In risposta ai problemi di scarsa precisione di misurazione e di costo elevato dei tradizionali dispositivi di calibrazione dei contatori trifase-, UBS ha sviluppato un dispositivo di calibrazione dei contatori multifunzionale trifase. Il circuito hardware del dispositivo comprende principalmente il circuito di commutazione dell'intervallo di campionamento della tensione e della corrente, il circuito di azionamento del relè, il circuito dell'orologio, il modulo di comunicazione seriale e il circuito di visualizzazione. Il circuito di commutazione dell'intervallo di campionamento di tensione e corrente converte i segnali di tensione e corrente raccolti dai trasformatori di corrente e tensione nell'intervallo di misurazione del chip. Questo dispositivo è dotato di 4 porte seriali UART per la comunicazione, comode per il collegamento con altre periferiche. Dopo aver ricevuto il segnale, il microcontrollore visualizza i dati di tensione e corrente raccolti sul touch screen capacitivo TFTLCD. La progettazione del software comprende principalmente l'inizializzazione delle variabili temporanee, la configurazione dei relativi registri e la raccolta regolare di tensione e corrente.
Parole chiave: microcontrollore; campionamento di tensione e corrente; circuito di commutazione della gamma
Contenuto:
1.Progettazione complessiva del sistema
2. Progettazione di circuiti hardware
2.1 Sistema centrale
2.2 Circuito di commutazione del campo di campionamento della tensione e della corrente
2.3 Progettazione del circuito di comando del relè
2.4 Progettazione del modulo di comunicazione seriale
3.1 Progettazione del programma principale del microcontrollore
3.2 Programma di elaborazione della ricezione delle interruzioni della porta seriale
4. Risultati e analisi dei test
1.Progettazione complessiva del sistema
Con lo sviluppo della tecnologia dell'informazione elettronica, il tradizionale contatore di energia a induzione ha una bassa precisione e un elevato consumo energetico, che non possono più soddisfare i requisiti. Le persone hanno combinato tecnologie software e hardware per proporre contatori elettronici di energia. Al momento, la funzione di misurazione dei contatori di energia trifase-è in costante miglioramento. Al fine di garantire la stabilità delle prestazioni di misurazione e della trasmissione remota dei dati, sono apparsi microcomputer a-chip singolo e contatori di energia trifase- con trasmissione remota intelligente, che possono realizzare la lettura automatica remota dei contatori e hanno una forte capacità anti-interferenza. Considerando i problemi del display LCD e del rilevamento della corrente, questo documento utilizza un chip con controller LCD per semplificare la progettazione del circuito. Pertanto, questo articolo studia il dispositivo di calibrazione del misuratore trifase-per risolvere il problema che il tradizionale dispositivo di calibrazione del misuratore trifase-misura piccole correnti e tensioni.
2.Progettazione del circuito hardware
2.1 Sistema centrale
I pin 58, 59 e 60 dell'alimentatore del chip sono collegati a una tensione di 5 V, il pin 54 nel processore è la porta di trasmissione seriale e il pin 53 è la porta di ricezione seriale.
2.2 Circuito di commutazione del campo di campionamento della tensione e della corrente
Con lo sviluppo della tecnologia dell'informazione elettronica, il tradizionale contatore di energia induttivo ha una bassa precisione e un elevato consumo energetico, che non possono più soddisfare i requisiti. Le persone hanno combinato tecnologie software e hardware per proporre contatori elettronici di energia. Al momento, la funzione di misurazione dei contatori di energia trifase-è in costante miglioramento. Alcuni contatori di energia trifase bidirezionale-accedono ai registri attraverso interfacce per misurare il valore effettivo della tensione di ciascuna fase e della potenza reattiva; considerando che non si tratta più di una semplice misurazione numerica, i progettisti applicano chip al misuratore per realizzare analisi in tempo reale-dei dati sulla forma d'onda di corrente e tensione, misurazione e valutazione della dimensione del carico resistivo. Al fine di garantire la stabilità delle prestazioni di misurazione e la trasmissione remota dei dati, sono emersi contatori di energia trifase intelligenti a trasmissione remota basati su microcomputer a chip singolo-, che possono realizzare la lettura automatica remota dei contatori e hanno una forte capacità anti-interferenza; i contatori di energia tri-fase basati su microcomputer a-chip singolo possono misurare l'energia apparente e avere funzioni di aggiornamento della memoria flash. Negli ultimi anni l’applicazione dei chip in metri è diventata una tendenza. Considerando i problemi del display LCD e del rilevamento della corrente, questo articolo studia un dispositivo di calibrazione del misuratore trifase-per risolvere il problema della misurazione di bassa corrente e tensione nei tradizionali dispositivi di calibrazione del misuratore trifase-.
2.3 Progettazione del circuito di comando del relè
Quando la porta I/O del chip di azionamento emette 5 V, la corrente scorre attraverso la bobina del relè di uscita ausiliaria e l'interruttore K10 viene ruotato su 4 per emettere una tensione stabile.
2.4 Progettazione del modulo di comunicazione seriale
Il chip viene utilizzato nella progettazione hardware ed è collegato ai pin PA2, PA3, PA9 e PA10 del controller per la comunicazione seriale, dove PA2 e PA3 vengono utilizzati per l'invio e PA9 e PA10 per la ricezione. Il terminale 5 in J4 è il terminale di terra e i terminali 2 e 3 corrispondono alle interfacce PA9 e PA10.
3.Progettazione del software
La progettazione del software del dispositivo di calibrazione del misuratore trifase- adotta il principio di progettazione modulare per visualizzare i dati raccolti sul touch screen capacitivo. A causa delle limitazioni di spazio, vengono descritti solo il programma principale del microcontrollore e il programma di elaborazione di ricezione degli interrupt della porta seriale.
3.1 Progettazione del programma principale del microcontrollore
Innanzitutto disabilitare gli interrupt globali, quindi inizializzare vari parametri e porte IO e configurare i relativi registri. Dopo aver avviato il campionamento completo, il microcontrollore esegue l'elaborazione dei dati e infine visualizza i dati di tensione e corrente sul touch screen.
3.2 Programma di elaborazione della ricezione delle interruzioni della porta seriale
Dopo che il microcontrollore apre l'interrupt e riceve un carattere, viene generato un interrupt di completamento della ricezione. La funzione di ricezione salva i dati nel buffer variabile e il contatore viene ridotto di 1. Imposta il valore iniziale di su 1. Se il contatore è uguale a 0, esegui la funzione di callback; se il contatore non è uguale a 0, il microcontrollore attende la ricezione successiva.
4. Risultati e analisi dei test
La piattaforma di test è stata costruita con l'hardware e il software progettati. L'oggetto di misurazione era la fonte di alimentazione standard programmabile trifase-. Sono stati inseriti tre set di dati per i test.
Dai dati sopra riportati si può vedere che modificando il valore iniziale della fonte di alimentazione, l'errore di ogni serie di dati ottenuti è molto piccolo. Il dispositivo può realizzare la misurazione accurata del misuratore trifase-, che soddisfa le aspettative di progettazione.
5. Conclusione
Il progetto principale di questo articolo è un dispositivo di calibrazione del misuratore trifase- con precisione della corrente fino a 4 cifre decimali, che è un dispositivo di calibrazione ideale per gli utenti dei sistemi di alimentazione.