Електричний лічильник, також відомий як ват-година,-це часто використовуваний електричний інструмент. Основна його функція полягає у вимірюванні кількості використовуваної електроенергії. У звичайних електричних метрах ця функція досягається за допомогою сили Лоренца індукованого вихрового струму між фіксованим магнітним полем змінного струму та рухомим алюмінієвим димом для приводу алюмінієвого диска до обертання. Швидкість обертання алюмінієвого диска пропорційна продукту напруги та струму (тобто потужності). Механізм підрахунку підраховує кількість обертів алюмінієвого диска для вимірювання споживаної електричної енергії.
Ключові слова: Microcomputer з одним мікросхемою; розумний електричний метр; Перетворення реклами; вимірювання інтервалу; миттєве вимірювання
Вміст
3 Дизайн програмного забезпечення
Ця конструкція використовує єдиний мікрокм'ютер мікросхеми як основний контрольний чіп, збирає дані про струм та напругу в режимі реального часу через трансформатори струму та трансформатори напруги, а потім зразки та перетворюють аналоговий сигнал в цифровий сигнал через перетворення AD, який потім обробляється та обчислюється одним мікробутером мікросхеми для отримання електроенергії та відображення його на екрані LCD. У той же час система також має функції зберігання даних та зв'язку. Він може зберігати дані про споживання електроенергії в EEPROM та передавати дані верхньою системою через інтерфейс зв'язку RS485.
Апаратна композиція розумного лічильника.
Трансформатор струму та напруга:Ця конструкція використовує трансформатор точного струму та трансформатор напруги для перетворення фактичного струму та напруги в сигнали, придатні для обробки мікрокомп'ютерів на одній мікросхемі.
Конвертер AD:Чіп ADC0809 використовується для перетворення аналогових сигналів у цифрові сигнали, а зібраний струм та сигнали напруги перетворюються в цифрові сигнали, які можуть оброблятися мікрокомп'ютером з одноп-мікросхеми.
Мікрокомп'ютер з однією мікросхемою:Одноразовий мікрокомп'ютер AT89C52 використовується в якості основного контрольного мікросхеми для обробки та обчислення зібраних цифрових сигналів та управління роботою всієї системи.
РК -дисплей:Дисплей рідкого кристала 12864 використовується для відображення інформації, такої як статус живлення та системи.
Eeprom пам'ять:Чіп AT24C02 використовується для зберігання даних про споживання електроенергії, щоб переконатися, що дані не будуть втрачені.
Інтерфейс зв'язку RS485: мікросхема MAX3485 використовується для реалізації зв'язку з верхньою системою та передачі даних про споживання електроенергії та стану статусу системи.
3 Дизайн програмного забезпечення
Ця конструкція може не тільки вимірювати загальну потужність з моменту встановлення, але й виміряти інтервальну потужність та миттєву потужність. Для інтервальної потужності та миттєвої потужності метод переривання використовується для вимірювання, а після повернення вимірюване значення повертається в простір зберігання загальної потужності для додавання.
Далі наведено основну програму.
Програма ініціалізації:Ініціалізуйте апаратні пристрої, такі як мікроконтролер, перетворювач AD, РК -екран тощо.
Програма збору даних:Дані струму та напруги в режимі реального часу збираються через трансформатори струму та трансформатори напруги, а аналоговий сигнал перетворюється в цифровий сигнал через перетворення AD. Незалежно від того, чи збирається сигнал напруги чи сигнал струму, частота становить 5 0 hz. Ця конструкція вибирає зібрану потужність один раз на 0,002, а частота відбору проб - 500 Гц, що відповідає вимозі "більше 5 разів частоти" теореми вибірки Nyquist. Метод відбору проб цієї конструкції може краще відновити інформацію про відбірку потужності, навіть якщо є певне коливання частоти.
Програма обробки даних:Мета - обробити та обчислити зібрані цифрові сигнали. Ми встановили час відбору проб на ТС, вибіркове значення напруги для нас, відбіркове значення струму до ІС та значення енергії, отриманого одним вибіркою, є продуктом трьох з них, ts · us · is. Потім додайте це значення до попереднього загального значення енергії та зберігайте його в EEPROM, тим самим завершуючи процес обробки даних.
Наша основна програма полягає в тому, щоб неодноразово проводити збору даних та обробку даних. Також є програми відображення, програми спілкування та програми поводження з винятками. Їх функції такі.
Програма дисплея:Відображення інформації, такої як статус живлення та системи, що відображається на РК -екрані. Для відображеної потужності вона оновлюється кожні 1 секунду.
Програма комунікації:Дані передаються верхньою системою через інтерфейс зв'язку RS485, а дані про споживання електроенергії та інформація про стан системи надсилаються у верхню систему.
Програма обробки винятків:Коли система має ненормальну ситуацію, наприклад, ненормальний струм або напруга, збій зв'язку тощо, вона може бути оброблена відповідно і можуть бути надані підказки тривоги.
Вимірювання інтервальної потужності проводиться шляхом переривання. По -перше, введіть довжину інтервальної електроенергії, яку слід виміряти, натиснувши кнопку, наприклад, 1 годину, 1 день. Потім обчисліть кількість необхідних зразків. Після визначення кількості вибірки запустіть інтервальну програму відбору електроенергії. Як і основна програма, вона також виконує збору даних та обробку даних. Різниця полягає в тому, що значення електроенергії, отримане одним придбанням, повинно бути додано не лише до попереднього загального значення електроенергії, але й до загальної вартості електроенергії інтервалу. Після завершення часу відбору проб з’ясуйте з вимірювання цього інтервального електроенергії та завершіть вимірювання цієї інтервальної електроенергії.
Розумний лічильник, заснований на мікрокомп'ютері з однією мікросхемою, розробленою в цій роботі, може усвідомити функцію моніторингу в режимі реального часу та запису споживання побутової електроенергії. Він також має функції зберігання даних та зв'язку. Він може зберігати дані електроенергії в EEPROM та передавати дані до верхньої системи через інтерфейс зв'язку RS485. На пізньому етапі модуль WiFi також може бути доданий для спілкування із зовнішнім світом. Результати вимірювання є точними та мають хороші можливості проти нагляду та антиконференційних можливостей. Ця конструкція може підвищити ефективність електроенергії, зменшити енергетичні відходи та забезпечити сильну підтримку інтелекту та автоматизації систем розумного дому.