Design and construction of a microcontroller based power analyzer

Abstract

ÖZET MİKROKONTROLER TABANLI GÜÇ ANALİZÖRÜNÜN TASARIMI VE GERÇEKLEŞTİRİLMESİ YAŞAR Abdullah Yüksek Lisans Tezi, Elk.Elektr. Müh. Böl. Tez Yöneticisi: Y. Doç. Dr. Vedat Mehmet Karslı Güç Elektroniğinde, akım ve voltaj sinyallerinin gerçek zamanlı ölçümü ve analizi büyük önem arz eder. Bu ölçüm ve analiz sonuçları standart değerlerle kıyaslanır, cihazın standart performansı hakkında bilgi almamıza ve karar vermemize yardımcı olur. Güç Analizörü cihazının çalışma prensibi akım ve voltaj sinyallerinin gerçek zamanda örneklenmesi, örneklenen verilerin işlenmesi, analiz edilmesi ve gösterilmesi şeklindedir. Yine bu cihaz, aktif ve reaktif güç, güç faktörü, sinüsoidal olmayan akün ve voltaj sinyallerinin harmonikleri hakkında bilgi almamızı sağlar. Böylesi bir cihaz tasarlamak ve gerçekleştirmek için çalışma donanım ve yazılım olmak üzere ikiye ayrılmıştır Donanım kısmında izolasyon, sıfır geçiş dedektörü, hassas doğrultma devreleri ve mikro-kontroler için arabirim kartı tasarlanmış ve gerçekleştirilmiştir. Böylece akım ve voltaj sinyalleri assembly dilinde yazılan program ile örneklendirilmiştir.Yazılım kısmı tekrar iki kısma ayrılmış, bunlardan birincisi Intel 80C196KC seti için assembly dilinde giriş sinyallerini örneklemek ve PC ile iletişimini kurabilmek üzere yazılan programlar, ikincisi ise PC kısmında mikro- kontrolırdan alınan verilerin analizi ve gösterilmesi için yazılan programlardır. Bu çalışmalar sonunda teorik ve pratik sonuçlar elde edilmiş ve sonuçlar mevcut cihazlar ile karşılaştırılmıştır. Sonuç göstermektedir ki tasarlanan cihaz, mevcut cihazlara rakip olabilir. Anahtar Kelimeler: Güç Analizörü,80C196KC Mikro-kontroller, İşleme VI

ABSTRACT DESIGN AND CONSTRUCTION OF A MICROCONTROLLER BASED POWER ANALYZER YAŞAR Abdullah MS. in Electrical and Electronics Eng Supervisor: Asst. Prof. Dr. Vedat Mehmet KARSLI The measurement and analysis of non-sinusoidal current and voltage in real time is of great importance in power electronics. This measurement and analysis will help us to compare the results with the standards and make decision about the performance and quality of the equipment. The operation principle of power analyzer starts with the sampling of voltage and current signals in real time and then these sampled datas are processed, analyzed and monitored. A power analyzer gives us information about the active and reactive powers, power factor, harmonics of non-sinusoidal voltage and current signals, etc. To design and construct such an instrument, the study is separated into two topics, hardware and software. As hardware; isolation, zero-crossing, precision rectifier circuits and interface card to the micro-controller evaluation board are designed and constructed. So that, the voltage and current signals can be sampled through the written assembly language. The software can also be separated into two parts. One was written in assembly language for the Intel's 80C196KC evaluation board to sample the input signals andto communicate with the computer. The second part of the software was written for computer side to analyze and monitor the sampled data information taken from micro controller. As a result of this study, theoretical and practical results are obtained, and compared to similar instruments. The results show that the designed analyzer can be a competitive equipment. Keywords: Power Analyzer, 80C196KC Micro-controller, Processing IV