Elektriskais mērītājs, kas pazīstams arī kā vatstundu skaitītājs, ir parasti lietots elektriskais instruments. Tās galvenā funkcija ir izmērīt izmantotās elektrības daudzumu. Parastos elektriskajos skaitītājos šo funkciju panāk, izmantojot inducētās virpuļstāvokļa lorenca spēku starp fiksēto maiņstrāvas magnētisko lauku un pārvietojamo alumīnija disku, lai alumīnija disku virzītu uz pagriezienu. Alumīnija diska rotācijas ātrums ir proporcionāls sprieguma un strāvas (ti, jaudas) produktam. Skaitīšanas mehānisms skaita alumīnija diska apgriezienu skaitu, lai izmērītu patērēto elektrisko enerģiju.
Atslēgas vārdi: vienas mikroshēmas mikrodators; viedais elektriskais mērītājs; AD pārveidošana; intervāla mērījums; momentāns mērījums
Saturs
Šajā dizainā kā galveno vadības mikroshēmu tiek izmantots vienas mikroshēmas mikroshēmas mikroshēma, caur strāvas transformatoriem un sprieguma transformatoriem apkopo reālā laika strāvas un sprieguma datus, kā arī paraugus un pārveido analogo signālu digitālā signālā, izmantojot AD pārveidi, ko pēc tam apstrādā un aprēķina ar vienas mikroshēmas mikroshēmu, lai iegūtu elektrību un parādītu to uz LCD ekrāna. Tajā pašā laikā sistēmai ir arī datu glabāšanas un sakaru funkcijas. Tas var saglabāt enerģijas patēriņa datus EEPROM un pārraidīt datus ar augšējo sistēmu, izmantojot RS485 sakaru saskarni.
Viedā skaitītāja aparatūras sastāvs.
Strāvas transformators un sprieguma transformators:Šis dizains izmanto precīzas strāvas transformatora un sprieguma transformatoru, lai pārveidotu faktisko strāvu un spriegumu signālos, kas piemēroti vienas mikroshēmas mikrodatoru apstrādei.
AD pārveidotājs:ADC0809 mikroshēma tiek izmantota, lai pārveidotu analogos signālus par digitāliem signāliem, un savāktie strāvas un sprieguma signāli tiek pārveidoti par digitāliem signāliem, kurus var apstrādāt ar vienas mikroshēmas mikrodatoru.
Vienas mikroshēmas mikrodators:AT89C52 vienas mikroshēmas mikrodatoru izmanto kā galveno vadības mikroshēmu, lai apstrādātu un aprēķinātu savāktos digitālos signālus un kontrolētu visas sistēmas darbību.
LCD displejs:Lai parādītu tādu informāciju kā jaudas un sistēmas statuss, tiek izmantots 12864 šķidruma kristāla displejs.
EEPROM atmiņa:AT24C02 mikroshēma tiek izmantota, lai saglabātu enerģijas patēriņa datus, lai pārliecinātos, ka dati netiks zaudēti.
RS485 sakaru interfeiss: MAX3485 mikroshēma tiek izmantota, lai realizētu sakarus ar augšējo sistēmu, kā arī pārraidīt enerģijas patēriņa datus un sistēmas stāvokli.
Šis dizains var ne tikai izmērīt kopējo jaudu kopš uzstādīšanas, bet arī izmērīt intervāla jaudu un momentānu jaudu. Lai iegūtu intervāla jaudu un tūlītēju jaudu, mērīšanai tiek izmantota pārtraukuma metode, un pēc atgriešanās izmērītā vērtība tiek atgriezta kopējās jaudas glabāšanas telpā.
Šis ir galvenais programmas dizains.
Inicializācijas programma:Inicializējiet aparatūras ierīces, piemēram, mikrokontrolleru, AD pārveidotāju, LCD displeja ekrānu utt.
Datu iegūšanas programma:Reālā laika strāvas un sprieguma dati tiek savākti caur strāvas transformatoriem un sprieguma transformatoriem, un analogais signāls tiek pārveidots par digitālu signālu, izmantojot AD konvertēšanu. Neatkarīgi no tā, vai tiek savākts sprieguma signāls vai strāvas signāls, frekvence ir 5 0 Hz. Šis dizains parauga savākto jaudu reizi 0,002s, un paraugu ņemšanas frekvence ir 500Hz, kas atbilst prasībai “vairāk nekā 5 reizes pārsniedz” Nyquist paraugu ņemšanas teorēmas frekvenci. Šī dizaina paraugu ņemšanas metode var labāk atjaunot paraugu ņemšanas jaudu pat tad, ja ir noteiktas frekvences svārstības.
Datu apstrādes programma:Mērķis ir apstrādāt un aprēķināt apkopotos digitālos signālus. Mēs iestatām paraugu ņemšanas laiku uz TS, paraugu ņemšanas sprieguma vērtību mums, paraugu ņemšanas strāvas vērtību IS, un enerģijas vērtība, kas iegūta vienā paraugā, ir trīs no tiem produkts, ts · ASV · ir. Pēc tam pievienojiet šo vērtību iepriekšējai kopējai enerģijas vērtībai un uzglabājiet to EEPROM, tādējādi pabeidzot atsevišķu datu apstrādes procesu.
Mūsu galvenā programma ir atkārtoti veikt datu iegūšanu un datu apstrādi. Ir arī displeju programmas, komunikācijas programmas un izņēmumu apstrādes programmas. Viņu funkcijas ir šādas.
Rādīt programma:Parādiet informāciju, piemēram, jaudas un sistēmas statusu, kas tiek parādīts LCD ekrānā. Par parādīto jaudu tas tiek atjaunināts ik pēc 1 sekundes.
Komunikācijas programma:Dati tiek pārsūtīti ar augšējo sistēmu, izmantojot RS485 sakaru saskarni, un enerģijas patēriņa dati un sistēmas statusa informācija tiek nosūtīti uz augšējo sistēmu.
Izņēmumu apstrādes programma:Ja sistēmai ir patoloģiska situācija, piemēram, patoloģiska strāva vai spriegums, sakaru kļūme utt., To var attiecīgi apstrādāt un var sniegt trauksmes uzvednes.
Intervāla jaudas mērīšana tiek veikta ar pārtraukumu. Vispirms ievadiet izmērāmās intervāla elektrības garumu, nospiežot pogu, piemēram, 1 stundu, 1 dienu. Pēc tam aprēķiniet nepieciešamo paraugu skaitu. Pēc paraugu ņemšanas skaita noteikšanas sāciet intervāla elektrības paraugu ņemšanas programmu. Tāpat kā galvenā programma, tā arī veic datu iegūšanu un datu apstrādi. Atšķirība ir tāda, ka elektrības vērtība, kas iegūta ar vienu iegādi, jāpievieno ne tikai iepriekšējai kopējai elektroenerģijas vērtībai, bet arī kopējai intervāla elektrības vērtībai. Pēc paraugu ņemšanas laika pabeigšanas izlejiet no šīs intervāla elektrības mērīšanas un pabeidziet šī intervāla elektrības mērīšanu.
Viedais skaitītājs, kas balstīts uz šajā dokumentā izstrādāto vienas mikroshēmas mikroshēmu, var realizēt reāllaika uzraudzības un mājsaimniecības elektrības patēriņa ierakstīšanas funkciju. Tam ir arī datu glabāšanas un sakaru funkcijas. Tas var saglabāt elektrības datus EEPROM un pārraidīt datus uz augšējo sistēmu, izmantojot RS485 sakaru saskarni. Vēlākā posmā WiFi moduli var pievienot arī, lai sazinātos ar ārpasauli. Mērījumu rezultāti ir precīzi, un tiem ir labas pret trokšņa un pretestības spējas. Šis dizains var uzlabot elektrības efektivitāti, samazināt enerģijas atkritumus un sniegt spēcīgu atbalstu viedo mājas sistēmu intelektam un automatizācijai.