Przekładnik prądowy CT — pomiar prądu przez wejście analogowe

Przekładnik prądowy CT z wyjściem 0–10 V umożliwia pomiar prądu na poszczególnych obwodach w rozdzielnicy elektrycznej — bez odłączania przewodów. Przekładnik zakłada się na jeden przewód, wykrywa prąd przepływający przez niego za pomocą czujnika Halla i generuje proporcjonalny sygnał 0–10 V, który jest odczytywany przez wejście uniwersalne TapHome (UI) w trybie analogowym.

Kiedy używać przekładnika CT, a kiedy licznika energii Modbus:

Przekładnik prądowy CT jest właściwym wyborem, gdy potrzebujesz ciągłego pomiaru prądu na pojedynczym obwodzie (na wyłączniku) — na przykład, aby wykryć, czy dany odbiornik jest uruchomiony. Do pełnego zarządzania energią (napięcie, prąd, moc, współczynnik mocy, częstotliwość, skumulowane kWh) rozważ zamiast tego licznik energii Modbus RTU. Liczniki Modbus dostarczają znacznie więcej danych, są dokładniejsze i integrują się bezpośrednio z TapHome przez magistralę.

Zobacz listę obsługiwanych liczników energii w sekcji Lista kompatybilności — Licznik energii.

Wybór przekładnika prądowego CT

Aby przekładnik CT działał z wejściami uniwersalnymi TapHome, musi spełniać następujące wymagania:

Polecany produkt: YHDC TST024L

YHDC TST024L to przekładnik prądowy z dzielonym rdzeniem i czujnikiem Halla, z wyjściem 0–10 V, dostępny w kilku zakresach prądowych.

Wybór właściwego zakresu prądowego: Wybierz zakres odpowiadający wyłącznikowi chroniącemu dany obwód. Dla wyłącznika 16 A (typowy dla obwodu gniazdkowego) przekładnik 100 A jest więcej niż wystarczający. Dla wyłącznika 63 A (np. pompa ciepła) wybierz 100 A lub 150 A, aby pozostać bezpiecznie w zakresie liniowym.

Alternatywa: SENECA T201DCH

W instalacjach wymagających wyższej dokładności (0,5% AC / 1% DC), pomiaru prądu stałego lub montażu na szynie DIN rozważ serię SENECA T201DCH (~60–115 EUR). T201DCH mierzy również prąd stały (TRMS) i jest dostępny z wyjściem Modbus (wariant T201DCH-M).

Podłączenie

Przekładnik CT ma 3-żyłowy ekranowany kabel (50 cm) z kolorowo oznaczonymi przewodami:

• Czerwony — zasilanie (+24 V)
• Czarny — masa (GND)
• Zielony — wyjście sygnału (0–10 V)

Na powyższym schemacie “Power” to zasilacz 24 V DC, a “Acquisition equipment” to moduł TapHome. Trzy połączenia to:

Czarny przewód GND łączy się z zaciskiem ujemnym zasilacza, który musi być wspólny z masą GND modułu TapHome. Tworzy to wspólny punkt odniesienia napięcia dla sygnału 0–10 V.

Wspólna masa jest niezbędna. Przekładnik CT i moduł TapHome muszą korzystać z tego samego zasilacza 24 V DC (lub co najmniej mieć połączone zaciski GND). Użycie oddzielnych zasilaczy bez wspólnego punktu odniesienia masy spowoduje nieprawidłowe lub niestabilne odczyty.

Ważne zasady

• Tylko jeden przewód — zaciśnij przekładnik CT na jednym przewodzie (przewód fazowy L), nigdy wokół całego kabla. Jeśli zaciśniesz go wokół L + N razem, pola magnetyczne skompensują się i odczyt będzie zerowy.
• Kierunek strzałki — strzałka wydrukowana na obudowie przekładnika CT wskazuje oczekiwany kierunek przepływu prądu. Jeśli uzyskujesz wartości ujemne lub zerowe, obróć przekładnik CT o 180°.
• Krótkie kable — kabel sygnałowy 0–10 V między przekładnikiem CT a modułem TapHome powinien być jak najkrótszy (najlepiej < 5 m), aby zminimalizować zakłócenia elektromagnetyczne.
• Izolacja galwaniczna — przekładnik CT ma wbudowaną izolację galwaniczną 2,5 kV (50 Hz, 1 min). W standardowych instalacjach w rozdzielnicach mieszkaniowych nie jest wymagana żadna dodatkowa izolacja optyczna ani galwaniczna.
• Potencjometry Zero i Gain — przekładnik CT ma dwa potencjometry kalibracyjne oznaczone “Zero” i “Gain” na obudowie. Są skalibrowane fabrycznie. Nie reguluj ich, chyba że dysponujesz wzorcowym źródłem prądu do rekalibracji.

Moduły TapHome z wejściem analogowym

Wszystkie moduły TapHome z wejściami uniwersalnymi (UI) obsługują tryb analogowy 0–10 V. Główna różnica to rozdzielczość przetwornika ADC:

Rozdzielczość ma znaczenie przy pomiarze prądu. Dla przekładnika CT 200 A:

• moduł 8-bitowy → rozdzielczość ~0,8 A na krok (wystarczająca do wykrywania stanów wł./wył.)
• moduł 12-bitowy → rozdzielczość ~0,05 A na krok (odpowiednia do precyzyjnego monitorowania)

Do zastosowań z zarządzaniem energią zalecamy użycie modułu na szynę DIN (32 UI lub 12 DO 12 UI) z 12-bitową rozdzielczością ADC.

Konfiguracja w aplikacji TapHome

Krok 1: Włączenie wejścia analogowego

1. Przejdź do Ustawienia → Sprzęt → TapHome Bus
2. Wybierz moduł, do którego podłączony jest przekładnik CT
3. W sekcji Wejścia uniwersalne wybierz wolne wejście (np. UI3)
4. W polu Funkcjonować wybierz Wejście analogowe
5. Przypisz strefę i kategorię, a następnie zapisz

Wejście będzie teraz wyświetlać wartość w procentach (0–100%), reprezentując napięcie jako procent skonfigurowanego zakresu. Na przykład 1,5 V na wejściu 0–10 V wyświetla się jako 15%.

Krok 2: Dodanie konwersji wartości na ampery

Bez konwersji wejście analogowe wyświetla tylko procenty — nieużyteczne do pomiaru prądu. Aby wyświetlić wartość w amperach:

1. Otwórz ustawienia serwisowe urządzenia wejścia analogowego
2. W sekcji Konwersja wartości dotknij Dodaj wartość konwersji
3. Wybierz Wejście analogowe → Prąd elektryczny [A]

Krok 3: Konfiguracja interpolacji liniowej

Po dodaniu konwersji pojawia się sekcja Interpolacja liniowa. Mapuje ona dwa punkty wejścia/wyjścia, tworząc liniową skalę między napięciem a prądem.

Domyślne mapowanie to 0–10 V → 0–10 A. Zmień wartość wyjściową tak, aby odpowiadała znamionowemu prądowi przekładnika CT:

Dla przekładnika CT 200 A (YHDC TST024L-200A):

Przekładnik CT daje 0 V przy 0 A i 10 V przy prądzie znamionowym. Ustawiając wartość wyjściową 2 na prąd znamionowy przekładnika CT, system prawidłowo skaluje odczyt napięcia na ampery.

Wartości wejściowe (0 i 10) odpowiadają Minimalne napięcie (0 V) i Maksymalne napięcie (10 V) skonfigurowanym w sekcji inny poniżej. Dla standardowych przekładników CT pozostaw te wartości domyślne (0 V i 10 V).

Krok 4: Weryfikacja odczytu

Po zapisaniu dashboard wyświetli zmierzony prąd w amperach zamiast procentów. Włącz znane obciążenie (np. grzejnik 2 kW ≈ 8,7 A przy 230 V), aby sprawdzić poprawność odczytu.

Ogólny przegląd funkcji konwersji i innych przypadków użycia (poziom wody, deszczomierz, koszt energii elektrycznej) znajdziesz w artykule Funkcje konwersji.

Obliczanie mocy i zużycia energii

Przekładnik CT mierzy prąd (A). Aby obliczyć moc (W) i energię (kWh), musisz uwzględnić napięcie i współczynnik mocy:

Wzór na moc:

P = U × I × cos(φ)

Gdzie:

• P = moc czynna (W)
• U = napięcie (≈ 230 V dla sieci jednofazowej w Europie)
• I = zmierzony prąd (A)
• cos(φ) = współczynnik mocy (0,95–1,0 dla obciążeń rezystancyjnych jak grzejniki, 0,5–0,8 dla silników)

Do uproszczonego obliczenia przy obciążeniach rezystancyjnych możesz użyć:

P ≈ 230 × I

Aby śledzić skumulowane zużycie energii (kWh), utwórz w TapHome urządzenie wirtualne za pomocą Equation Smart Rule, które całkuje moc w czasie.

Rozwiązywanie problemów