Strumentazione · Misure elettriche
1P Power Monitor
PCB in sviluppoAbstract
Progettazione di un analizzatore monofase portatile, isolato dalla rete e capace di misurare tensione, corrente, potenza attiva e reattiva, potenza apparente, fattore di potenza e frequenza. Il progetto privilegia sicurezza, ripetibilità e componenti saldabili a mano.
- Front-end
- ATM90E26
- Controllo
- ESP32 + BLE
- Alimentazione
- Li-ion 1S
- PCB
- 2 layer · 100 × 100 mm
Problema e obiettivi
Misurare senza trasformare il banco in una trappola
Obiettivi
- Misure RMS e di potenza in tempo reale
- Isolamento galvanico di tensione e corrente
- Telemetria BLE ogni 100 ms
- Autonomia da batteria e ricarica USB
Modello di misura
L'ATM90E26 campiona i due canali analogici e integra i prodotti istantanei; l'ESP32 gestisce interfaccia, display e comunicazione.
Architettura
Catena completa di acquisizione
Scelte progettuali
Componenti e motivazioni
| Blocco | Scelta | Motivazione |
|---|---|---|
| Misura energia | ATM90E26 | Front-end dedicato, package saldabile e calcolo integrato delle potenze |
| Tensione | Myrra 44121, 230/6 V | Trasformatore reale: isolamento e migliore robustezza rispetto a moduli economici |
| Corrente | YHDC 50 A / 50 mA | Sensore apribile, isolato e sostituibile tramite jack da 3,5 mm |
| Alimentazione | LM3671 · 3,3 V | Conversione efficiente dalla cella 1S; ramo analogico filtrato con ferrite |
| Protezione | TP4056 + DW01A/FS8205A | Ricarica, sovrascarica e sovracorrente integrate |
Prova di laboratorio
Errore sulla potenza attiva
Dataset dimostrativo. I valori illustrano il metodo di verifica previsto e saranno sostituiti dalle misure strumentali del prototipo.
Errore rispetto al riferimento
Protocollo
- 1 Stabilizzazione termica per 10 minuti.
- 2 Confronto con wattmetro da banco calibrato.
- 3 Sei livelli di carico da 60 W a 1,8 kW.
- 4 Media di 100 campioni per ogni punto.
| Carico | V RMS | I RMS | P riferimento | P misurata | Errore |
|---|---|---|---|---|---|
| Lampada | 229,8 V | 0,261 A | 60,0 W | 60,5 W | +0,82% |
| Resistenza | 230,2 V | 1,303 A | 300,0 W | 300,6 W | +0,21% |
| Termoventilatore | 229,5 V | 7,844 A | 1800,0 W | 1795,1 W | −0,27% |
Conclusioni
Prossimo passo: PCB e calibrazione reale
L'architettura soddisfa i requisiti funzionali. Restano da validare rumore del ramo analogico, deriva termica, autonomia e comportamento con carichi non lineari. La revisione successiva congelerà il layout delle due schede Main/UI e il contenitore PETG/TPU.