Anotacija: Siekiant pašalinti elektros skaitiklio paklaidos kalibravimo impulsiniu metodu trūkumus, buvo pristatyta protingo trifazio elektrinio skaitiklio galios metodo kalibravimo paklaidos schema. Programinės ir techninės- įrangos aspektais buvo išanalizuota konkreti jos įgyvendinimo schema.
Raktažodžiai: galios metodo kalibravimo matuoklis; protingas trifazis matuoklis
Turinys:
4. Aparatūros projektavimo schema
4.1 Matavimo mėginių ėmimo modulis
4.2 Žmogaus-kompiuterio sąveikos modulis
Esama elektros skaitiklių klaidų kalibravimo konstrukcija yra akumuliuoti galią ir kalibruoti paklaidą skaičiuojant matavimo lusto skleidžiamus impulsus. Matavimo lustas nepalaiko ryšio, kad būtų galima nuskaityti atitinkamus pagrindinius galios duomenis. Šiame dokumente pateikiamas išmaniųjų trijų-fazių elektros skaitiklių sprendimas, kuris kalibruoja klaidas pagal galios metodą. Pradinis impulsų skaičiavimo metodas pakeistas į ryšio metodą, kad būtų galima nuskaityti pagrindinius matavimo duomenis, kad būtų atlikta klaida.
2.Bendra architektūra
Elektros skaitiklį sudaro septynios dalys: matavimo atrankos modulis, žmogaus-kompiuterio sąveikos modulis, ryšio valdymo modulis, galios valdymo modulis, impulsų išvesties modulis, saugojimo valdymo modulis ir MCU modulis.
3.Pagrindinis lustas
Galios metodo kalibravimo trijų{0}}fazių išmanusis skaitiklis daugiausia apima pagrindinį valdymo lustą ir matavimo lustą. Dviejų tipų lustai keičiasi duomenimis per standartinę 4 branduolių SPI ryšio sąsają.
Matavimo lustasyra didelio-tikslumo vienfazis-fazis daugia{2}}funkcinis matavimo lustas su SPI ryšio sąsaja. Trys 22{10}}bitų ADC. Palaiko 5000:1 dinaminį diapazoną. Vienu metu galima gauti dviejų matavimo kanalų aktyviąją ir reaktyviąją galią. Jis palaiko aktyviosios, reaktyviosios, tariamosios galios ir elektros energijos impulsų išvestį ir vienu metu gali gauti efektyvią trijų ADC kanalų vertę ir įtampos kanalo dažnį. Palaiko SPI ryšį (įskaitant trijų{11}laidų SPI ryšį ir keturių laidų SPI ryšį) ir UART ryšį.
Pagrindinis valdymo lustasyra itin-mažos galios 32-bitų MCU su 128kB „flash“ atmintimi, RTC, LCD, USB, analoginėmis funkcijomis ir 10 nuosekliųjų prievadų. Veikimo maitinimo diapazonas yra 1,65 ~ 3,6 V (be BOR) arba 1,8 ~ 3,6 V. Laikrodžio valdymui naudojamas 1–24 MHz kristalinis generatorius, 32 kHz osciliatorius kalibruotam RTC, vidinis 16 MHz gamyklinis{16}}apkarpytas RC, vidinis 37 kHz mažos{17}}galios RC, vidinis kelių{18}}greičių 5 MHz, PLLkH2, PLLkH4 ~ procesoriaus laikrodžiui ir USB (48 MHz).
4. Aparatūros projektavimo schema
4.1 Matavimo mėginių ėmimo modulis
Matavimo atrankos modulį sudaro trys{0}}fazių atrankos grandinės moduliai A, B ir C. B-fazių atrankos grandinės modulis naudojamas kaip konkretaus aprašymo pavyzdys. Kitų dviejų modulių projektavimo principai yra vienodi.
B-kanalo diskretizavimo grandinės modulis apima mangano vario šunto atrankos grandinę ir įtampos rezistoriaus įtampą{1}}dalijančią atrankos grandinę. B-fazės matavimo lusto AD keitiklis naudojamas atitinkamai B-fazės mangano vario kilpos srovės ir B-fazės įtampos mėginiams, o analoginis diferencialinis signalas paverčiamas skaitmeniniu signalu. Tada B-fazės realiojo laiko įtampos, srovės ir galios matavimo duomenys matuojami naudojant matavimo lusto viduje esantį algoritmą. Matavimo lustas ir pagrindinis lustas realizuoja matavimo duomenų sąveiką realiuoju laiku per SPI 4 branduolių duomenų linijos kanalą.
4.2 Žmogaus-kompiuterio sąveikos modulis
Žmogaus{0}}sąveikos su kompiuteriu modulis apima tris žmogaus{1}}sąveikos kompiuteriu režimus.
(1) LED lemputė mirksi. Visada įjungta yra būsena, o visada išjungta taip pat yra būsena. Skirtingi mirksėjimo dažniai atitinka skirtingą skaitiklio vidinę informaciją ir būsenas.
(2) LCD segmento kodas rodo skirtingą turinį. Jis gali rodyti tokią informaciją kaip galia, simboliai ir kt.
(3) Pagrindinė sąveika. Paspaudus klavišus galima apversti LCD ekraną, perjungti skirtingą ekrano turinį ir pan.
Siekiant pašalinti tradicinio skaitiklio klaidų kalibravimo impulsų metodo trūkumus, šiame darbe siūloma sumaniojo trifazio skaitiklio paklaidos kalibravimo schema, pagrįsta galios metodu, kuri pakeičia impulsų skaičiavimą į pagrindinių matavimo duomenų ryšio nuskaitymą; skaitiklį sudaro septyni moduliai, įskaitant matavimo atranką ir žmogaus{1}}kompiuterio sąveiką. Pagrindinį lustą sudaro didelio-tikslumo matavimo lustas ir itin-mažos galios 32-bitų MCU, kurie bendrauja per SPI sąsają; Kalbant apie aparatinės įrangos konstrukciją, matavimo atrankos modulis paima ir apskaičiuoja realiojo laiko-duomenis per mangano-vario šuntą ir įtampą-dalijančius rezistorius, o žmogaus ir kompiuterio sąveikos modulis realizuoja informacijos sąveiką ir veikimo valdymą trimis režimais: LED mirksi, LCD ekranas ir mygtukų veikimas.