Устройство позволяет измерять напряжение, потребляемый ток, реактивную мощность, косинус FI, потребляемую электроэнергию а также записывать в память значение напряжения и время перепадов в каждой фазе. Схема приведена ниже

Для измерения напряжения сети в каждой фазе применяются модули U15, U16, U17 ZMPT101, с выходов которых чрез конденсаторы С15,С16,С17 переменные напряжения поступает на аналоговые входы А0,А3,А5 Ардуино Мега Про. Для измерения токов в нагрузке каждой фазы применяются датчики тока ACS712 20A, с выходов которых через конденсаторы С2,С5,С8 и резистивные делители RV2 R2,  RV4 R4, RV6 R6 переменное напряжение поступает на аналоговые входы А1,А3,А5 Ардуино. С помощью триммеров устанавливается точность измерения тока. Ардуино вычисляет реактивную мощность по формуле

                         P= UI x cosFI

Угол FI - это сдвиг фаз между током и напряжением в реактивной нагрузке. Этот сдвиг измеряется с помощью оптронов U4 - U9 на выходах которых формируются импульсы.

   

На рис. слева жетый цвет - напряжение сети, синий - ток в нагрузке, красный - импульсы на коллекторах оптронов U4,U6,U8 зеленый - на коллекторах  U5,U7,U9. На рис. справа желтый цвет - ипульсы на выходах фазовых детекторов, выполненых наисключающем ИЛИ U10. Эти импульсы сглаживаются цепями R19 C10, R20 C11, R21 C12 и поступают на аналоговые входы А8,А9,А10 Ардуино. Для определения характера нагрузки ( С - емкостная, L - индуктивная) применяются D-триггеры U12,U13.

Для измерения потребляемой нагрузкой электроэнергии в кв/ч и фиксации времени скачков и сбоев напряжения сети применяется модуль часов реального времени U11 DS1307. Время и дата устанавливается кнопками SW1 - SW5.

SW1 - вход в меню, SW2 - переключение пункта меню вперед, SW3 - переключение назад, SW4,SW5 - переключение значения пункта меню вперед/назад.

После включения устройства на дисплее появляется информация

Три верхних строки - напряжения и токи в каждой фазе, четвертая строка - значения cos FI и характер нагрузки ( С - емкостная, L - индуктивная) 5-я, 6-я, 7-я  - потребляемая реактивная мощность в каждой фазе, 8-я строка - суммарная потребляемая электроэнергия в кВ/ч, нижняя строка - текущая дата и время.

Для прсмотра значений напряжений скачков, сбоев напряжений и времени сбоев нажать и удерживать кнопку SW6 MEMORY. На дисплее появится информация

Белый цвет - значения перепадов и бросков напряжения сети, красный - время и дата, зеленый внизу - текущее время и дата.

Подробнее на видео.

Питание устройства от AC DC конвертора U14 IRM05 5В 1А. Индикация на цветном TFT дисплее ST7735. Cкетч для Ардуино выполнен в FLPROG 8.2.

Перечень элементов, проект в FLPROG со скетчем для Ардуино, чертеж печатной платы в EagleCAD с герберфайлами для заказа в архиве