PZEM-061 – O que pouca gente sabe sobre ele
Recentemente eu comprei o PZEM-061 que é um módulo digital fabricado pela PEACEFAIR e permite ler tensões e correntes AC, bem como indicar a potência em watts e a energia em watts/hora.
PZEM-061
A PEACE FAIR é uma empresa chinesa (para variar) especializada em painéis de medidas em AC e DC. CLICANDO AQUI você baixar um catálogo com alguns destes medidores.
Minha intenção é incorporar o PZEM-061 em um projeto que estou desenvolvendo e consistirá em um transformador de isolamento acoplado a um Variac. Provavelmente terá também uma fonte capaz de fornecer tensões DC de 0 a 300V.
É o “caixotão X-tudo” que em breve apresentarei aqui.
A questão é que o PZEM-061, assim como outros instrumentos da série, só começa a medir a partir de 80V, segundo o fabricante. Na prática eu verifiquei que funcionava a partir de 35V.
Entretanto, ainda assim não seria muito bom uma vez que eu pretendia usá-lo para medir a saída de um Variac logo, gostaria de poder medir tensões a partir de zero volt ou bem próximo deste valor.
Comecei então, uma busca na Internet do diagrama do dito cujo que pudesse me dar alguma indicação para modificá-lo a fim que fosse possível ler tensões abaixo de 80V.
Em princípio o que encontrei foi apenas manual de instalação que não ajudava em nada.
Parti então, para a busca de vídeos no Youtube.
Nestes casos sempre dou preferência a fazer a pesquisa em inglês pois, tenho uma chance maior de encontrar coisas mais técnicas e não, como na maioria das vezes, os meros “desencaixotamentos” que o pessoal chama de unboxing que se vê por aqui.
Digitei “how reading low voltages using PZEM-061” para ver aconteceria. Um chute para ver aonde chegaria.
Dentre os vários vídeos que apareceram um que me pareceu promissor foi a parte 4 do canal Quest for Zero de R.Brown.
Embora ele tratasse no PZEM-021, que é bem parecido com o PZEM-061, eu consegui perceber o porquê eles só começavam a medir a partir de 80V.
Aliás, vale ressaltar que eu deveria ter optado por este modelo que mede correntes de até 20A o que já seria de bom tamanho no meu caso, enquanto o PZEM-061 vai a 100A que eu nunca iria medir.
Transformador de corrente
Basicamente eles são iguais, o que muda é o número de espiras do transformador de corrente e, talvez, algumas instruções no microcontrolador.
Futuramente devo comprar o PZEM-021 para analisar.
Voltando ao vídeo de R.Brown, ele não dizia claramente porque isso acontecia, mas quem saber ler, como diz o ditado, um pingo é letra.
Todo técnico sabe que qualquer equipamento eletrônico precisa de uma fonte de tensão DC para alimentar seus circuitos. “Até aí, morreu Neves”, como se dizia antigamente.
E de onde provinha a fonte DC no caso destes instrumentos?
Simples, de uma fonte de alimentação sem transformador (FAST) que era alimentada pela própria tensão AC a ser medida e que deveria produzir uma tensão DC de 3,3V para alimentar todos os CI’s do medidor.
Neste caso eram dois saber
- V9821S – Medidor de Energia monofásico
- HT1621 – Controlador do LCD
Mas, isto não nos interessa muito e sim entender a “FAST” neste caso e ver como poderíamos alimentar os CI’s de forma independente da tensão da rede elétrica.
Ajudado pelas dicas do vídeo de R.Brown eu descobri que a FAST era construída pelo circuito mostrado na Fig.1.
Fig.1 – Circuito da FAST do PZEM-061
Na fig.2 vemos o capacitor amarelo de 1µF/275V, o resistor de 5,1Ω/1W. O resistor de 470kΩ é um SMD que está no canto superior esquerdo que não dá para ver na foto e fica em paralelo com o capacitor “amarelo”.
Fig.2 – Componentes da FAST do PZEM-061
O diodo e o Zener estão debaixo do capacitor amarelo que será removido junto com o resistor de 5,1Ω e já irei explicar por quê.
A saída da FAST, no capacitor eletrolítico de 470µF/16V será levada ao circuito integrado SMD 7133-1 que é um regulador de tensão que irá fornecer 3,3V para alimentar os dois integrados do circuito. Acompanhe nas figs.3 e 4.
Fig.3 – Componentes da FAST
Fig.4 – Regulador de tensão HT7133-1
Modificando o PZEM-061
A intenção do(s) projetista(s) da PEACEFAIR, certamente, era que estes instrumentos fossem usados em quadros de energia elétrica (quadro de luz, como dizem por aí) e por isso, não parece viável ter que usar uma fonte separada para alimentá-los, daí, creio eu, a opção por usar FAST em todos eles.
Entretanto, este não era o meu caso e sim usá-lo, como mostrado na fig.5, na saída de um transformador de isolamento alimentado por um VARIAC, onde a tensão de entrada do dito transformador poderia ficar abaixo dos 80V o que me levou a desejar incluir uma alimentação DC independente.
Fig.5 – Variac + Trafo Isolador + PZEM-061
O primeiro passo foi remover o capacitor amarelo, o resistor de 5,1Ω/1W e o diodo Zener, que compunham a FAST, pois estes componentes não seriam mais utilizados.
O diodo, entretanto resolvi manter pois, para garantir que, se houvesse uma inversão de polaridade acidental da fonte DC externa, nada de mal aconteceria o circuito.
O Zener era de 12V, como eu suspeitava, por causa do isolamento do capacitor SMD ser 16V o que eu comprovei mais tarde por mera curiosidade.
Entretanto, olhando o data sheet do HT7133 via-se que ele pode trabalhar com tensão entrada mínima de 5,5V e máxima de 24V.
Parâmetros do HT-71xx
Sendo assim, não precisaria utilizar 12V e optei por 9VDC, não estabilizado, aproveitando uma fonte aqui da minha sucata.
Como ligar a fonte externa
O positivo da fonte DC será ligado no anodo do diodo como eu já expliquei. E o negativo?
O negativo da fonte poderá ser ligado no negativo do capacitor de 470uF/16V.
Acompanhe na fig. 6.
Fig. 6 – Ligação da Fontes externa no PZEM-061
Ligando a tensão AC e o transformador de corrente
Acompanhe na fig.7 como será feita esta ligação no PZEM-061.
Fig.7 – Ligação da REDE e o do Trafo de corrente no PZEM-061
Deve se prestar atenção à ligação de fase (line) e neutro pois, o terminal marcado como neutro nos bornes da fig.7 está ligado ao GND do circuito.
No meu caso particular como o instrumento será ligado na saída do transformador de isolamento não precisarei me preocupar com isto uma vez que não temos mais fase e neutro na saída dele. Aliás esta é a função do transformador de isolamento.
No vídeo a seguir eu mostro um ensaio desta construção ainda sem o transformador de isolamento razão pela qual usei uma tomada brasileira de três pinos para evitar trocar line (fase) com neutro. O terceiro pino ficou sem ligação, serviu apenas de guia.
Num próximo artigo irei apresentar o “caixotão”. Aguarde.
E eu fico cá a aguardar os seus preciosos e sempre bem-vindos comentários.
Vacina SIM! (eu já virei jacaré chinês)
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