Tóm tắt: Nhằm khắc phục những nhược điểm của việc hiệu chuẩn sai số công tơ điện bằng phương pháp xung, chúng tôi đã giới thiệu sơ đồ công tơ điện ba pha thông minh-thông minh theo sai số hiệu chuẩn phương pháp điện năng. Từ khía cạnh phần mềm và phần cứng, kế hoạch triển khai cụ thể của nó đã được phân tích.
Từ khóa: máy hiệu chuẩn phương pháp điện năng; đồng hồ ba pha thông minh
Nội dung:
1. Cấu trúc tổng thể của hệ thống
4. Sơ đồ thiết kế phần cứng
4.1 Mô-đun lấy mẫu đo sáng
4.2 Mô-đun tương tác giữa con người và máy tính
1. Cấu trúc tổng thể của hệ thống
Thiết kế hiệu chỉnh lỗi hiện có của đồng hồ đo điện là tích lũy năng lượng và hiệu chỉnh lỗi bằng cách đếm các xung phát ra từ chip đo sáng. Chip đo sáng không hỗ trợ giao tiếp để đọc dữ liệu cơ bản có liên quan về nguồn điện. Bài viết này cung cấp giải pháp cho công tơ điện ba pha thông minh{2}}hiệu chỉnh sai số bằng phương pháp điện năng. Phương pháp đếm xung ban đầu được thay đổi thành phương thức truyền thông để đọc dữ liệu đo sáng cơ bản nhằm đạt được hiệu chuẩn lỗi.
2. Kiến trúc tổng thể
Đồng hồ điện bao gồm bảy phần: mô-đun lấy mẫu đo lường, mô-đun tương tác giữa con người với máy tính-, mô-đun quản lý truyền thông, mô-đun quản lý nguồn điện, mô-đun đầu ra xung, mô-đun quản lý lưu trữ và mô-đun MCU.
3. Chip lõi
Đồng hồ thông minh ba pha{0}}hiệu chỉnh phương pháp nguồn chủ yếu bao gồm chip điều khiển chính và chip đo sáng. Hai loại chip trao đổi dữ liệu thông qua giao diện 4 lõi tiêu chuẩn của giao tiếp SPI.
Chip đo lườnglà chip đo lường đa chức năng-một pha{1}}đa chức năng có độ chính xác cao với giao diện giao tiếp SPI. Ba ADC 22{10}bit. Hỗ trợ dải động 5000: 1. Công suất hoạt động và công suất phản kháng của hai kênh đo sáng có thể đạt được cùng một lúc. Nó hỗ trợ đầu ra xung năng lượng hoạt động, phản kháng, biểu kiến và năng lượng điện, đồng thời có thể thu được giá trị hiệu dụng của ba kênh ADC và tần số của kênh điện áp. Hỗ trợ giao tiếp SPI (bao gồm giao tiếp SPI ba dây và giao tiếp SPI bốn dây) và giao tiếp UART.
Chip điều khiển chínhlà MCU 32{14}bit tiêu thụ điện năng cực thấp với bộ nhớ flash 128kB, RTC, LCD, USB, chức năng analog và 10 cổng nối tiếp. Phạm vi cung cấp điện hoạt động là 1,65 ~ 3,6V (không có BOR) hoặc 1,8 ~ 3,6V. Quản lý đồng hồ sử dụng bộ tạo dao động tinh thể 1~24 MHz, bộ tạo dao động 32kHz cho RTC đã hiệu chỉnh, RC cắt bớt 16 MHz{16}}nội bộ tại nhà máy, RC công suất thấp-37kHz bên trong, RC công suất thấp đa{18}}tốc độ bên trong, PLL 65kHz~4,2 MHz cho đồng hồ CPU và USB (48 MHz).
4. Sơ đồ thiết kế phần cứng
4.1 Mô-đun lấy mẫu đo sáng
Mô-đun lấy mẫu đo sáng bao gồm ba-mô-đun mạch lấy mẫu pha A, B và C. Mô-đun mạch lấy mẫu pha B-được dùng làm ví dụ cho mô tả cụ thể. Nguyên tắc thiết kế của hai mô-đun còn lại là như nhau.
Mô-đun mạch lấy mẫu kênh B-bao gồm mạch lấy mẫu song song bằng đồng mangan và mạch lấy mẫu phân chia điện áp điện trở-. Bộ chuyển đổi AD của chip đo pha B-được sử dụng để lấy mẫu dòng điện vòng đồng mangan pha B-và điện áp pha B-tương ứng, đồng thời tín hiệu vi sai tương tự được chuyển đổi thành tín hiệu số. Sau đó, dữ liệu đo sáng của dữ liệu điện áp, dòng điện và công suất theo thời gian thực của pha B- được đo thông qua thuật toán bên trong chip đo sáng. Chip đo sáng và chip chính thực hiện tương tác theo thời gian thực của dữ liệu đo sáng thông qua kênh dòng dữ liệu 4 lõi SPI.
4.2 Mô-đun tương tác giữa con người và máy tính
Mô-đun tương tác giữa con người với máy tính bao gồm ba chế độ tương tác giữa con người với máy tính.
(1) Đèn LED nhấp nháy. Luôn bật là một trạng thái và luôn tắt cũng là một trạng thái. Các tần số nhấp nháy khác nhau tương ứng với thông tin bên trong và trạng thái khác nhau của đồng hồ.
(2) Mã phân đoạn LCD hiển thị các nội dung khác nhau. Nó có thể hiển thị thông tin như sức mạnh, ký hiệu, v.v.
(3) Tương tác chính. Bằng cách nhấn các phím, màn hình LCD có thể được lật, có thể chuyển đổi các nội dung hiển thị khác nhau, v.v.
Nhằm khắc phục những thiếu sót của phương pháp xung truyền thống để hiệu chỉnh sai số công tơ, bài viết này đề xuất sơ đồ hiệu chỉnh sai số của công tơ ba pha thông minh{0}} dựa trên phương pháp công suất, trong đó thay đổi cách đếm xung thành cách đọc truyền thông dữ liệu đo đếm cơ bản; đồng hồ đo bao gồm bảy mô-đun bao gồm lấy mẫu đo lường và tương tác-của con người với máy tính. Chip lõi bao gồm chip đo lường có độ chính xác-cao và MCU 32{6}}bit tiêu thụ điện năng cực thấp, giao tiếp qua giao diện SPI; về mặt thiết kế phần cứng, mô-đun lấy mẫu đo sáng lấy mẫu và tính toán-dữ liệu thời gian thực thông qua điện trở phân chia điện áp và điện trở-đồng mangan-và{9}}và mô-đun tương tác giữa con người với máy tính thực hiện tương tác thông tin và kiểm soát hoạt động ở ba chế độ: đèn LED nhấp nháy, màn hình LCD và thao tác bằng nút.