Monitoreando la tensión del sitio

Aquí les presento otro "regalo" y una aplicación única a tal fin. Eso sí, también debo darles una advertencia.
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Me agrada compartir vínculos que tengan algo para ofrecer de manera gratuita. Aquí les presento otro "regalo" y una aplicación única a tal fin. Eso sí, también debo darles una advertencia.

Dave Case es ingeniero en jefe y director de TI de Clear Channel Fresno en California. Precisaba ver lo que estaba aconteciendo con la electricidad en su sitio de transmisión pero no tenía el presupuesto necesario para comprar ni alquilar un monitor de tensión de alta calidad.

La solución de Dave fue utilizar un paquete de grabación de audio gratuito para resolver el problema. Antes de dar su sugerencia, él realiza una advertencia porque el procedimiento implica conectar 240 voltios de CA a una computadora.

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Fig. 1: La conexión del monitor de tensión de alta calidad utiliza piezas comunes. Esto es peligroso por dos razones: en primer lugar, se trata de electricidad y, en segundo lugar, tendrá que conectar esta señal eléctrica directamente en la tarjeta de sonido de su computadora. En el peor de los casos, podría perder la vida o sufrir una lesión grave si no sabe lo que está haciendo y, en el mejor de los casos, podría quemar por completo una computadora.

Dicho de manera sencilla: sólo los ingenieros más calificados deben considerar este consejo. Como verán, la recompensa es significativa.

Si tiene confianza en que está calificado para hacerlo con seguridad, aquí encontrará las instrucciones básicas para crear su propio monitor de tensión de alta calidad. A propósito, he redactado estas instrucciones de manera vaga para que sólo los técnicos calificados puedan darse cuenta de cómo realizar el procedimiento completo.

Dave agrega que si estas instrucciones no son lo suficientemente específicas para usted, probablemente no debería intentarlo.

Necesitará un transformador 240:6, cable, muchos portafusibles (montados en línea y en panel), tres clips cocodrilo grandes, y cable TRS de 1/8 pulgada (o el que corresponda a la entrada de línea de su tarjeta de sonido). Un amprobe es opcional, pero si tiene uno, debería suministrar una salida de un milivoltio por amperio. También necesitará una caja de área para todas las conexiones, una computadora portátil o de escritorio y el software de grabación de audio.

Dave usó el software de grabación de audio de Audacity, principalmente porque es gratuito; vaya al sitio www.sourceforge.net y busque Audacity.

Sourceforge.net es el mayor sitio Web de desarrollo de software de código abierto y brinda alojamiento libre para proyectos de desarrollo de software de código abierto.

Es un sitio divertido para investigar, y allí es donde Web Boyd encontró el TinyCAD, que apareció en una columna anterior.

Además del software, la otra parte importante es la computadora portátil o computadora de escritorio estándar. Las computadoras portátiles funcionan mejor porque operan con baterías en caso de que se corte la tensión de la línea de CA.

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Fig. 2: Cuando se reproduce la 'grabación' de la tensión, los eventos de CA se perciben fácilmente.
El diagrama esquemático que aparece en la Fig. 1 muestra las conexiones básicas. Dave primero conectó en línea fusibles de 1/8 amperio a dos de los clips cocodrilo grandes. Los clips se utilizan para establecer una conexión a dos fases separadas del servicio trifásico, o entre una fase y el neutro para el servicio de 120V.

Para la conexión a la tarjeta de sonido, Dave utilizó un cable estéreo con conectores TRS de 1/8 pulgada y cortó un extremo. El blindaje se conecta a la tierra de la caja, y el cable "izquierdo" se conecta con el control deslizante de un resistor variable de 1K ohmios. Este resistor variable se coloca en serie con un resistor de 5K ohmios, y se conecta al secundario del transformador. Cuando el primario se conecta a 240VCA debería ver una tensión de salida de 1V a 0V (y de 0,5V a 0V cuando se conecta a 120VCA).

Si está utilizando un amprobe para monitorear corriente, también, conecte el amprobe al canal "derecho" del cable estéreo. Esto permite monitorear la corriente y la tensión simultáneamente.

Esta conexión prácticamente no tendrá corriente, y los fusibles están allí por motivos de seguridad. El tercer clip cocodrilo se usa en un cable de tierra. Los dos cables con fusibles en línea se conectarán al lado primario del transformador; el cable de tierra se conecta a la tierra de la caja.

Puede fabricar un cable con un enchufe para conectarlo a un toma de pared para monitorear de manera más segura la calidad de la electricidad monofásica en el sitio, sin abrir la caja eléctrica. Puede fabricar otro cable de extensión para conectarlo a los clips cocodrilo para establecer una conexión con buses eléctricos, cables, etcétera.

Asegúrese de que esté apagada la red eléctrica que alimenta el circuito que desea probar. Haga las conexiones, encienda la computadora y abra el Audacity. Debe configurar el programa para que grabe en dos canales, y debe establecer la velocidad de muestreo en el parámetro más bajo permitido por la tarjeta de sonido; esto aumentará el tiempo de grabación.

Presione "record" (grabar) en Audacity y, de ser necesario, ajuste el resistor variable para bajar la muestra de voltaje del canal izquierdo. Aléjese y espere a que aparezcan las fluctuaciones transitorias. La computadora "grabará" hasta que se quede sin espacio en el disco. Un disco duro externo le dará varias horas de monitoreo.

Aunque no existe "marca de fecha", el software muestra el tiempo de ejecución, por lo tanto es bastante sencillo realizar un seguimiento de cuándo se produjo el problema sobre la base de cuándo inició la grabación. Cuando vaya a reproducir el archivo de audio, acerque el zoom y todas las diferencias serán más que obvias. Una vez que haya identificado una perturbación, acerque el zoom a la falla para identificar la anomalía.

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Fig. 3: Acerque el zoom para identificar una falla con precisión.
La aplicación de Dave debía descubrir por qué el interruptor principal de su sitio de transmisión se disparaba y ponía en marcha el generador. No podía darse cuenta de si el transmisor hacía que se disparara el interruptor o si las corrientes transitorias hacían reaccionar al transmisor de manera que ocasionaban el disparo.

La Fig. 2 es una captura de uno de los eventos de disparo del interruptor. El rastro superior es el voltaje, el inferior es la corriente. Es obvio que el voltaje es constante y de repente baja a cero. El voltaje vuelve cuando se activa el generador.

La corriente es otra historia. Permanece constante a 0,1 (el amprobe de Dave provee una lectura de 100A como 0,1). Luego salta a 0,8, lo cual se convierte como 800A aproximadamente (mucho más que el interruptor de 400A). Más tarde, puede ver que la corriente se eleva lentamente a medida que el transmisor vuelve a recibir energía.

Uno de los beneficios de utilizar software de audio para esto es que se puede acercar el zoom al evento. Además, no se obtiene una lectura RMS, uno verdaderamente graba la oscilación de la tensión por sobre y por debajo de la línea del cero. Como Dave configuró la velocidad de muestreo en 8 kHz, obtenía una lectura de tensión de 8000 veces por segundo. La Fig. 3 muestra una vista ampliada del evento.

Gracias, Dave, por una aplicación única para resolver un problema que todos hemos experimentado en algún momento.


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John Bisset



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