Resumo: Visando as deficiências do erro de calibração do medidor elétrico pelo método de pulso, foi introduzido um esquema de um medidor elétrico trifásico-inteligente pelo método de potência. Do ponto de vista de software e hardware, foi analisado o esquema específico de sua implementação.
Palavras - chave : medidor de calibração por método de potência ; medidor trifásico inteligente
Contente:
4. Esquema de design de hardware
4.1 Módulo de Medição e Amostragem
4.2 Módulo de interação humano-computador
O projeto de calibração de erros existente em medidores elétricos consiste em acumular a potência e calibrar o erro contando os pulsos emitidos pelo chip de medição. O chip de medição não suporta comunicação para ler os dados básicos relevantes de energia. Este artigo fornece uma solução para medidores elétricos trifásicos inteligentes que calibra erros por método de potência. O método original de contagem de pulsos é alterado para o método de comunicação para ler os dados básicos de medição para obter calibração de erro.
2. Arquitetura geral
O medidor elétrico é composto de sete partes: módulo de amostragem de medição, módulo de interação homem-computador, módulo de gerenciamento de comunicação, módulo de gerenciamento de energia, módulo de saída de pulso, módulo de gerenciamento de armazenamento e módulo MCU.
3. Chip principal
O medidor inteligente trifásico de calibração do método de potência inclui principalmente o chip de controle principal e o chip de medição. Os dois tipos de chips trocam dados por meio da interface padrão de comunicação SPI de 4 núcleos.
O chip de mediçãoé um chip de medição-monofásico-multifuncional-de alta precisão com interface de comunicação SPI. Três ADCs de 22-bits. Suporta uma faixa dinâmica de 5000:1. A potência ativa e a potência reativa de dois canais de medição podem ser obtidas ao mesmo tempo. Ele suporta saída de pulso de energia ativa, reativa, aparente e energia elétrica e pode obter simultaneamente o valor efetivo de três canais ADC e a frequência do canal de tensão. Compatível com comunicação SPI (incluindo comunicação SPI de três{11}}fios e comunicação SPI de quatro fios) e comunicação UART.
O chip de controle principalé um MCU de ultra-baixo consumo de energia de 32- bits com memória flash de 128kB, RTC, LCD, USB, funções analógicas e 10 portas seriais. A faixa de alimentação operacional é de 1,65 ~3,6V (sem BOR) ou 1,8 ~3,6V. O gerenciamento de clock usa um oscilador de cristal de 1 a 24 MHz, um oscilador de 32 kHz para um RTC calibrado, um RC interno de fábrica de 16 MHz-aparado, um RC interno de baixa potência-de 37kHz, um RC interno de baixa potência de múltiplas-velocidades, um PLL de 65kHz~4,2 MHz para o clock da CPU e USB (48 MHz).
4. Esquema de design de hardware
4.1 Módulo de Medição e Amostragem
O módulo de amostragem de medição inclui módulos de circuito de amostragem trifásico A, B e C. O módulo de circuito de amostragem de fase B-é usado como exemplo para descrição específica. Os princípios de design dos outros dois módulos são os mesmos.
O módulo de circuito de amostragem de canal-B inclui um circuito de amostragem de derivação de cobre manganês e um circuito de amostragem de divisão de tensão-de resistor de tensão. O conversor AD do chip de medição de fase B-é usado para amostrar a corrente de loop de cobre manganês da fase B-e a tensão da fase B-respectivamente, e o sinal diferencial analógico é convertido em um sinal digital. Em seguida, os dados de medição dos dados-de tensão, corrente e potência em tempo real da fase B-são medidos por meio do algoritmo dentro do chip de medição. O chip de medição e o chip principal realizam a interação{10}}em tempo real dos dados de medição por meio do canal de linha de dados de quatro núcleos SPI.
4.2 Módulo de interação humano-computador
O módulo de interação humano-computador inclui três modos de interação humano-computador.
(1) A luz LED pisca. Estar sempre ligado é um estado, e estar sempre desligado também é um estado. Diferentes frequências de intermitência correspondem a diferentes informações e estados internos do medidor.
(2) O código do segmento LCD exibe conteúdos diferentes. Ele pode exibir informações como energia, símbolos, etc.
(3) Interação chave. Ao pressionar as teclas, a tela LCD pode ser invertida, diferentes conteúdos de exibição podem ser trocados, etc.
Visando as deficiências do método de pulso tradicional para calibração de erros de medidores, este artigo propõe um esquema para calibração de erro de medidor trifásico inteligente baseado no método de potência, que altera a contagem de pulsos para leitura de comunicação de dados básicos de medição; o medidor consiste em sete módulos, incluindo amostragem de medição e interação homem-computador. O chip principal inclui um chip de medição de alta-precisão e um MCU de 32-bits de consumo ultra-baixo, que se comunicam por meio da interface SPI; em termos de design de hardware, o módulo de amostragem de medição coleta amostras e calcula dados em{7}}tempo real por meio de resistores de divisão de tensão-de manganês-cobre e derivação de cobre, e o módulo de interação homem-computador realiza interação de informações e controle de operação em três modos: LED piscando, display LCD e operação de botão.