STM32 è un microcontrollore a basso costo ma dalle grandi potenzialità. Il maker Hesam Moshiri ha progettato un circuito per misurare una serie di parametri sugli alimentatori di corrente alternata (CA), tra cui fattore di potenza, potenza reale, tensione e corrente, il tutto utilizzando un STM32 di STMicroelectronics. Gestire la tensione di rete CA 110 V/220 V e misurare i parametri di carico CA è una sfida per i progettisti elettronici nel dimensionamento dei circuiti. La situazione diventa più complessa quando si ha a che fare con carichi induttivi perché provocano uno sfasamento tra tensione e corrente e alterano la forma dell’onda sinusoidale del segnale CA (i carichi resistivi no). Il fattore di potenza dei carichi resistivi è teoricamente pari a 1.

“Ho introdotto un circuito in grado di misurare la tensione AC RMS [Root-Mean-Square], la corrente RMS, la potenza attiva, il fattore di potenza e il consumo di energia (kWh) dei carichi”, spiega Moshiri in merito alla sua creazione. “Ho utilizzato un microcontrollore STM32 a basso costo e ho fornito quattro pulsanti per la calibrazione iniziale. Il dispositivo può misurare in modo indipendente i parametri e visualizzare i risultati su un luminoso display OLED da 1,3 pollici. Il tasso di errore di misurazione è di circa lo 0,5% o inferiore”.

Se volete farvi un’idea della componentistica che occorre, ecco l’elenco:

Il cuore dello strumento di misurazione di Moshiri è un microcontroller STMicro STM32G030F6, che fornisce un singolo core Arm Cortex-M0+ funzionante a 64 MHz con 32 kB di flash, 8 kB di RAM e un convertitore analogico-digitale (ADC). Questo è alloggiato su un circuito stampato personalizzato a due strati, assemblato in Altium Designer, con terminali a vite per l’ingresso CA da un lato e il carico dall’altro, offrendo la possibilità di misurare il consumo energetico dei dispositivi attivi, nonché la tensione dell’alimentazione CA in ingresso stessa.

“Per calibrare la scheda”, sottolinea Moshiri, “è necessario disporre di un multimetro True RMS accurato. Ho misurato il consumo di corrente di questo carico separatamente […] ed era di circa quattro ampere; tuttavia, qui dice 17 ampere,” Moshiri nota in una demo della scheda, utilizzando i quattro pulsanti per regolare la lettura in modo che corrisponda al test precedente.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Una dimostrazione video del circuito è riprodotta sopra, mentre i dettagli completi, compresi i Gerber, sono disponibili su PCBWay; Moshiri nota che “alcune parti di questo circuito portano una tensione di rete pericolosa” e che i principianti dovrebbero “chiedere consiglio a utenti esperti” prima di tentare di costruirne uno proprio.

 

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