Category: 73

У меня дома с электричеством как-то не очень в последнее время. Откуда-то прилетает очень много гармоник, а один из моих бесперебойников часто щёлкает релюшками.

Решил померять, как у меня вообще с напряжением, может быть действительно часто пропадает? Долго чесал репу, думал покупать трансформатор для дверных звонков, делать развязку… но всё оказалось проще. По совету ув. ua9uqb купил плату серии PZEM-004, где всё это уже было.

Плату разрабатывали и делали китайцы, но я был очень приятно удивлён её продуманностью.

Основой платы является какая-то ИС V9881D, на которую я сходу не нашёл никакой документации. Предположу, что это какая-то китайская схема для электрических счётчиков.

Вид платы сверху:

Слева у этой штуки торчит серийный порт, отвязанный от основной платы оптронами Сити Микро CT817C (два белых прямоугольничка). Причём под ними в плате с запасом сделан вырез, что абсолютно верно — чтобы не было пробоя, если на плате будет осадок в виде пыли, конденсации, и прочего.

Снизу плата тоже сделана хорошо. Пурпурненьким я обвёл контакт, куда подводится фаза. Между ней и нулём тоже сделан вырез, и земляной полигон отделён от неё почтительным расстоянием:

В-общем, когда её делали, люди думали, чтобы не йохнуло. Хотя видно, что паяли руками, а флюс-то неплохо было бы отмыть. Но ладно, работе электроники это не препятствует.

Кто-то подцепляется к ней через ардуино и прочие микроконтроллеры, но я поступил проще — приобрёл с ней в комплекте шнурок USB-serial, и подцепил к старенькому нетбуку под Убунтой Мейт. Если таки йохнет, то не жалко.

За что мы любим язык программирования Питон? Не за косорукий синтаксис и не за неудобство дебаггинга. Мы любим язык программирования Питон за то, что для него есть туева хуча библиотек, способных решать самые разные проблемы. В том числе — и библиотека с общением с модулями PZEM-004, modbus-tk, вот так, например.

Поэтому вся программа сводится к десяти строчкам кода, выводящим всё в файл CSV, который затем можно скормить чему угодно, хоть экселю. Считывать показания модуля получается примерно два раза в секунду, так что за три дня я насобирал статистики аж на сто двадцать мегабайт. Эксель и Пауэр Би-Ай долго кряхтели, но визуализировать всё это так и не смогли — у меня кончилось терпение.

Опять же, друзья, за что мы любим Питон? За то, что там есть plotly и pandas, при помощи которых в три строчки можно визуализировать хоть чорта бритого, хоть лысого, хоть бородатого.

Получилось, в общем, не очень интересно — напряжение держалось очень неплохо, от 119.0 вольт до 122.3. Ну, отрицательный результат — тоже результат. Значит, не в электричестве было дело. Бесперебойник такой. Надо будет его заменить, пока он мне батарейку не испортил.

А модуль PZEM-004 крайне рекомендую, полезный.

С электричеством в доме какой-то караул творится. Вентиляторы громко жужжат на утроенной частоте тока в 180 герц, простенькие ИБП частенько переключаются на батарею.

То, что синусоида напряжения неправильная, видно даже невооружённым глазом:

Переводим осциллограф в режим анализатора сигнала и ужасаемся:

Это в децибелах.

А если в среднеквадратичных вольтах, то наиболее заметна именно та самая третья гармоника на 180 герц, которую слышно ушами:

Теперь понять бы, как бы проанализировать всё это на предмет КНИ. По правилам, бытовое напряжение не должно иметь КНИ более 5%. И если электрокомпания допускает в своих сетях такую порнографию, можно пожаловаться. Говорят, что синусоиду, где искажение менее 10%, глазами от обычной не отличить. Если так, то тут заметно хуже, ибо характерный срез с заднего фронта синуса уж больно глаза колет.

Тут есть пара мыслей:

Записать показания с осциллографа в файл, так как у осциллографа сзади торчит USB. И проанализировать тем же НамПаем, благо гражданин Питоныч всегда под рукой.
Купить, блин, инструмент для анализа… очень не хочу это делать. Хороший стоит как три чугунных моста.

Предыдущим постом навеяло.

Вот есть у нас фамилия Morse. И людей с этой фамилией довольно много, в том числе известных.

Один британский инспектор Морс, с ним всё понятно. А второй, про которого я подумал — американец Сэмюэл (Samuel Morse), только почему-то он не Морс, а, блин, Морзе. Ага, тот самый, что придумал Азбуку Морзе.

Общепринятое телеграфное кодирование на самом деле не “азбука Морзе”, а “азбука Морса”. Вот и живите теперь с этим.

Как надоели эти постоянно меняющиеся правила перевода и транскрипции на русский язык, кто бы знал. Привет Нью-Йорку от Нового Орлеана.

PS: система Поливанова передаёт особенно пламенный привет хитачам от хитатей, тошибам от тосиб, а горе Фуджи от горы Фудзи.

В предыдущих нумерах стенгазеты, более знающие товарищи, глядя на дикие каракули, выдаваемые осциллографом, заметили, что это всё похоже на ошибку в измерении. И оказались правы.

Вот я замерял сначала синусоиду, выдаваемую обычной сетью. И всё на этой картинке было прекрасно, поэтому методику для измерения выхода инвертеров я не менял. А надо было.

Наиболее полезным был комментарий dimon_w, который сразу понял, что что-то не так с землёй щупа. В обычной американской розетке три контакта, земля (обычно снизу), фаза (если земля снизу, то справа) и ноль (слева, если земля снизу). Куда цеплять землю от щупа? Я подумал, что логично цеплять землю щупа, внезапно, на землю розетки. И для измерения стандартного сетевого напряжения это работает. Но если отключить землю ИБП от земли в розетке, выдернув шнур, то контакт земли на розетке ИБП настоящей землёй уже не является. Поэтому осциллограф начинает показывать какую-то херню. “Земля” на инвертере каким-то образом связана с нулём, но пёс его знает, как, поэтому щуп надо было вешать на ноль.

И если так и сделать, то ужасы, демонстрируемые ИБП СайберПауэр уже не так страшны. Там вполне ожидаемый меандр:

Форма эйписишного выходного напряжения мне, правда, по-прежнему нравится больше:

Но вообще разница между ними не настолько дико велика, как я “намерял” ранее.

Ну что ж, узнал много нового. Пожалуй что, зря я настолько резко высказался о ИБП СайберПауэр. Мерять просто надо было правильно.

Ну что, дорогие друзья, во имя Ома, Ампера и Закона Кирхгофа, приступим к обещанному.

Более знающие товарищи попросили кое-что уточнить. В частности, проверить, в каком режиме прицеплена проба осциллографа, и поглядеть на выход инвертера под нагрузкой, желательно 100% активной.

Пробу я подключил в режиме постоянного тока, чтобы ничего не отсекать. В качестве активной нагрузки выступила лампочка накаливания мощностью 25 ватт, которую я с трудом нашёл в своих закромах.

Вот такая вот уютненькая лаборатория до начала измерений. Это пока идёт питание от сети.

Вот вам точно такой же трезубец с активной нагрузкой 25 ватт.

Лаборатория всё такая же уютненькая. Яркость лампочки особо не поменялась.

А теперь сменим подопытного.

Берём ИБП American Power Conversion ES 750.

Подключаем к нему ту же лампочку накаливания на 25 ватт, и вытаскиваем штепсель из розетки:

Вот это другое дело. Оно, конечно, далеко от идеала, но нравится мне гораздо больше, чем эти трезубцы и прочие тайны океана.

Надо ли объяснять, чьи ИБП я буду отныне покупать, а какие — считать полным говном, причём вполне объективно, с приборами.

Очень интересные нынче развития технологий намечаются. Огромной основой большого количества современных программ являются нейросети. Нейросети у нас нынче растут аки это самое в деревенском сортире, куда дрожжи кинули. Адски растёт количество параметров (взвешенных связей) между нейронами.

Набор параметров кажого нейрона представляет собой матрицу, и чтобы посчитать, активируется ли нейрон или нет, надо помножить вес каждой связи на входное значение этой связи, и смотреть, что получится. Математически выражаясь, считается скалярное произведение.

Количество параметров гугловской нейросети Inception третей версии — примерно 12 миллионов. То-есть, каждый раз мы считаем скалярное произведение матрицы с 12 миллионами элементов с точно такой же матрицей. Очень, очень вычислительно дорогое удовольствие.

Что с этим можно сделать? А, например, вот что. Можно каждый параметр представить резистором. Входное значение — поданное на него напряжение, вес — проводимость. Проводимость — величина, обратная сопротивлению: G = 1/R или же R = 1/G

А теперь закон Ома:

I = U/R, а R заменим 1/G: I = U/(1/G), упростим: I = UG. Подаём входное напряжение, и меряем ток. Вот вам и скалярное произведение, причём чисто аналоговыми методами.

Но хардверный резистор, разумеется, не очень удобно. Зато знаете, что удобно? Флеш-память! Флеш представляет собой миллиарды полевых транзисторов с изолированным затвором, ведущих себя как резисторы. Изначально на них хранили только 0 или 1, ток выше или ниже порогового значения считывался как ноль или единица. Потом сделали многоуровневую флеш-память, и на современных твёрдотельниках QLC каждая ячейка хранит аж 16 значений (4 бита). Теперь пошли дальше, и на этих электрически программируемых резисторах научились производить самые настоящие аналоговые вычисления, очень интересным применением которых и являются расчёты скалярных произведений для работы нейросетей.

Очень, очень интересные нынче вещи придумывают. Как вам такое — расчёты на жёстком диске?

Конечно, у подобного подхода есть недостатки: более низкая точность вычислений. Но нейросети, вообще-то и так работают по вероятностному принципу. Какая тебе, в сущности, разница, если нейросеть определяет фотки котиков с 99% точностью или “только” с 95%?

В-общем, с интересом смотрю за дальнейшим развитием событий. Я нейросети уже щупал плотно несколько раз, мне они очень нравятся, и я думаю, что если мы когда-нибудь придумаем полный ИИ, именно нейросети станут его основой. И не исключено, что в их основе будут именно аналоговые вычисления. Ну, как у нас в башке.