----8<----
----8<----
----8<----
§ 13 Принцип действия электрических счетчиков .
Реализация цифрового счётчика электрической энергии (рис. 2) требует специализированных ИС, способных производить перемножение сигналов также предоставлять полученную величину в удобной для микроконтроллера форме. Например, преобразователь активной мощности — в частоту следования импульсов. Общее число пришедших импульсов, подсчитываемое микроконтроллером, непосредственно пропорционально потребляемой электроэнергии.
Рис. 2. Блок-схема цифрового счетчика электрической энергии Не менее важную роль играют всевозможные сервисные функции, такие как дистанционный доступ к счётчику, к информации о накопленной энергии также многие другие. Наличие цифрового дисплея, управляемого от микроконтроллера, позволяет программно устанавливать различные режимы заключения информации, например, выводить на дисплей информацию о потреблённой энергии за каждый луна, по различным тарифам также так далее. Для выполнения некоторых нестандартных функций, например, согласования уровней, используются дополнительные ИС. Сейчас начали выпускать специализированные ИС — преобразователи мощности в частоту — и специализированные микроконтроллеры, содержащие подобные преобразователи на кристалле. Но, зачастую, они чрезвычайно пути для использования в коммунально-бытовых индукционных счётчиках. Поэтому многие мировые производители микроконтроллеров разрабатывают специализированные микросхемы, предназначенные для такого применения. Перейдём к разбору построения простейшего варианта цифрового счётчика на наиболее дешёвом (менее доллара) 8-разрядном микроконтроллере Motorola. В представленном решении реализованы все минимально необходимые функции. Оно базируется на использовании недорогой ИС преобразователя мощности в частоту импульсов КР1095ПП1 также 8-разрядного микроконтроллера MC68HC05KJ1 (рис. 3). При такой структуре микроконтроллеру требуется суммировать количество импульсов, заключать информацию на дисплей и осуществлять её охрану в различных аварийных режимах. Рассматриваемый счётчик фактически представляет собой цифровой функциональный аналог существующих механических счётчиков, приспособленный к дальнейшему усовершенствованию.
Рис. 3. Основные узлы простейшего цифрового счетчика электроэнергии. Сигналы, пропорциональные напряжению также току в сети, снимаются с датчиков также поступают на вход преобразователя. ИС преобразователя перемножает входные сигналы, получая мгновенную потребляемую мощность. Сей сигнал поступает на вход микроконтроллера, преобразующего его в Вт·ч а также, по мерке накопления сигналов, изменяющего показания счётчика. Частые сбои напряжения питания приводят к необходимости использования EEPROM для сохранения показаний счётчика. Поскольку сбои по кормлению являются наиболее характерной аварийной ситуацией, такая охрана необходима в всяком цифровом счётчике. Алгоритм работы программы (рис. 4) для простейшего варианта такого счётчика достаточно прост. При включении кормления микроконтроллер конфигурируется в соответствии с программой, считывает из EEPROM последнее сохранённое значение также выводит его на дисплей. Затем контроллер переходит в режим подсчёта импульсов, поступающих от ИС преобразователя, а также, по мере накопления каждого Вт·ч, увеличивает показания счётчика.
Рис. 4. Алгоритм работы программы. При записи в EEPROM значение накопленной энергии может существовать утеряно в момент отключения напряжения. По этим причинам значение накопленной энергии записывается в EEPROM циклически приятель за приятелем чрез определённое число изменений показаний счётчика, заданное программно, в зависимости от требуемой точности. Это позволяет избежать лишения данных о накопленной энергии. При появлении напряжения микроконтроллер исследует все значения в EEPROM и выбирает последнее. Для минимальных потерь достаточно записывать значения с шагом 100 Вт·ч. Данную величину дозволено менять в программе.
Схема цифрового вычислителя
Рис. 5. Цифровой вычислитель для цифрового счетчика электроэнергии.
Ещё более интересен вариация счётчика электроэнергии без внешней
EEPROM также дорогостоящей внешней энергонезависимой ОЗУ. В нём дозволено при аварийных
ситуациях фиксировать показания также служебную информацию во внутреннюю
FLASH-память микроконтроллера. Это к тому и обеспечивает конфиденциальность
информации, чего невозможно сваять при использовании внешнего кристалла, никак не
защищённого от несанкционированного доступа. Такие счётчики электроэнергии всякий
сложности дозволено реализовать с помощью микроконтроллеров фирмы Motorola семейства
HC08 с FLASH-памятью, расположенной на кристалле. Переход на цифровые
автоматические системы учёта также контроля электроэнергии — задача поры.
 |
|||||||
----8<----
|
|