Den elektriske måler, også kendt som Watt-timers meter, er et almindeligt anvendt elektrisk instrument. Dets hovedfunktion er at måle den anvendte elektricitet. I konventionelle elektriske målere opnås denne funktion ved anvendelse af Lorentz -kraften i den inducerede hvirvelstrøm mellem det faste AC -magnetfelt og den bevægelige aluminiumskive til at drive aluminiumskiven til at rotere. Rotationshastigheden på aluminiumsdisken er proportional med produktet af spænding og strøm (dvs. effekt). Tællingsmekanismen tæller antallet af omdrejninger af aluminiumsdisken til måling af den forbrugte elektriske energi.
Nøgleord: enkelt chip mikrocomputer; smart elektrisk meter; Annoncekonvertering; intervalmåling; Øjeblikkelig måling
Indhold
Dette design bruger en enkelt chip-mikrocomputer som hovedkontrolchip, indsamler strøm i realtid og spændingsdata gennem strømtransformatorer og spændingstransformatorer og derefter prøver og konverterer det analoge signal til en digital signal gennem AD-konvertering, som derefter behandles og beregnes af den enkelte chipmikrocomputer for at få elektriciteten og vise det på LCD-skærmen. På samme tid har systemet også datalagrings- og kommunikationsfunktioner. Det kan gemme strømforbrugsdata i EEPROM og transmittere data med det øverste system gennem RS485 -kommunikationsgrænsefladen.
Hardwaresammensætningen af den smarte måler.
Aktuel transformer og spændingstransformator:Dette design bruger præcisionsstrømtransformator og spændingstransformator til at konvertere den faktiske strøm og spænding til signaler, der er egnede til enkelt-chip mikrocomputer-behandling.
AD Converter:ADC0809-chippen bruges til at konvertere analoge signaler til digitale signaler, og de indsamlede strøm- og spændingssignaler konverteres til digitale signaler, der kan behandles af en-chip-mikrocomputeren.
Enkelt-chip mikrocomputer:AT89C52-chip-mikrocomputeren bruges som hovedkontrolchip til at behandle og beregne de indsamlede digitale signaler og kontrollere driften af hele systemet.
LCD Display:En 12864 Liquid Crystal Display bruges til at vise information såsom strøm- og systemstatus.
Eeprom hukommelse:AT24C02 -chippen bruges til at gemme strømforbrugsdata for at sikre, at dataene ikke går tabt.
RS485 Kommunikationsgrænseflade: MAX3485 -chip bruges til at realisere kommunikation med det øverste system og transmittere strømforbrugsdata og systemstatusoplysninger.
Dette design kan ikke kun måle den samlede effekt siden installationen, men må også måle intervallkraften og øjeblikkelig strøm. For intervallkraften og den øjeblikkelige effekt bruges interrupt -metoden til måling, og efter returnering returneres den målte værdi til lagerpladsen for den samlede effekt til tilføjelse.
Følgende er hovedprogramdesignet.
Initialiseringsprogram:Initialiser hardwareenhederne såsom mikrokontroller, AD -konverter, LCD -skærm osv.
Dataindsamlingsprogram:Real-time strøm- og spændingsdata indsamles gennem strømtransformatorer og spændingstransformatorer, og det analoge signal omdannes til et digitalt signal gennem annoncekonvertering. Uanset om spændingssignalet eller det aktuelle signal opsamles, er frekvensen 5 0 Hz. Dette design prøver den indsamlede effekt en gang hver 0,002S, og prøveudtagningsfrekvensen er 500Hz, der opfylder kravet om "mere end 5 gange frekvensen" af Nyquist -prøveudtagningsteoremet. Prøveudtagningsmetoden til dette design kan bedre gendanne informationen om den samplede effekt, selvom der er en bestemt frekvenssvingning.
Databehandlingsprogram:Formålet er at behandle og beregne de indsamlede digitale signaler. Vi indstiller prøveudtagningstiden til TS, den samplede spændingsværdi for os, den samplede aktuelle værdi til IS, og energiforværet opnået ved en enkelt prøveudtagning er produktet af de tre af dem, TS · US · IS. Tilføj derefter denne værdi til den forrige samlede energiforværet og opbevar den i EEPROM og afslutte således den enkelte databehandlingsproces.
Vores hovedprogram er at gentagne gange udføre dataindsamling og databehandling. Der er også displayprogrammer, kommunikationsprogrammer og undtagelseshåndteringsprogrammer. Deres funktioner er som følger.
Displayprogram:Vis oplysningerne, såsom den strøm- og systemstatus, der skal vises på LCD -skærmen. For den viste effekt opdateres den hvert 1 sekund.
Kommunikationsprogram:Data overføres med det øverste system gennem RS485 -kommunikationsgrænsefladen, og strømforbrugsdata og systemstatusinformation sendes til det øverste system.
Program til håndtering af undtagelse:Når systemet har en unormal situation, såsom unormal strøm eller spænding, kommunikationsfejl osv., Kan det behandles i overensstemmelse hermed, og der kan gives alarmforandringer.
Målingen af intervalstrøm udføres ved afbrydelse. Indtast først længden af intervallelektriciteten, der skal måles ved at trykke på knappen, f.eks. 1 time, 1 dag. Beregn derefter antallet af krævede samplinger. Efter bestemmelse af antallet af samplinger skal du starte programmet Interval Electricity Prøveudtagning. Ligesom hovedprogrammet udfører det også dataindsamling og databehandling. Forskellen er, at den elektricitetsværdi, der er opnået ved en enkelt erhvervelse, ikke kun bør føjes til den tidligere samlede elektricitetsværdi, men også til den samlede intervallelektricitetsværdi. Når prøvetagningstiderne er afsluttet, hopper du ud af målingen af denne intervalelektricitet og fuldfører målingen af denne intervallelektricitet.
Den smarte måler baseret på den enkelt-chip mikrocomputer, der er designet i dette papir, kan realisere funktionen af realtidsovervågning og registrering af husholdningselektricitetsforbruget. Det har også datalagrings- og kommunikationsfunktioner. Det kan gemme elektricitetsdata i EEPROM og transmittere data til det øverste system gennem RS485 -kommunikationsgrænsefladen. På det senere tidspunkt kan WiFi -modulet også tilføjes for at kommunikere med omverdenen. Målingsresultaterne er nøjagtige og har gode anti-støj og anti-interferensfunktioner. Dette design kan forbedre elektricitetseffektiviteten, reducere energiaffald og give stærk støtte til intelligens og automatisering af smarte hjemmesystemer.