Электронные электросчетчики

Главная » Каталог статей » Электронные электросчетчики

 Электронные счетчики по сравнению с индукционными точнее и значительно проще в производстве.Для расчета электрической энергии,потребляемой за определенный период времени,необходимо проинтегрировать во времени мгновенные значения активной мощности.Для синусоидального сигнала мощность равна произведению напряжения на ток в сети в данный момент времени.На этом принципе работает любой электронный счетчик электрической  энергии.                                             Сложную функцию аналого-цифрового преобразования в цифровом счетчике электрической энергии осуществляют серийно производимые и свободно поставляемые микросхемы,способные перемножать сигналы и представлять полученную величину в удобной для микроконтроллера форме.Так можно,например,преобразовать активную мощность в частоту следования импульсов.При этом точность преобразования в широком диапазоне токов может быть в пределах нескольких сотых долей процента.Общее число пришедших импульсов,подсчитываемое микроконтроллером,прямо пропорционально потребляемой электроэнергии.                                                                                             Не менее важную роль играют всевозможные сервисные функции,такие как дистанционный доступ к счетчику,к информации об израсходованной энергии и другии.Наличие цифрового дисплея,управляемого от микроконтроллера,позволяет программно устанавливать различные режимы вывода информации,например,выводить информацию о потребленной энергии за каждый месяц,по различным тарифам и т.д.                                 Нестандартные функции,например согласование уровней,выполняют дополнительные микросхемы.Сейчас начали выпускать специализированные микроконтроллеры,содержащие преобразователи мощности в частоту.Но,зачастую,они слишком дороги для использования в комунально- бытовых счетчиках.Поэтому многие мировые производители микроконтроллеров разрабатывают микросхемы специально для такого применения.                                                                                              Рассмотрим простейший вариант цифрового счетчика на наиболее дешевом (менее доллара) 8-разрядном микроконтроллере Motorola.В представленном решении реализованы все минимально необходимые функции.Оно базируется на недорогой микросхеме преобразователя мощности в частоту импульсов КР 1095ПП1 и 8-разрядном микроконтроллере МС68НС05КJ1.При такой структуре микроконтроллеру требуется суммировать число импульсов,выводить информацию на дисплей и осуществлять ее защиту в различных аварийных режимах.Рассматриваемый прибор фактически представляет собой усовершенствованный цифровой функциональный аналог существующих механических счетчиков.                  Сигналы,пропорциональные напряжению и току в сети,снимаются с датчиков и поступают на вход преобразователя,который перемножает входные сигналы,получая мгновенную потребляемую мощность.Этот сигнал поступает на вход микроконтроллера,преобразующего его в ватт-часы и,по мере накопления сигналов,изменяющего показания счетчика.Частые сбои напряжения питания приводят к необходимости сохранять результаты в энергозависимой памяти EEPROM.Поскольку сбои по питанию-наиболее характерная аварийная ситуация,такая защита необходима в любом цифровом счетчике.                                                                                  Алгоритм работы простейшего варианта такого счетчика несложен.При включении питания микроконтроллер конфигурируется в соответствии с программой,считывает из EEPROM последнее сохраненное значение и выводит его на дисплей.Затем контроллер переходит в режим подсчета импульсов,поступающих от микросхемы преобразователя,и,по мере накопления каждого ватт-часа,увеличивает показания счетчика.                   При записи в EEPROM значение накопленной энергии может утеряно в момент отключения напряжения.Поэтому запись в EEPROM циклически повторяется через определенное число изменений показаний счетчика (в зависимости от требуемой точности).При появлении напряжения микроконтроллер анализирует все значения в EEPROM и выбирает последнее.Для минимальных потерь достаточно записывать значения с шагом 100 Вт/ч.Эту величину можно менять в программе.                               Цифровой вычислитель такого счетчика собран на микросхемах.Основу счетчика составляет микроконтроллер MC68HC05KJ1 фирмы Motorola,выпускаемый в 16-выводном корпусе (DIP SOIC) и имеющий ПЗУ 1,2 Кбайт и ОЗУ 64 байта.Для хранения информации о накопленном количестве энергии при сбоях по питанию служит EEPROM малого объема 24С00 фирмы Microchip.В качестве дисплея используется 8-разрядный 7-сегментный ЖКИ,управляемый любым недорогим контроллером,обменивающийся с центральным микроконтроллером по протоколу SPI или подключаемый к определенному разъему.К разъему счетчика подключается источник напряжения питания 220 В и нагрузка.С датчиков тока и напряжения сигналы поступают на микросхему преобразователя КР1095ПП1 с оптронной развязкой частотного выхода.          Реализация алгоритма потребовала менее 1 Кбайт памяти и менее половины портов ввода/вывода микроконтроллера MC68HC05KJ1.Его возможностей достаточно,чтобы добавить некоторые сервисные функции,например,объединение счетчиков в сеть по RS-485.Эта функция позволит получать информацию о накопленной энергии в сервисном центре и отключать электричество при отсутствии оплаты.Сетью из таких счетчиков можно оборудовать многоэтажный дом.Все показания по сети будут передаваться в диспетчерский центр.                                                           Определенный интерес представляет собой семейство 8-разрядных микроконтроллеров с расположенной на кристалле Flash-памятью.Поскольку его можно программировать непосредственно на собранной плате,обеспечивается защищенность программного кода и возможность обновления ПО без монтажных работ.                                       Интересен еще один вариант счетчика электроэнергии без внешней EEPROM и дорогостоящей энергонезависимой ОЗУ.В нем можно при аварийных ситуациях фиксировать показания и служебную информацию во внутреннюю Flash-память микроконтроллера.Это к тому же обеспечивает конфиденциальность информации,что нельзя сделать при использовании внешнего кристалла,не защищенного от несанкционированного доступа.Такие счетчики электроэнергии любой сложности Motorola семейства НС08 с Flash-памятью,расположенной на кристалле.                       Переход на цифровые автоматические системы учета электроэнергии и контроля-вопрос времени.Преимущества таких систем очевидны,а цена их будет уменьшаться.И выполненный даже на простейшем микроконтроллере такой счетчик электроэнергии имеет очевидные преимущества:надежность за счет полного отсутствия трущихся элементов,компактность,возможность изготовления корпуса с учетом интерьера современных жилых домов,увеличение периода поверок в несколько раз,ремонтопригодность и простота в эксплуатации.При небольших дополнительных аппаратных и программных затратах даже самый простой цифровой счетчик может обладать рядом сервисных функций,отсутствующих у всех механических,например,реализация многотарифной оплаты за потребляемую энергию,возможность автоматизированного учета и контроля потребляемой электроэнергии.                                                                                                     

Нет товаров для сравнения

Мы принимаем:

Яндекс.Метрика Россия,Москва,Московская область