Elektrimõõtur, tuntud ka kui vatt-tunni meeter, on tavaliselt kasutatav elektriinstrument. Selle peamine funktsioon on kasutatud elektrienergia hulga mõõtmine. Tavalistes elektriarvestites saavutatakse see funktsioon, kasutades indutseeritud pöörisvoolu Lorentzi jõudu fikseeritud AC -magnetvälja ja teisaldatava alumiiniumketta vahel, et juhtida alumiiniumketta pöörlemiseks. Alumiiniumketta pöörlemiskiirus on võrdeline pinge ja voolu (st toide) korrutisega. Loendusmehhanism arvestab tarbitud elektrienergia mõõtmiseks alumiiniumketta pöörde arvu.
Märksõnad: ühe kiibi mikroarvuti; Nutikas elektriarvesti; Reklaamide muundamine; intervalli mõõtmine; hetkeline mõõtmine
Sisu
See disain kasutab peamise juhtkiipina ühte kiibi mikroarvutit, kogub reaalajas voolu- ja pingeandmeid voolutrafode ja pingetrafode kaudu ning seejärel proovib ja teisendab analoogsignaali digitaalsignaaliks AD muundamise kaudu, mida seejärel töödeldakse ja arvutab ühe kiibi mikroarvuti abil, et saada elektrit ja kuvatakse see LCD-ekraanil. Samal ajal on süsteemil ka andmete salvestamise ja suhtlusfunktsioonid. See saab RS485 sideliidese kaudu salvestada EEPROM -is energiatarbimise andmeid ja edastada ülemise süsteemiga andmeid.
Nutikas arvesti riistvara kompositsioon.
Praegune trafo ja pingetrafo:See disain kasutab täppisvoolu trafo ja pingetransformerit, et teisendada tegelik vool ja pinge signaalideks, mis sobivad ühe kiibi mikroarvuti töötlemiseks.
Reklaammuundur:ADC0809 kiipi kasutatakse analoogsignaalide teisendamiseks digitaalsignaalideks ning kogutud voolu- ja pingesignaalid teisendatakse digitaalsignaalideks, mida saab töödelda ühe kiibiga mikroarvuti abil.
Ühekiibiga mikroarvuti:Peamise juhtkiipina kasutatakse AT89C52 ühekiibiga mikroarvutit kogutud digitaalsignaalide töötlemiseks ja arvutamiseks ning kogu süsteemi toimimise kontrollimiseks.
LCD -ekraan:Teabe kuvamiseks nagu toite- ja süsteemi olek kasutatakse 12864 vedelkristallkuvari.
Eeprom mälu:AT24C02 kiipi kasutatakse energiatarbimise andmete salvestamiseks, et tagada andmete kaotamine.
RS485 kommunikatsiooniliides: Max3485 CHIP -i kasutatakse ülemise süsteemiga suhtlemiseks ning energiatarbimise andmete ja süsteemi olekuteabe edastamiseks.
See disain ei saa mitte ainult mõõta koguvõimsust pärast paigaldamist, vaid mõõta ka intervalli ja hetkevõimet. Intervallide ja hetkevõimsuse jaoks kasutatakse mõõtmiseks katkestusmeetodit ja pärast naasmist tagastatakse mõõdetud väärtus lisaks koguvõimsuse salvestusruumi.
Järgnev on programmi peamine disain.
Initsialiseerimisprogramm:Initsialiseerige riistvaraseadmed nagu mikrokontroller, reklaammuundur, LCD -ekraan jne.
Andmete hankimise programm:Reaalajas voolu- ja pingeandmed kogutakse voolutrafode ja pingetrafode kaudu ning analoogsignaal teisendatakse AD muundamise kaudu digitaalseks signaaliks. Sõltumata sellest, kas pingesignaal või voolu signaal kogutakse, on sagedus 5 0 Hz. See disain proovib kogutud võimsust kord 0,002 -aastaste järel ja proovivõtusagedus on 500Hz, mis vastab Nyquisti proovivõtmise teoreemi "rohkem kui 5 -kordse sageduse" nõudele. Selle disaini valimimeetod saab paremini taastada valimisse kuuluva võimsuse teabe isegi siis, kui on olemas teatud sageduse kõikumine.
Andmetöötlusprogramm:Selle eesmärk on töödelda ja arvutada kogutud digitaalsignaale. Seadsime proovivõtmise aja TS -i, valimisse võetud pingeväärtuse meile, valimisse kuuluva vooluväärtuse IS -le ja ühe proovivõtmise abil saadud energiaväärtus on nende kolme toode, TS · Us · IS. Seejärel lisage see väärtus varasemale energiaväärtusele ja salvestage see EEPROM -is, täites sellega ühe andmetöötluse protsessi.
Meie peamine programm on andmete hankimise ja andmete töötlemise korduvalt teostada. Samuti on kuvamisprogramme, kommunikatsiooniprogramme ja erandite käitlemisprogramme. Nende funktsioonid on järgmised.
Kuvaprogramm:Kuvage LCD -ekraanil kuvatav teave nagu toite- ja süsteemi olek. Kuvatud toite jaoks värskendatakse seda iga 1 sekundi tagant.
Suhtlusprogramm:Andmed edastatakse ülemise süsteemiga RS485 kommunikatsiooniliidese kaudu ning energiatarbimise andmed ja süsteemi olekuteave saadetakse ülemisele süsteemile.
Erandite käitlemise programm:Kui süsteemil on ebanormaalne olukord, näiteks ebanormaalne vool või pinge, kommunikatsioonipuudulikkus jne, saab seda vastavalt töödelda ja häirejuhid saab anda.
Intervalli võimsuse mõõtmine toimub katkestusega. Esiteks sisestage mõõdetava intervalli elektri pikkus nuppu vajutades, näiteks 1 tund, 1 päev. Seejärel arvutage vajalike proovide arv. Pärast proovide arvu määramist alustage intervalli elektriproovide programmi. Nii nagu põhiprogramm, teostab see ka andmete hankimist ja andmete töötlemist. Erinevus seisneb selles, et ühe omandamisega saadud elektrienergia väärtus ei tuleks lisada mitte ainult eelmisele elektrienergia väärtusele, vaid ka kogu intervalli elektrienergia väärtusele. Pärast proovivõtuaegade lõpuleviimist hüppage selle intervalli elektri mõõtmisest välja ja lõpetage selle intervalli elektri mõõtmine.
Käesolevas artiklis loodud ühekiibiga mikroarvutil põhinev nutiarve suudab reaalajas jälgimise ja leibkonna elektritarbimise reaalajas jälgimise funktsiooni realiseerida. Sellel on ka andmete salvestamise ja suhtlusfunktsioonid. See saab EEPROM -is elektrienergia andmeid salvestada ja edastada andmeid RS485 sideliidese kaudu ülemisse süsteemi. Hilisemas etapis saab WiFi -mooduli lisada ka välismaailmaga suhtlemiseks. Mõõtmistulemused on täpsed ja neil on head müra- ja sekkumisvastased võimalused. See disain võib parandada elektrienergia efektiivsust, vähendada energiajäätmeid ja pakkuda tugevat tuge nutika kodusüsteemide luurele ja automatiseerimisele.