Электрический счетчик, также известный как ватт-часовой метр, является обычно используемым электрическим инструментом. Его основная функция - измерить количество используемого электроэнергии. В обычных электрических счетчиках эта функция достигается с использованием силы Лоренца индуцированного вихревого тока между фиксированным магнитным полем переменного тока и подвижным алюминиевым диском, чтобы повернуть алюминиевый диск. Скорость вращения алюминиевого диска пропорциональна продукту напряжения и тока (то есть мощности). Механизм подсчета насчитывает количество революций алюминиевого диска для измерения потребляемой электрической энергии.
Ключевые слова: отдельный микрокомпьютер; Умный электрический счетчик; Конверсия рекламы; интервальное измерение; мгновенное измерение
Содержимое
В этой конструкции используется один микрокомпьютер в качестве основного управляющего чипа, собирает данные тока и напряжения в реальном времени через трансформаторы тока и трансформаторы напряжения, а затем выбыт и преобразует аналоговый сигнал в цифровой сигнал с помощью преобразования AD, который затем обрабатывается и рассчитывается одним микрокомпьютером для получения электричества и отображения на экране LCD. В то же время система также имеет функции хранения данных и связи. Он может хранить данные о энергопотреблении в EEPROM и передавать данные с верхней системой через интерфейс связи RS485.
Аппаратный состав интеллектуального счетчика.
Трансформатор тока и трансформатор напряжения:В этой конструкции используется трансформатор точного тока и трансформатор напряжения для преобразования фактического тока и напряжения в сигналы, подходящие для обработки микрокомпьютера с одним чип.
Ad Converter:Чип ADC0809 используется для преобразования аналоговых сигналов в цифровые сигналы, а сигналы собранного тока и напряжения преобразуются в цифровые сигналы, которые можно обрабатывать с помощью одного чип-микрокомпьютера.
Один чип микрокомпьютер:В качестве основного управляющего чипа для обработки и вычисления собранных цифровых сигналов используется одноцепочечный микрокомпьютер AT89C52 для обработки и вычисления собранных цифровых сигналов и управления работой всей системы.
ЖК -дисплей:Жидкокристаллический дисплей 12864 используется для отображения такой информации, как питание и состояние системы.
Eeprom память:Чип AT24C02 используется для хранения данных о энергопотреблении, чтобы гарантировать, что данные не будут потеряны.
Интерфейс связи RS485: чип MAX3485 используется для реализации связи с верхней системой, а также передачи данных о энергопотреблении и информации о состоянии системы.
Эта конструкция может не только измерять общую мощность с момента установки, но и измерять интервальную мощность и мгновенную мощность. Для интервальной мощности и мгновенной мощности метод прерывания используется для измерения, и после возвращения измеренное значение возвращается в пространство хранения общей мощности для добавления.
Ниже приведен основной дизайн программы.
Программа инициализации:Инициализируйте аппаратные устройства, такие как микроконтроллер, AD Converter, ЖК -дисплей и т. Д.
Программа сбора данных:Данные тока в реальном времени и напряжения собираются через трансформаторы тока и трансформаторы напряжения, а аналоговый сигнал преобразуется в цифровой сигнал посредством преобразования AD. Независимо от того, собирается ли сигнал напряжения или сигнал тока, частота составляет 5 0 Гц. Эта конструкция пробует собранную мощность один раз каждые 0,002S, а частота выборки составляет 500 Гц, что отвечает требованию «более чем в 5 раз превышает частоту» теоремы отбора проб Найквиста. Метод отбора проб этой конструкции может лучше восстановить информацию о выборочной мощности, даже если существует определенное колебание частоты.
Программа обработки данных:Цель состоит в том, чтобы обработать и рассчитать собранные цифровые сигналы. Мы устанавливаем время отбора проб на TS, значение выбранного напряжения для нас, значение выбранного тока IS, а значение энергии, полученное одним выборкой, является продуктом трех из них, TS · US · IS. Затем добавьте это значение к предыдущему общему значению энергии и сохраните его в EEPROM, тем самым завершая процесс обработки единого данных.
Наша основная программа - неоднократно выполнять получение данных и обработку данных. Существуют также программы отображения, программы связи и программы обработки исключений. Их функции следующие.
Программа отображения:Отобразите информацию, такую как мощность и состояние системы, которая будет отображаться на ЖК -экране. Для отображаемой мощности он обновляется каждые 1 секунду.
Коммуникационная программа:Данные передаются с верхней системой через интерфейс связи RS485, а данные о энергопотреблении и информация о состоянии системы отправляются в верхнюю систему.
Программа обработки исключений:Когда система имеет ненормальную ситуацию, такую как аномальный ток или напряжение, сбой связи и т. Д., Это может быть обработано соответствующим образом, и могут быть даны подсказки тревоги.
Измерение интервальной мощности осуществляется перерывом. Во -первых, введите длину интервала электричества, которая будет измерена, нажав кнопку, например, 1 час, 1 день. Затем вычислите количество требуемых образцов. После определения количества выборки запустите интервальную программу выборки электроэнергии. Как и основная программа, она также выполняет сборы данных и обработку данных. Разница заключается в том, что значение электроэнергии, полученное одним сбором, должно быть добавлено не только к предыдущему общему значению электроэнергии, но и к общему интервалу электроэнергии. После того, как время отбора проб завершено, выпрыгните из измерения этого интервала электричества и завершите измерение этого интервала электроэнергии.
Умный счетчик, основанный на одном чип-микрокомпьютере, разработанном в этой статье, может реализовать функцию мониторинга и записи потребления электроэнергии в реальном времени. Он также имеет функции хранения данных и связи. Он может хранить данные электроэнергии в EEPROM и передавать данные в верхнюю систему через интерфейс связи RS485. На более позднем этапе модуль Wi -Fi также может быть добавлен для общения с внешним миром. Результаты измерения являются точными и обладают хорошими противниками и противоположными возможностями. Эта конструкция может повысить эффективность электроэнергии, уменьшить энергетические отходы и обеспечить сильную поддержку интеллекта и автоматизации систем интеллектуального дома.