Ваттметр переменного тока на ATmega88

Для измерения мощности потребления на производстве используются промышленные ваттметры. Однако, несмотря на бесспорное качество подобных изделий, не всегда выгодно приобретать устройство за $100-$200. Например, если вы хотите просто проверить потребление электроэнергии домашним компьютером или лампочкой.

Тогда нужно простое, недорогое и достаточно точное изделие, на базе микроконтроллера. Поскольку ток синусоидальный(почти), то необходимо измерить активную и реактивную составляющие. Ну а попутно и коэффициент мощности с частотой сети.

Общая схема простая:
1) На протяжении полупериода(вполне достаточно) измеряем напряжение и ток нагрузки.
2) Одновременно измеряем его длительность(для определения частоты)
3) Измеряем фазное расстояние между пиками тока и напряжения(для определения коэффициента мощности)
4) Производим необходимые расчеты и выводим результат на экран LCD.

В итоге получаем:
1) Напряжение на нагрузке
2) Ток нагрузки
3) Полную мощность
4) Коэффициент мощности
5) Активную и реактивную составляющие мощности
6) Частоту сети

На аппаратном уровне схема реализована на базе микроконтроллера семейства AVR ATmega88. Питание обеспечивает бестрансформаторный источник питания.

ВНИМАНИЕ!!!
Схема не имеет гальванической развязки от сети переменного тока, поэтому при её сборке и использовании необходимо быть предельно осторожным.
Берегите себя.

Поскольку все параметры не влезают одновременно в экран LCD(WH0802), нужно организовать циклическое переключение между ними. Для этого есть кнопка переключения вида.

Диапазон измерения тока(и соответственно мощности) можно подстроить, изменяя усиление MCP601. В данной конфигурации диапазон составляет: 0...3300 Вт с шагом 3,2 Вт.

Прибор легко перепрограммировать для измерения параметров постоянного тока(для этого использован шунт, а не измерительный трансформатор). Тогда потребуется внешний БП, клеммник для которого уже предусмотрен. Используемый корпус - Z-100. Удобен, т.к. под DIN рейку, имеет все нужные прорези и недорог.

Работа ваттметра на холостом ходу в режиме индикации напряжения и тока.

Работа с подключенной лампой накаливания на 60 Вт в режимах индикации напряжения и тока, режиме индикации полной мощности и коэффициента мощности.