bits.TXIE = 0;         // Disable RS232 interrupts
   PIR1bits.TXIF = 0;
   //TXREG = 0;
}
 
 
/*
   Puts rom buffer to usart
*/
void rs232_puts(char const rom *str) {
   while(*str) {
      if (*str == '\n')
         rs232_putc('\r');
      rs232_putc(*str);
      str++;
   }
}
 
/*
   Send char to USART with pooling
*/
void rs232_putc(char c) {
   while (PIR1bits.TXIF == 0);
   TXREG = c;
}
 
 
/*
   Return Hexadecimal character of a nibble
*/
char Hexdec(char nibble) {
   char bin2hex[] = "0123456789ABCDEF";
   return bin2hex[nibble & 0x0F];
}
 
 
/****************************************************************************
      CAPTURE MODE
      Timer1 counts time
      Input by CCP1
 ****************************************************************************/
 
void capture_init(void) {
   T1CON = (unsigned char)
       (1<<7)    // RD16: 1 = 16-Bit Read/Write Mode Enable bit
      +(0<<6)    // T1RUN: 1 = Device clock is derived from Timer1 oscillator
      +(0b00<<4) // T1CKPS: Timer1 Input Clock Prescale Select bits
                 // 11 = 1:8 Prescale value
                 // 10 = 1:4 Prescale value
                 // 01 = 1:2 Prescale value
                 // 00 = 1:1 Prescale value
      +(0<<3)    // T1OSCEN: 0 = Timer1 oscillator is shut off
      +(1<<2)    // T1SYNC: 1 = Do not synchronize external clock input
      +(0<<1)    // TMR1CS: 1 = External clock from RC0 pin, 0 = Internal clock (FOSC/4)
      +(1<<0);   // TMR1ON: 1 = Enables Timer1
 
   // Reset Timer1 counters 
   TMR1H = 0;
   TMR1L = 0;
   timer1_count.word[0] = 0;
   timer1_count.word[1] = 0;
   timer1_count.word[2] = 0;
 
   // Reset Timer1 interrupts
   PIR1bits.TMR1IF = 0;
   PIE1bits.TMR1IE = 1;
   INTCONbits.GIE = 1;   
   INTCONbits.PEIE = 1;
 
 
   // CCP1 config
   TRISCbits.TRISC2 = 1;  // CPP1 input
   CCP1CON = 0b00000100;  // Capture every falling edge. Prescaler = 1
   CCPR1H = 0;
   CCPR1L = 0;
   PIR1bits.CCP1IF = 0;
   PIE1bits.CCP1IE = 0;
 
   T3CONbits.T3CCP1 = 0; // Timer1 is the capture clock source for both CCP modules.
   T3CONbits.T3CCP1 = 0;
}
 
 
void capture_read(void) {
   // Wait for falling edge
   while (PIR1bits.CCP1IF == 0);
   PIR1bits.CCP1IF = 0;
 
   // Read timer1
   timer1_capture.byte[0] = CCPR1L;
   timer1_capture.byte[1] = CCPR1H;
 
   // Read timer1 overflow counter
   timer1_capture.dword = timer1_count.dword;
   timer1_count.byte[0] = TMR1L;
   timer1_count.byte[1] = TMR1H;
   if (timer1_count.word[0] < timer1_capture.word[0]) {
      timer1_capture.dword = timer1_count.dword-1;
   }
}
 
 
/****************************************************************************
      MAIN PROGRAM
 ****************************************************************************/
#pragma code
 
#define PPB_ERROR  (2900)
 
/*
   MAIN ROUTINE
*/
void main(void) {
   int i;
   union {
       unsigned char byte[4];
       unsigned long dword;
   } pulses;
 
   // Initialize subsystems
   rs232_init();
   capture_init();
   pulses.dword = 0;
 
   
   // Pulse and time counter
   while(1) {
 
      // Wait 100 pulses
      for(i=100; i>0; i--) {
         capture_read();
         pulses.dword++;
      }
 
      // Print Time count by Timer1
      rs232_puts("t=\t");
      //rs232_putc(Hexdec(timer1_capture.byte[5]<<4));
      //rs232_putc(Hexdec(timer1_capture.byte[5]));
      rs232_putc(Hexdec(timer1_capture.byte[4]>>4));
      rs232_putc(Hexdec(timer1_capture.byte[4]));
      rs232_putc(Hexdec(timer1_capture.byte[3]>>4));
      rs232_putc(Hexdec(timer1_capture.byte[3]));
      rs232_putc(Hexdec(timer1_capture.byte[2]>>4));
      rs232_putc(Hexdec(timer1_capture.byte[2]));
      rs232_putc(Hexdec(timer1_capture.byte[1]>>4));
      rs232_putc(Hexdec(timer1_capture.byte[1]));
      rs232_putc(Hexdec(timer1_capture.byte[0]>>4));
      rs232_putc(Hexdec(timer1_capture.byte[0]));
      rs232_puts("\t*200ns\t");
 
      // Print falling edges counted
      rs232_puts("N=\t");
      rs232_putc(Hexdec(pulses.byte[2]>>4));
      rs232_putc(Hexdec(pulses.byte[2]));
      rs232_putc(Hexdec(pulses.byte[1]>>4));
      rs232_putc(Hexdec(pulses.byte[1]));
      rs232_putc(Hexdec(pulses.byte[0]>>4)); 
      rs232_putc(Hexdec(pulses.byte[0])); 
      rs232_puts("\n");
   }
}

Datos en bruto devueltos por el microcontrolador:
t= 00004BD7C3 *200ns N= 000064 t= 00009827A6 *200ns N= 0000C8 t= 0000E478E4 *200ns N= 00012C t= 000130CA99 *200ns N= 000190 t= 00017D1C4B *200ns N= 0001F4 t= 0001C96EC3 *200ns N= 000258 t= 000215C1B4 *200ns N= 0002BC t= 00026213BD *200ns N= 000320 t= 0002AE6589 *200ns N= 000384 t= 0002FAB94A *200ns N= 0003E8 t= 0003470E68 *200ns N= 00044C t= 00039362EE *200ns N= 0004B0 t= 0003DFB632 *200ns N= 000514 t= 00042C098D *200ns N= 000578 t= 0004785D00 *200ns N= 0005DC t= 0004C4AF9B *200ns N= 000640 t= 0005110105 *200ns N= 0006A4 t= 00055D50E5 *200ns N= 000708 t= 0005A9A016 *200ns N= 00076C

Función excel para procesar datos hexadecimales:

Código: Visual Basic

Function Hex2dec(str)
    Dim n As Double
    l = Len(str)
    n = 0
    For i = 1 To l
       c = Mid(str, i, 1)
       If c >= "0" And c <= "9" Then
          d = Asc(c) - Asc("0")
       Else
          d = Asc(c) - Asc("A") + 10
       End If
       n = n * 16 + d
    Next
    Hex2dec = n 
End Function

Datos procesados con Excel:
Tiempo Pulsos Frecuencia Error de tiempo [ms] 0,994087 100 100,594817 -5,913 1,994324 200 100,284588 -5,676 2,994631 300 100,179281 -5,369 3,994962 400 100,126114 -5,038 4,995292 500 100,094253 -4,708 5,995661 600 100,072362 -4,339 6,996055 700 100,056386 -3,945 7,996403 800 100,044988 -3,597 8,996738 900 100,036260 -3,262 9,997173 1000 100,028276 -2,827 10,997678 1100 100,021110 -2,322 11,998153 1200 100,015392 -1,847 12,998564 1300 100,011050 -1,436 13,998979 1400 100,007296 -1,021 14,999398 1500 100,004011 -0,602 15,999775 1600 100,001406 -0,225 17,000091 1700 99,999467 0,091 18,000327 1800 99,998181 0,327 19,000529 1900 99,997215 0,529 20,000706 2000 99,996468 0,706 21,000850 2100 99,995952 0,850 22,000893 2200 99,995940 0,893 23,000904 2300 99,996069 0,904 24,000921 2400 99,996162 0,921

Gráfica de desfase de frecuencia de red:

(http://www.todopic.com.ar/foros/index.php?action=dlattach;topic=38225.0;attach=18479;image)

El error máximo es de 3ppm. (1 milisegundo de error en el periodo de 300segundos de muestreo)

Saludos.

Saludos

Título: Re: Frecuencia de red
Publicado por: Picuino en 03 de Mayo de 2012, 19:04:23

Documentación legal española sobre el "Establecimiento de la reserva para la regulación frecuencia-potencia":
   Resolucion 13/julio/2006: http://www.ree.es/operacion/pdf/po/RES_PO_1.5.pdf

Procedimientos de operación de la red eléctrica española:
   http://www.ree.es/operacion/procedimientos_operacion.asp

Curva de demanda eléctrica en tiempo real:
   https://demanda.ree.es/demanda.html

Datos tomados de la web de red eléctrica española REE:
   http://www.ree.es/home.asp

Curva de desfase de frecuencia tomado de 23:22h a 24:00h del 04/05/2012:

(http://www.todopic.com.ar/foros/index.php?action=dlattach;topic=38225.0;attach=18484;image)

Saludos.

Título: Re: Frecuencia de red
Publicado por: MerLiNz en 03 de Mayo de 2012, 21:40:48

Pon a medir la red de mi pueblo, te sorprenderas :D los dias de tormenta puede que hasta se te queme el circuito

Título: Re: Frecuencia de red
Publicado por: Nocturno en 04 de Mayo de 2012, 02:09:50

Cita de: Picuino en 03 de Mayo de 2012, 16:32:02

Gracias Nocturno. No conozco esa función porque antes no la podía utilizar con el bootloader que tenía.
Ahora tengo el Pickit3 y lo apunto en tareas para hacer.

No necesitas nada, sólo el MPLAB. Lo pones en modo MPLAB SIM y ejecutas paso a paso en el simulador.

Título: Re: Frecuencia de red
Publicado por: Picuino en 04 de Mayo de 2012, 09:54:42

Cita de: Nocturno en 04 de Mayo de 2012, 02:09:50

Cita de: Picuino en 03 de Mayo de 2012, 16:32:02
Gracias Nocturno. No conozco esa función porque antes no la podía utilizar con el bootloader que tenía.
Ahora tengo el Pickit3 y lo apunto en tareas para hacer.

No necesitas nada, sólo el MPLAB. Lo pones en modo MPLAB SIM y ejecutas paso a paso en el simulador.

No lo conocía. Me vendrá bien para depurar programas, gracias.

Me gustaría comprobar que las mediciones de red pueden servir para sincronizar relojes. ¿Alguien se anima a medir la frecuencia de red?

Saludos.

Título: Re: Frecuencia de red
Publicado por: jansuini en 04 de Mayo de 2012, 17:58:27

Te comento desde ya :si necesitas buena sincronización ,la frecuencia de red no sirve ,para ello lo mas preciso es usar un gps.-
Sds.
Jorge

Título: Re: Frecuencia de red
Publicado por: Picuino en 04 de Mayo de 2012, 18:20:42

¿Cómo se puede usar un GPS normal para calibrar un oscilador?

Saludos.

Título: Re: Frecuencia de red
Publicado por: jansuini en 04 de Mayo de 2012, 21:09:35

No digo para calibrar un oscilador ,sino sincronizar relojes ,asi y todo no es un gps tan "normal" sino uno que tenga salida de pulso por segundo ,que cualquer placa de gps OEM lo trae.-
Sds.
Jorge

Título: Re: Frecuencia de red
Publicado por: Picuino en 05 de Mayo de 2012, 09:22:21

Aunque he puesto en el post anterior "sincronizar relojes" en realidad lo que quería decir es afinar o ajustar un reloj con otro que sirva de patrón.
Si consigo ajustar un oscilador OCXO de esos que venden en e-bay, con un error de 0.1ppm, me puede servir de base para ajustar el resto de aparatos del laboratorio.

El problema que le veo al GPS es que te tienes que ir a la calle para que tenga cobertura y que la salida de 1 segundo tiene poca frecuencia para calibrar un frecuencímetro.

Saludos.

TODOPIC

FORO TÉCNICO => Foro Técnico => Mensaje iniciado por: Picuino en 02 de Mayo de 2012, 07:57:49