Den elektriska mätaren, även känd som Watt-Hour-mätaren, är ett vanligt använt elektriskt instrument. Dess huvudfunktion är att mäta mängden el som används. I konventionella elektriska mätare uppnås denna funktion genom att använda Lorentz -kraften för den inducerade virvelströmmen mellan det fasta AC -magnetfältet och den rörliga aluminiumskivan för att driva aluminiumdisken för att rotera. Rotationshastigheten för aluminiumskivan är proportionell mot produkten av spänning och ström (dvs. effekt). Räkningsmekanismen räknar antalet varv på aluminiumskivan för att mäta den konsumerade elektriska energin.
Nyckelord: Enkel chipmikrodator; Smart elektrisk mätare; Annonsomvandling; intervallmätning; momentan mätning
Innehåll
Denna design använder en enda chipmikrodator som huvudkontrollchipet, samlar in realtidsström- och spänningsdata genom strömtransformatorer och spänningstransformatorer, och prover sedan och omvandlar den analoga signalen till en digital signal genom AD-konvertering, som sedan bearbetas och beräknas av den enskilda chipmikrocomputerna för att erhålla elektricitet och visa den på LCD-skärmen. Samtidigt har systemet också datalagring och kommunikationsfunktioner. Den kan lagra strömförbrukningsdata i EEPROM och överföra data med det övre systemet genom RS485 -kommunikationsgränssnittet.
Hårdvarukompositionen för den smarta mätaren.
Aktuell transformator och spänningstransformator:Denna design använder precisionströmtransformator och spänningstransformator för att konvertera den faktiska strömmen och spänningen till signaler som är lämpliga för en-chip-mikrodatorbehandling.
Annonsomvandlare:ADC0809-chipet används för att konvertera analoga signaler till digitala signaler, och de insamlade ström- och spänningsignalerna omvandlas till digitala signaler som kan bearbetas av en-chip-mikrodatorn.
Mikrodator för en chip:AT89C52 Single-chip-mikrodator används som huvudkontrollchip för att bearbeta och beräkna de insamlade digitala signalerna och kontrollera driften av hela systemet.
LCD -display:En 12864 flytande kristalldisplay används för att visa information såsom effekt och systemstatus.
EEPROM -minne:AT24C02 -chipet används för att lagra strömförbrukningsdata för att säkerställa att uppgifterna inte går förlorade.
RS485 Kommunikationsgränssnitt: MAX3485 -chip används för att realisera kommunikation med det övre systemet och överföra strömförbrukningsdata och systemstatusinformation.
Denna design kan inte bara mäta den totala effekten sedan installationen, utan också mäta intervallkraften och den omedelbara kraften. För intervallkraften och den omedelbara kraften används avbrottsmetoden för mätning, och efter återvändande returneras det uppmätta värdet till lagringsutrymmet för den totala kraften för tillägg.
Följande är huvudprogramdesignen.
Initialiseringsprogram:Initiera hårdvaruenheter som mikrokontroller, AD -omvandlare, LCD -skärm, etc.
Program för datainsamling:Strömdata i realtid och spänningsdata samlas in genom strömtransformatorer och spänningstransformatorer, och den analoga signalen omvandlas till en digital signal genom AD-omvandling. Oavsett om spänningssignalen eller strömsignalen samlas in är frekvensen 5 0 Hz. Denna design samplar den insamlade kraften en gång var 0,002 -tal, och provtagningsfrekvensen är 500Hz, vilket uppfyller kravet på "mer än 5 gånger frekvensen" för Nyquist -provtagningsteorem. Provtagningsmetoden för denna design kan bättre återställa informationen om den provtagna kraften även om det finns en viss frekvensfluktuation.
Program för databehandling:Syftet är att bearbeta och beräkna de insamlade digitala signalerna. Vi ställer in provtagningstiden till TS, det provtagna spänningsvärdet för oss, det provtagna strömvärdet till IS, och energinvärdet som erhållits av en enda provtagning är produkten av de tre av dem, ts · oss · är. Lägg sedan till detta värde till föregående totala energievärde och lagra det i EEPROM och slutföra därmed den enskilda databehandlingsprocessen.
Vårt huvudprogram är att upprepade gånger utföra datainsamling och databehandling. Det finns också visningsprogram, kommunikationsprogram och undantagshanteringsprogram. Deras funktioner är följande.
Visningsprogram:Visa informationen som den effekt och systemstatus som ska visas på LCD -skärmen. För den visade kraften uppdateras den var 1: e sekund.
Kommunikationsprogram:Data överförs med det övre systemet genom RS485 -kommunikationsgränssnittet och information om strömförbrukning och systemstatusinformation skickas till det övre systemet.
Undantagshanteringsprogram:När systemet har en onormal situation, såsom onormal ström eller spänning, kommunikationsfel, etc., kan det behandlas i enlighet därmed och larmmeddelanden kan ges.
Mätningen av intervallkraft utförs genom avbrott. Ange först längden på intervallets elektricitet som ska mätas genom att trycka på knappen, till exempel 1 timme, 1 dag. Beräkna sedan antalet provtagningar som krävs. Starta antalet provtagningar, starta antalet provtagningar. Precis som huvudprogrammet utför det också datainsamling och databehandling. Skillnaden är att elvärdet som erhållits genom ett enda förvärv inte bara bör läggas till det tidigare totala elvärdet, utan också till det totala intervallets elvärde. När provtagningstiderna är slutförda hoppar du ut ur mätningen av denna intervallelektricitet och slutför mätningen av denna intervallelektricitet.
Den smarta mätaren baserad på den enda chip-mikrodator som är utformad i detta dokument kan inse funktionen för realtidsövervakning och inspelning av hushållens elförbrukning. Den har också datalagring och kommunikationsfunktioner. Den kan lagra eldata i EEPROM och överföra data till det övre systemet genom RS485 -kommunikationsgränssnittet. I det senare skedet kan WiFi -modulen också läggas till för att kommunicera med omvärlden. Mätresultaten är korrekta och har goda anti-brus och anti-interferensfunktioner. Denna design kan förbättra eleffektiviteten, minska energiavfallet och ge starkt stöd för intelligens och automatisering av smarta hemsystem.