Autor Tema: Analizador de corrientes armonicas mediante FFT en PIC18F4550  (Leído 6315 veces)

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Desconectado Marc-elo

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Analizador de corrientes armonicas mediante FFT en PIC18F4550
« en: 23 de Septiembre de 2012, 23:50:07 »
Hola a todos, estoy desarrollando un analizador de armónicas con un PIC18F4550 en el cual he implementado la FFT y una especie de osciloscopio que permite graficar las formas de onda en una GLCD de 128x64. La idea es que en conjunto mejoremos lo que ya está hecho y agreguemos nuevas funcionalidades. Quien se anima?

Les dejo el link del video que he subido a la red:



Saludos

Desconectado Suky

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Re: Analizador de corrientes armonicas mediante FFT en PIC18F4550
« Respuesta #1 en: 24 de Septiembre de 2012, 00:05:53 »
Hola! Me parece muy interesante el proyecto! Podrías dar más detalles? Como adquieres la señal, con que frecuencia muestreas, cuantos puntos tiene la FFT? Que funcionalidades podrían agregarse? Algún equipo para tomar de referencia?


Saludos!
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Desconectado Marc-elo

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Re: Analizador de corrientes armonicas mediante FFT en PIC18F4550
« Respuesta #2 en: 24 de Septiembre de 2012, 00:33:26 »
Hola Suky, mi idea es desarrollar un equipo que permita analizar las componentes armonicas presentes en las corrientes y tensiones de alguna instalación eléctrica. En el video muestro un ejemplo en el cual el PIC muestrea la señal de corriente que se obtiene a traves de un transformador de corriente y un amplificador operacional, la frecuencia de muestreo y la cantidad de muestras estan relacionadas, en este caso corresponden a 64 muestras, por lo tanto la frecuencia de muestreo es 64*50Hz = 3.2kHz, lo que me permite obtener hasta la armonica 31.

En cuanto a las funcionalidades se me ocurre que podria implementarse una interfaz de usuario en el lado de la GLCD que no se esta usando para controlar el funcionamiento del equipo, almacenar las mediciones en una uSD, agregar un RTC, medicion y visualización de parámetros como valores RMS, frecuencia undamental, etc.

En cuanto a las mejoras se debe mejorar la medición agregando algun filtro, ver la posibilidad de usar mas de un microcontrolador para efectuar las diferentes funciones, cambiar la pantalla por una más grande, etc.

Desconectado Suky

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Re: Analizador de corrientes armonicas mediante FFT en PIC18F4550
« Respuesta #3 en: 24 de Septiembre de 2012, 00:44:09 »
Bien! Por lo que veo de lo que quieres implementar, te recomiendo ir a un dspic o pic24, de esa manera podes aumentar la frecuencia de muestreo, controlar una uSD y hacer algún menú para el equipo. En que lenguaje y compilador estas trabajando?
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Desconectado Marc-elo

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Re: Analizador de corrientes armonicas mediante FFT en PIC18F4550
« Respuesta #4 en: 24 de Septiembre de 2012, 11:06:25 »
Estimado Suky, gracias por el interes, la frecuencia de muestreo no es problema, ya que durante el muestreo he tenido que introducir un delay de alrededor de 200us para hacer las lecturas a la frecuencia de 3.2kHz que comenté anteriormente (he usado este mismo circuito para analizar sonido), al aumentar la frecuencia se gana en presición, dado que las bandas de frecuencias de la FFT son más acotadas, pero creo que por el momento no es necesario. La rutina de FFT (incluyendo bit reverse) es relativamente rápida comparada con el refresco de la GLCD (incluyendo el cálculo del largo de las barras a graficar). Te comento que estoy usando el compilador MikroBasic Pro y la ROM utilizada con lo que está implementado en estos momentos corresponde al 45%.

Desconectado Suky

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Re: Analizador de corrientes armonicas mediante FFT en PIC18F4550
« Respuesta #5 en: 24 de Septiembre de 2012, 11:40:56 »
Bueno, si por el momento no es necesario aumentar la precisión, un micro de la misma familia alcanza. El tema puede ser implementar lo demás, va andar medio ajustado me parece. Yo he utilizado CCS o C18, más con éste último, ya sea el tema de FFT, uSD y menú. FFT solo para "análisis" de audio. En el uso de la uSD queda corto el 4550  :x Capaz que en MikroBasic alcance, nunca lo he utilizado.

Como agregado, para la adquisición de los datos también se puede tener en cuenta a los AFE como el MCP3909, aprovechando que se puede obtener mayor resolución y tenemos entrada diferencial pensada para ese tipo de señales. Otros tienen maquina de calculo (los de Analogs y Cirrus) que entregan la frecuencia y valores RMS.

Respecto a la velocidad de trabajo con el GLCD, hay dos formas de utilizarlo, leyendo el GLCD cada vez que queramos dibujar un pixel para modificar el estado del bit, o utilizando una memoria interna en el microcontrolador para hacer todas las modificaciones y actualizar la pantalla completa. Éste último es mucho más rápido, pero utiliza 1024 bytes de RAM  :tongue:

Me suscribo al hilo para ver los avances!

Saludos!
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Desconectado Marc-elo

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Re: Analizador de corrientes armonicas mediante FFT en PIC18F4550
« Respuesta #6 en: 25 de Septiembre de 2012, 12:12:20 »
Hola Suky, quizás tienes razón en que pueda quedar corto, pero está la posibilidad de dividir el trabajo en varios microcontroladores, lo que permite trabajar en paralelo y quizás en compiladores diferentes, sólo se debería definir un protocolo de comunicación entre los diferentes componentes del equipo (pensando en que se sumará más gente al desarrollo de esta idea).

En cuanto a lo que dices de la uSD o SD en un PIC18F4550, yo utilizo sólo la librería del compilador para leer y escribir sectores, el sistema FAT lo he implementado de forma reducida para que cumpla sólo con mis requerimientos.

Con respecto al manejo de la GLCD yo he escrito una librería que utiliza el segundo método que mencionas (1kB de Ram).

Los AFE son una buena alternativa, pero por lo menos mi motivación en el desarrollo de este tipo de proyectos es aprender y solucionar problemas, obviamente para construir un equipo de manera rápida, eficiente, etc. son una opción.

Bueno y para ver si se motiva más gente he subido un nuevo video en el cual es posible observar el funcionamiento de un circuito que controla la potencia de una ampolleta incandescente a traves del control del angulo de disparo de un Triac. Este control lo realiza un PIC12F675. Además es posible observar cómo varia la magnitud de la componente fundamental (50Hz) de forma gráfica mediante el circuito que muestra el video anterior (FFT en PIC18F4550).


Saludos!

Desconectado Alumno

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Re: Analizador de corrientes armonicas mediante FFT en PIC18F4550
« Respuesta #7 en: 22 de Noviembre de 2012, 18:55:31 »
Hola amigo, ya tambien estoy realizando algo muy similar ya avance mucho y le llamo analizador de red para esto yo  estoy usando un pic18f4525 casi 4KB DE RAM estoy muestreando a 10khz para almacenar 500 muestras de la tension y 500 muestras de la corriente con una diferencia de 10us y luego de procesar los datos tanto en matlab y en el pic mis resultados son muy similares hasta ahora logro obtener tension rms, corriente rms, potencia aparente, potencia activa, factor de potencia, pero solo en matlab se pueden mostrar los armonicos de tension y corriente ( es muy sorprendente que las graficas de los armonicos de tension y corriente son exactamente iguales a las obtenidas por un osciloscopio ) eso es lo que estoy tratando de realizar ahora con el pic para mostrarlo en una pantalla GLCD, la frecuencia tambien la estoy obteniendo con la transformada discreta de fourier FFT pero la fercuencia que me bota a veces es de 63, 68, 65 cuando en mi PERU la frecuencia de red es de 60 hz, asi que para obtener algo mas preciso use este circuito http://www.dextrel.net/diyzerocrosser.htm y escribi un pequeño codigo en el pic para que midiese esta frecuencia y los resultados son excelentes, tambien me falta saber si mi potencia reactiva es positiva o negativa es decir capacitiva o inductiva. espero ayuda en eso pongo mi ppt de la exposicion que hice el lunes.
http://dl.dropbox.com/u/103747449/ANALIZADOR%20DE%20RED%20v2.rar

Desconectado Alumno

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Re: Analizador de corrientes armonicas mediante FFT en PIC18F4550
« Respuesta #8 en: 29 de Enero de 2013, 12:32:57 »
hola a todos, aca les paso un videito de mi analizador de red, solo me falta afinar un poco mas el algoritmo de la transformada rapida de fourier para mostrar los armonicos de tension y corriente y ya todo estaria listo:
feature=youtu.be
y esta son las diapositivas:
http://dl.dropbox.com/u/103747449/ANALIZADOR%20DE%20RED%20ELECTRICA%20facebook.rar