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単なる楽しみのための個人的なプロジェクト。電力線の周波数はどれくらい変化しますか?ウェブで少し検索すると、たくさんの答えが得られます。その答えはすべて異なりますが、どのくらいの量、いつ、なぜなのかについては多くの意見の相違があります。
ここ米国では、公称周波数は 60 Hz、公称電圧は 120 RMS ボルトになる可能性があります。東海岸の電力会社（東部相互接続 - フリー百科事典ウィキペディア) はすべて一緒に (グリッド) 結合され、ロックステップで実行されます。つまり、すべての正弦波が同時に頂点に達します。
ライトを点灯すると、グリッドに負荷がかかります。車に重い荷物を積んで坂を登ると、車の速度がわずかに低下し、その後クルーズ コントロールがガソリンを少し多めに供給して補正します。電力会社も同様のことを行い、蒸気エンジンの火に別の丸太を投げたり、原子炉の制御棒を調整したりする。そのため、ライトを点灯すると、60 Hz の波形を生成する回転機械の速度がわずかに遅くなります。周波数を修正するには、少なくとも少しだけ周波数を変更する必要があります。(とはいえ、1960 年代の VW ビートルで坂のふもとを下る場合、次の坂登りが始まる前にアクセルを踏み始めることが重要でした。場合によっては、これらのことは予測可能です。)
エアコンは通常の照明よりも多くの電力を消費します。暑い午後、たくさんのエアコンが稼働しています。電力線の周波数が下がっていませんか？いくら？
電源コンセントには何も接続しないでください。あなたの命を救うために変圧器を使用してください。
このプロジェクトでは、 Arduinoそしてラズベリーパイデータをキャプチャしてサーバーにアップロードします。Arduino は、60 Hz 波形をサンプリングするためのタイムベースとして内部クロックを使用して、リアルタイム データ キャプチャを実行します。Raspberry は、Arduino やその他のセンサーからのデータをバッファリングし、遠く離れたサーバーにアップロードします。サーバーには、Raspberry からデータを収集するための mySql データベースと、データベース用に Twitter ストリームからツイートを収集するスクリプトがあります。サーバー上の PHP スクリプトは、JMP にダウンロードする CSV ファイルを作成します。
次のグラフでは、Arduino クロック周波数が校正されていないことに注意してください。ほとんどの場合、データが 60 Hz を中心としていないように見える量 (約 0.03 Hz/60 Hz、または 0.05%) だけクロックがずれています。
これは、強調表示されたすべての Hz 測定値が、その日のより寒い時間帯に属している図です。
そしてここがその日の最も暑い時間帯です。
シフトみたいですね。外が暑いとグリッドの速度が低下するようです。
これは、0.02 Hz 離れた 2 つの基礎的な周波数があることを示唆していると思われる近似です。
ウェブでさらに詳しく読むと、0.02 Hz は、1 日の間に古代のアナログ壁時計に追いついたり遅くしたりするために、公共事業会社が意図的に周波数をシフトする量である可能性があるようです。ほとんどのクロックは、タイムベースの回線周波数に依存しなくなりました。
上記のグラフを作成して以来、外れ値を含むさらに多くのデータが収集されました。それは何だろうか？
ここがその列です。
午後 9 時 34 分に、透明、赤、緑、青のセンサーがほとんど光を拾っていないことがわかります。波形にはさらに多くのデータがあります (マトリックス形式で保存されています)。式列);ここが魅力的な部分です。
ここではたくさんのことが起こっています。まず、Y スケールは電圧センサーからの任意の単位 (実際には Arduino アナログ入力からの 0..1023) であり、赤い線はおそらく約 130 V RMS です。次に、X スケールは 2080 ns 単位です。675 から 700 までの距離は 25*2080ns、つまり約 3 サイクルで約 0.05 秒です。3/.05 は 60 Hz です。このグラフは、200*2080 ns ... 約 4/10 秒の短い停電 (オーブンの時計はリセットされますが、電子レンジの時計はリセットされません) を示しています。私は EE ではありませんが、4/10 秒についての私の解釈は次のとおりです。風によって 2 本のワイヤーが接触し、弧を描きました。自動ブレーカーにより2/10秒間電源が切れました。何が残留信号を残したのかはわかりません。おそらくワイヤーが接触したままだったため、2/10 秒での自動再起動は失敗しました。2/10 秒後に 2 回目の再起動が成功しました。再起動が成功した後の、右側の波形がどれほど醜いのかを見てください。左側はより正弦波状で、右側はより三角波状です。すべてのエアコンのコンプレッサーが同時に起動しようとします。私は思います力率これらすべての負荷が形状を歪めているからです。(さらに 1 秒以内に通常の状態に戻ります。)
波形データの各 10 秒スライスの Hz 値は、単純なゼロ交差検出器 (ゼロは Y 軸の約 475 です) を使用して計算されます。振幅がゼロ近くまで低下すると、残った急速な振動がゼロ交差検出器にとって余分なサイクルであるように見え、外れ値の Hz 値が生成されました。
もっと後で。私の室内温度は屋外の温度に応じて数度以上変化します。Arduino の時計が室内温度の影響を大きく受けないようにする必要があります。また、Wi-Fi 信号強度の測定値、気圧、湿度、Twitter データも確認できます。
