Sähkömittari, joka tunnetaan myös nimellä Watt-tunnin mittari, on yleisesti käytetty sähkölaite. Sen päätehtävä on mitata käytetyn sähkön määrä. Tavanomaisissa sähkömittarissa tämä funktio saavutetaan käyttämällä indusoidun pyörrevirran Lorentz -voimaa kiinteän AC -magneettikentän ja siirrettävän alumiinilevyn välillä alumiinilevyn ajamiseksi pyörimään. Alumiinilevyn pyörimisnopeus on verrannollinen jännitteen ja virran (ts. Power) tuotteeseen. Laskentamekanismi laskee alumiinilevyn kierroksen määrän kuluneen sähköenergian mittaamiseksi.
Avainsanat: yhden sirun mikrotietokone; Älykäs sähkömittari; AD -muuntaminen; Intervallimittaus; välitön mittaus
Sisällys
1 Järjestelmän yleinen suunnittelu
1 Järjestelmän yleinen suunnittelu
Tämä malli käyttää yhden sirun mikrotietokonetta pääohjausrivinä, kerää reaaliaikaisen virran ja jännitetiedot nykyisten muuntajien ja jännitemuuntajien kautta ja näytteitä ja muuntaa sitten analoginen signaali digitaaliseksi signaaliksi AD-muuntamisen kautta, joka sitten prosessoidaan ja lasketaan yksi siru-mikrotietokone saadaan ja näyttämään sen LCD-näytöllä. Samanaikaisesti järjestelmässä on myös tiedon tallennus- ja viestintätoiminnot. Se voi tallentaa EEPROM: n virrankulutustietoja ja lähettää tietoja ylemmän järjestelmän kanssa RS485 -viestintärajapinnan kautta.
Smart -mittarin laitteistokoostumus.
Virtamuuntaja ja jännitemuuntaja:Tämä malli käyttää tarkkuusvirran muuntajaa ja jännitemuuntajaa todellisen virran ja jännitteen muuntamiseen signaaleiksi, jotka soveltuvat yhden sirun mikrotietokoneiden prosessointiin.
AD -muunnin:ADC0809-sirua käytetään analogisten signaalien muuntamiseen digitaalisiksi signaaleiksi, ja kerätyt virta- ja jännitesignaalit muunnetaan digitaalisiksi signaaleiksi, jotka yksikeskeinen mikrotietokone voi prosessoida.
Yhden sirun mikrotietokone:AT89C52-yksikrotietokonetta käytetään pääohjauspiirinä prosessoimaan ja laskemaan kerätyt digitaaliset signaalit ja hallitsevat koko järjestelmän toimintaa.
LCD -näyttö:12864 nestekidenäyttöä käytetään tietojen, kuten virran ja järjestelmän tilan, näyttämiseen.
EEPROM -muisti:AT24C02 -sirua käytetään energiankulutustietojen tallentamiseen varmistaakseen, että tietoja ei menetetä.
RS485 -viestintärajapinta: MAX3485 -siru käytetään viestintään ylemmän järjestelmän kanssa ja lähettämään virrankulutustiedot ja järjestelmän tilatiedot.
Tämä malli ei voi vain mitata kokonaistehoa asennuksen jälkeen, vaan myös mitata väliteho ja hetkellinen teho. Välitehoa ja hetkellistä tehoa varten keskeytysmenetelmää käytetään mittaukseen, ja palaamisen jälkeen mitattu arvo palautetaan kokonaistehon säilytystilaan lisäys.
Seuraava on pääohjelman suunnittelu.
Alustusohjelma:Alusta laitteistolaitteet, kuten mikrokontrolleri, AD -muunnin, LCD -näyttö jne.
Tiedonkeruuohjelma:Reaaliaikainen virta- ja jännitetiedot kerätään virtamuuntajien ja jännitemuuntajien kautta, ja analoginen signaali muunnetaan digitaaliseksi signaaliksi AD-muuntamisen kautta. Riippumatta siitä, kerätäänkö jännitesignaali tai virran signaali, taajuus on 5 0 Hz. Tämä suunnittelunäyttelyt otetaan kerätyn tehon kerran 0,002 sekunnin välein ja näytteenottotaajuus on 500 Hz, joka täyttää Nyquist -näytteenottolauseen "yli viiden kertaa taajuuden" vaatimuksen. Tämän suunnittelun näytteenottomenetelmä voi paremmin palauttaa näytteenotetun tehon tiedot, vaikka tietty taajuusvaihtelu olisi.
Tietojenkäsittelyohjelma:Tarkoituksena on käsitellä ja laskea kerätyt digitaaliset signaalit. Asetamme näytteenotto -ajan TS: lle, näytteenotetun jännitearvon meille, näytteenottovirta -arvo IS: lle ja yhdellä näytteellä saatu energia -arvo on niiden kolmen tuote, ts · me · on. Lisää sitten tämä arvo edelliseen kokonaisenergia -arvoon ja tallentaa se EEPROM: ään, täyttäen siten yhden tietojenkäsittelyprosessin.
Pääohjelmamme on suorittaa toistuvasti tiedonkeruu ja tietojenkäsittely. Siellä on myös näyttöohjelmia, viestintäohjelmia ja poikkeuskäsittelyohjelmia. Niiden toiminnot ovat seuraavat.
Näyttöohjelma:Näytä tiedot, kuten nestekidenäytöllä näkyvä virta ja järjestelmän tila. Näytetylle virralle se päivitetään joka sekunti.
Viestintäohjelma:Tiedot lähetetään ylemmällä järjestelmällä RS485 -viestintärajapinnan kautta, ja virrankulutustiedot ja järjestelmän tilatiedot lähetetään ylemmälle järjestelmään.
Poikkeusten käsittelyohjelma:Kun järjestelmässä on epänormaali tilanne, kuten epänormaali virta tai jännite, viestintävirhe jne., Se voidaan käsitellä vastaavasti ja hälytyskehotteet voidaan antaa.
Välitehon mittaus suoritetaan keskeytyksellä. Syötä ensin mitattavan intervalli sähkön pituus painamalla painiketta, kuten 1 tunti, 1 päivä. Laske sitten vaadittavien näytteiden lukumäärä. Kun olet määrittänyt näytteenottojen lukumäärän, käynnistä intervalli sähkön näytteenotto -ohjelma. Aivan kuten pääohjelma, se suorittaa myös tiedonkeruun ja tietojenkäsittelyn. Ero on siinä, että yhdellä hankinnolla saatu sähköarvo ei tulisi lisätä vain edelliseen kokonaismäärään, vaan myös kokonaisvälin sähkön arvoon. Kun näytteenottoajat on saatu päätökseen, hyppää pois tämän aikavälin sähkön mittauksesta ja suorita tämän aikavälin sähkön mittaus.
Älykäs mittari, joka perustuu tässä artikkelissa suunniteltuun yksisirun mikrotietokoneeseen, voi toteuttaa reaaliaikaisen seurannan ja kotitalouksien sähkönkulutuksen tallentamisen. Siinä on myös tiedon tallennus- ja viestintätoiminnot. Se voi tallentaa sähkötiedot EEPROM -ohjelmaan ja lähettää tietoja ylempiin järjestelmiin RS485 -viestintärajapinnan kautta. Myöhemmässä vaiheessa WiFi -moduuli voidaan myös lisätä kommunikoimaan ulkomaailman kanssa. Mittaustulokset ovat tarkkoja ja niillä on hyvät kohinanvastaiset ja häiriöiden vastaiset ominaisuudet. Tämä suunnittelu voi parantaa sähkön tehokkuutta, vähentää energiajätteitä ja tarjota voimakasta tukea älykkäiden kotijärjestelmien älykkyydelle ja automatisoinnille.