Nguyên lý hoạt động của bộ đếm điện tử. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện

Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện / Đồng hồ đo điện

 Bình luận bài viết

Để tính năng lượng điện tiêu thụ trong một khoảng thời gian nhất định, cần tích phân các giá trị tức thời của công suất tác dụng theo thời gian. Đối với tín hiệu hình sin, công suất bằng tích của điện áp và dòng điện trong mạng tại một thời điểm nhất định. Bất kỳ đồng hồ đo năng lượng điện nào cũng hoạt động theo nguyên tắc này. Trong bộ lễ phục. Hình 1 thể hiện sơ đồ khối của một đồng hồ đo điện cơ.

Cơm. 1. Sơ đồ khối của máy đo năng lượng điện cơ

Việc triển khai đồng hồ đo năng lượng điện kỹ thuật số (Hình 2) đòi hỏi các IC chuyên dụng có khả năng nhân tín hiệu và cung cấp giá trị kết quả ở dạng thuận tiện cho bộ vi điều khiển. Ví dụ, một bộ chuyển đổi công suất tác dụng thành tần số lặp xung. Tổng số xung đến được bộ vi điều khiển đếm tỷ lệ thuận với lượng điện tiêu thụ.

Cơm. 2. Sơ đồ khối công tơ điện số

Tất cả các loại chức năng dịch vụ đều đóng một vai trò quan trọng không kém, chẳng hạn như truy cập đồng hồ từ xa, thông tin về năng lượng tích lũy và nhiều chức năng khác. Sự hiện diện của màn hình kỹ thuật số được điều khiển bởi vi điều khiển cho phép bạn thiết lập các chế độ đầu ra thông tin khác nhau theo chương trình, chẳng hạn như hiển thị thông tin về mức tiêu thụ năng lượng mỗi tháng, ở các mức giá khác nhau, v.v.

Để thực hiện một số chức năng không chuẩn, chẳng hạn như phối hợp cấp độ, phần mềm bổ sung sẽ được sử dụng. Giờ đây, họ đã bắt đầu sản xuất các IC chuyên dụng - bộ chuyển đổi nguồn sang tần số - và các bộ vi điều khiển chuyên dụng chứa các bộ chuyển đổi tương tự trên một con chip. Tuy nhiên, thông thường chúng quá đắt để sử dụng trong các đồng hồ đo cảm ứng của thành phố. Do đó, nhiều nhà sản xuất vi điều khiển toàn cầu đang phát triển các vi mạch chuyên dụng được thiết kế cho các ứng dụng như vậy.

Hãy chuyển sang phân tích việc xây dựng phiên bản đơn giản nhất của bộ đếm kỹ thuật số trên bộ vi điều khiển Motorola 8 bit rẻ nhất (chưa đến một đô la). Giải pháp được trình bày thực hiện tất cả các chức năng cần thiết tối thiểu. Nó dựa trên việc sử dụng bộ chuyển đổi tần số nguồn sang xung IC rẻ tiền KR1095PP1 và bộ vi điều khiển 8 bit MC68HC05KJ1 (Hình 3). Với cấu trúc này, bộ vi điều khiển cần tổng hợp số xung, hiển thị thông tin trên màn hình và bảo vệ nó trong các chế độ khẩn cấp khác nhau. Đồng hồ đang được xem xét thực sự là một thiết bị kỹ thuật số có chức năng tương tự của đồng hồ cơ hiện có, được điều chỉnh để cải tiến hơn nữa.

Cơm. 3. Các thành phần chính của đồng hồ điện kỹ thuật số đơn giản nhất

Các tín hiệu tỷ lệ thuận với điện áp và dòng điện trong mạng được lấy từ các cảm biến và cung cấp cho đầu vào của bộ chuyển đổi. IC chuyển đổi nhân tín hiệu đầu vào để tạo ra mức tiêu thụ điện năng tức thời. Tín hiệu này được đưa đến đầu vào của bộ vi điều khiển, bộ vi điều khiển sẽ chuyển đổi nó thành Wh và khi tín hiệu tích lũy, sẽ thay đổi chỉ số của đồng hồ đo. Lỗi điện áp cung cấp thường xuyên đòi hỏi phải sử dụng EEPROM để lưu trữ số đọc của đồng hồ. Vì mất điện là tình huống khẩn cấp phổ biến nhất nên việc bảo vệ như vậy là cần thiết ở bất kỳ đồng hồ kỹ thuật số nào.

Thuật toán chương trình (Hình 4) cho phiên bản đơn giản nhất của bộ đếm như vậy khá đơn giản. Khi bật nguồn, bộ vi điều khiển được cấu hình theo chương trình, đọc giá trị được lưu trữ cuối cùng từ EEPROM và hiển thị trên màn hình. Sau đó, bộ điều khiển sẽ chuyển sang chế độ đếm các xung đến từ IC chuyển đổi và khi mỗi Wh tích lũy, nó sẽ tăng số đọc của bộ đếm.

Cơm. 4. Thuật toán của chương trình

Khi ghi vào EEPROM, giá trị năng lượng tích lũy có thể bị mất khi tắt điện áp. Vì những lý do này, giá trị của năng lượng tích lũy được ghi vào EEPROM theo chu kỳ, lần lượt, thông qua một số lần thay đổi số đọc đồng hồ nhất định, được thiết lập bằng phần mềm, tùy thuộc vào độ chính xác cần thiết. Điều này tránh mất dữ liệu năng lượng được lưu trữ. Khi điện áp xuất hiện, bộ vi điều khiển sẽ phân tích tất cả các giá trị trong EEPROM và chọn giá trị cuối cùng. Đối với tổn thất tối thiểu, việc ghi lại các giá trị theo gia số 100 Wh là đủ. Giá trị này có thể được thay đổi trong chương trình.

Mạch của máy tính kỹ thuật số được hiển thị trong hình. 5. Điện áp và tải nguồn 1 V được kết nối với đầu nối X220. Từ các cảm biến dòng điện và điện áp, tín hiệu được gửi đến vi mạch chuyển đổi KR1095PP1 với bộ ghép quang cách ly đầu ra tần số. Bộ đếm dựa trên bộ vi điều khiển MC68HC05KJ1 của Motorola, được sản xuất dưới dạng gói 16 chân (DIP hoặc SOIC) và có 1,2 KB ROM và 64 byte RAM. Để lưu trữ lượng năng lượng tích lũy trong thời gian mất điện, một EEPROM 24C00 (16 byte) dung lượng nhỏ của Microchip được sử dụng. Màn hình sử dụng màn hình LCD 8 bit, 7 đoạn, được điều khiển bởi bất kỳ bộ điều khiển rẻ tiền nào, giao tiếp với bộ vi điều khiển trung tâm thông qua giao thức SPI hoặc I2C và được kết nối với đầu nối X2.

Việc thực hiện thuật toán yêu cầu ít hơn 1 KB bộ nhớ và ít hơn một nửa số cổng đầu vào/đầu ra của bộ vi điều khiển MC68HC05KJ1. Khả năng của nó đủ để thêm một số chức năng dịch vụ, chẳng hạn như kết nối đồng hồ đo với mạng thông qua giao diện RS-485. Chức năng này sẽ cho phép bạn nhận thông tin về năng lượng tích lũy tại trung tâm dịch vụ và tắt điện trong trường hợp thiếu thanh toán. Một mạng lưới các đồng hồ như vậy có thể được sử dụng để trang bị cho một tòa nhà dân cư nhiều tầng. Tất cả các bài đọc qua mạng sẽ được gửi đến trung tâm điều khiển.

Đặc biệt quan tâm là họ vi điều khiển 8-bit với bộ nhớ FLASH trên chip. Vì nó có thể được lập trình trực tiếp trên bo mạch đã lắp ráp nên mã chương trình được bảo vệ và phần mềm có thể được cập nhật mà không cần cài đặt.

Cơm. 5. Máy tính số cho công tơ điện số

Thú vị hơn nữa là tùy chọn đồng hồ đo điện không có EEPROM bên ngoài và RAM ổn định bên ngoài đắt tiền. Trong các tình huống khẩn cấp, có thể ghi lại các kết quả đọc và thông tin dịch vụ vào bộ nhớ FLASH bên trong của bộ vi điều khiển. Điều này cũng đảm bảo tính bảo mật của thông tin, điều này không thể thực hiện được khi sử dụng tinh thể bên ngoài không được bảo vệ khỏi sự truy cập trái phép. Những đồng hồ đo điện ở bất kỳ mức độ phức tạp nào đều có thể được triển khai bằng cách sử dụng bộ vi điều khiển Motorola thuộc họ HC08 với bộ nhớ FLASH nằm trên một con chip.

Việc chuyển đổi sang hệ thống đo đếm và điều khiển điện tự động kỹ thuật số chỉ còn là vấn đề thời gian. Những lợi thế của hệ thống như vậy là rõ ràng. Giá của họ sẽ liên tục giảm. Và ngay cả trên bộ vi điều khiển đơn giản nhất, đồng hồ đo điện kỹ thuật số như vậy cũng có những ưu điểm rõ ràng: độ tin cậy do hoàn toàn không có các phần tử cọ xát; sự nhỏ gọn; khả năng sản xuất vỏ có tính đến nội thất của các tòa nhà dân cư hiện đại; tăng thời gian xác minh lên nhiều lần; khả năng bảo trì và dễ dàng bảo trì và vận hành. Với chi phí phần cứng và phần mềm bổ sung nhỏ, ngay cả đồng hồ kỹ thuật số đơn giản nhất cũng có thể có một số chức năng dịch vụ mà tất cả các đồng hồ cơ khí không có, ví dụ: thực hiện thanh toán nhiều mức thuế cho năng lượng tiêu thụ, khả năng tính toán và kiểm soát tự động đã tiêu thụ điện.

Xuất bản: cxem.net

Xem các bài viết khác razdela Đồng hồ đo điện.

Đọc và viết hữu ích bình luận về bài viết này.

<< Quay lại

Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:

Da nhân tạo để mô phỏng cảm ứng 15.04.2024

Trong thế giới công nghệ hiện đại, nơi khoảng cách ngày càng trở nên phổ biến, việc duy trì sự kết nối và cảm giác gần gũi là điều quan trọng. Những phát triển gần đây về da nhân tạo của các nhà khoa học Đức từ Đại học Saarland đại diện cho một kỷ nguyên mới trong tương tác ảo. Các nhà nghiên cứu Đức từ Đại học Saarland đã phát triển những tấm màng siêu mỏng có thể truyền cảm giác chạm vào từ xa. Công nghệ tiên tiến này mang đến những cơ hội mới cho giao tiếp ảo, đặc biệt đối với những người đang ở xa người thân. Các màng siêu mỏng do các nhà nghiên cứu phát triển, chỉ dày 50 micromet, có thể được tích hợp vào vật liệu dệt và được mặc như lớp da thứ hai. Những tấm phim này hoạt động như những cảm biến nhận biết tín hiệu xúc giác từ bố hoặc mẹ và đóng vai trò là cơ cấu truyền động truyền những chuyển động này đến em bé. Việc cha mẹ chạm vào vải sẽ kích hoạt các cảm biến phản ứng với áp lực và làm biến dạng màng siêu mỏng. Cái này ... >>

Cát vệ sinh cho mèo Petgugu Global 15.04.2024

Chăm sóc thú cưng thường có thể là một thách thức, đặc biệt là khi bạn phải giữ nhà cửa sạch sẽ. Một giải pháp thú vị mới từ công ty khởi nghiệp Petgugu Global đã được trình bày, giải pháp này sẽ giúp cuộc sống của những người nuôi mèo trở nên dễ dàng hơn và giúp họ giữ cho ngôi nhà của mình hoàn toàn sạch sẽ và ngăn nắp. Startup Petgugu Global đã trình làng một loại bồn cầu độc đáo dành cho mèo có thể tự động xả phân, giữ cho ngôi nhà của bạn luôn sạch sẽ và trong lành. Thiết bị cải tiến này được trang bị nhiều cảm biến thông minh khác nhau để theo dõi hoạt động đi vệ sinh của thú cưng và kích hoạt để tự động làm sạch sau khi sử dụng. Thiết bị kết nối với hệ thống thoát nước và đảm bảo loại bỏ chất thải hiệu quả mà không cần sự can thiệp của chủ sở hữu. Ngoài ra, bồn cầu có dung lượng lưu trữ lớn có thể xả nước, lý tưởng cho các hộ gia đình có nhiều mèo. Bát vệ sinh cho mèo Petgugu được thiết kế để sử dụng với chất độn chuồng hòa tan trong nước và cung cấp nhiều lựa chọn bổ sung. ... >>

Sự hấp dẫn của những người đàn ông biết quan tâm 14.04.2024

Định kiến ​​phụ nữ thích “trai hư” đã phổ biến từ lâu. Tuy nhiên, nghiên cứu gần đây được thực hiện bởi các nhà khoa học Anh từ Đại học Monash đã đưa ra một góc nhìn mới về vấn đề này. Họ xem xét cách phụ nữ phản ứng trước trách nhiệm tinh thần và sự sẵn sàng giúp đỡ người khác của nam giới. Những phát hiện của nghiên cứu có thể thay đổi sự hiểu biết của chúng ta về điều gì khiến đàn ông hấp dẫn phụ nữ. Một nghiên cứu được thực hiện bởi các nhà khoa học từ Đại học Monash dẫn đến những phát hiện mới về sức hấp dẫn của đàn ông đối với phụ nữ. Trong thí nghiệm, phụ nữ được cho xem những bức ảnh của đàn ông với những câu chuyện ngắn gọn về hành vi của họ trong nhiều tình huống khác nhau, bao gồm cả phản ứng của họ khi gặp một người đàn ông vô gia cư. Một số người đàn ông phớt lờ người đàn ông vô gia cư, trong khi những người khác giúp đỡ anh ta, chẳng hạn như mua đồ ăn cho anh ta. Một nghiên cứu cho thấy những người đàn ông thể hiện sự đồng cảm và tử tế sẽ hấp dẫn phụ nữ hơn so với những người đàn ông thể hiện sự đồng cảm và tử tế. ... >>

Tin tức ngẫu nhiên từ Kho lưu trữ Duy nhất không bao giờ trượt 02.06.2020 Các nhà khoa học tại Viện Công nghệ Massachusetts đã phát triển một loại đế không bao giờ trượt. Các nhà khoa học đã tạo ra một sản phẩm lấy cảm hứng từ kirigami (nghệ thuật xếp giấy bằng kéo của Nhật Bản). Tấm kim loại có hoa văn da rắn là sự phát triển mới nhất của các kỹ sư Mỹ được sử dụng trong ngành dệt may. Đế dựa trên vật liệu này sẽ bảo vệ không chỉ con người khỏi bị ngã, mà còn bảo vệ các robot mềm. Thiết kế của sự mới lạ bao gồm nhiều vảy xếp chồng lên nhau, được lắp ráp theo cách thức gấp giấy kirigami. Ở trạng thái phẳng, đế vẫn nhẵn, nhưng ở mức uốn cong nhỏ nhất, vảy của nó sẽ đứng vững và bám vào mặt đất. Đồng thời, chúng có trọng lượng nhẹ hơn nhiều so với các loại gai truyền thống. So với các vật liệu thông thường, kirigami tăng ma sát lên 20% - 35%. Chỉ số này đã được xác nhận bởi nhiều thử nghiệm trên băng. Các nhà nghiên cứu tin rằng điều mới lạ này sẽ cứu sống nhiều người, vì té ngã là nguyên nhân gây tử vong phổ biến đối với những người lớn tuổi.

Tin tức thú vị khác:

▪ Mặt nạ nhiệt cho thiết bị điện tử

▪ SSD Blue và Ultra lên đến 1TB

▪ Máy tính xách tay được điều khiển bằng mắt

▪ SUV Ford Everest 2022

▪ Chỉ báo say sóng

Nguồn cấp tin tức khoa học và công nghệ, điện tử mới

Tài liệu thú vị của Thư viện kỹ thuật miễn phí:

▪ phần của trang Câu cách ngôn của những người nổi tiếng. Lựa chọn bài viết

▪ bài viết Và điều không thể là có thể. biểu hiện phổ biến

▪ bài viết Cá có ngủ không? đáp án chi tiết

▪ Bài địa lan. Truyền thuyết, canh tác, phương pháp áp dụng

▪ bài viết Thư viện chụp ảnh dựa trên con trỏ laser. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện

▪ bài viết Sử dụng bảng mạch in cũ. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện

Để lại bình luận của bạn về bài viết này:

Tất cả các ngôn ngữ của trang này

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web

www.diagram.com.ua
2000-2024