Geleneksel üç{0}fazlı ölçüm cihazı kalibrasyon cihazlarının düşük ölçüm doğruluğu ve yüksek maliyeti sorunlarına yanıt olarak UBS, üç-fazlı çok işlevli bir sayaç kalibrasyon cihazı geliştirmiştir. Cihazın donanım devresi esas olarak voltaj ve akım örnekleme aralığı anahtarlama devresi, röle sürücü devresi, saat devresi, seri iletişim modülü ve ekran devresinden oluşur. Gerilim ve akım örnekleme aralığı anahtarlama devresi, akım ve gerilim trafoları tarafından toplanan gerilim ve akım sinyallerini çipin ölçüm aralığına dönüştürür. Bu cihaz, iletişim için diğer çevre birimlerine bağlanmaya uygun 4 UART seri bağlantı noktasıyla birlikte gelir. Mikrodenetleyici, sinyali aldıktan sonra toplanan voltaj ve akım verilerini TFTLCD kapasitif dokunmatik ekranda görüntüler. Yazılım tasarımı temel olarak geçici değişkenlerin başlatılmasını, ilgili kayıtların yapılandırılmasını ve düzenli olarak voltaj ve akımın toplanmasını içerir.
Anahtar Kelimeler: mikrodenetleyici; gerilim ve akım örneklemesi; aralık anahtarlama devresi
İçerik:
2. Donanım devre tasarımı
2.1 Çekirdek sistem
2.2 Gerilim ve akım örnekleme aralığı anahtarlama devresi
2.3 Röle sürücü devresi tasarımı
2.4 Seri iletişim modülü tasarımı
3.1 Mikrodenetleyici ana program tasarımı
3.2 Seri port kesintisi alım işleme programı
Elektronik bilgi teknolojisinin gelişmesiyle birlikte, geleneksel endüksiyon enerji sayacının doğruluğu düşük ve yüksek güç tüketimi artık gereksinimleri karşılayamıyor. İnsanlar elektronik enerji sayaçlarını önermek için yazılım ve donanım teknolojilerini birleştirdiler. Şu anda üç-fazlı enerji sayaçlarının ölçüm işlevi sürekli olarak geliştirilmektedir. Ölçüm performansının ve uzaktan veri iletiminin istikrarını sağlamak için, uzaktan otomatik sayaç okumayı gerçekleştirebilen ve güçlü parazit önleme yeteneğine sahip olan tek-çipli mikro bilgisayarlar ve akıllı uzaktan iletimli üç-fazlı enerji sayaçları ortaya çıkmıştır. LCD ekran ve akım algılama sorunları göz önüne alındığında, bu makale devre tasarımını basitleştirmek için LCD denetleyicili bir çip kullanmaktadır. Bu nedenle, bu makale, geleneksel üç{10}}fazlı sayaç kalibrasyon cihazının küçük akım ve voltajı ölçme sorununu çözmek için üç-fazlı sayaç kalibrasyon cihazını inceliyor.
2.Donanım devre tasarımı
2.1 Çekirdek sistem
Çip güç kaynağı pinleri 58, 59 ve 60 5 V voltaja bağlanır, işlemcideki pin 54 seri iletim portudur ve pin 53 seri alım portudur.
2.2 Gerilim ve akım örnekleme aralığı anahtarlama devresi
Elektronik bilgi teknolojisinin gelişmesiyle birlikte, geleneksel endüktif enerji sayaçlarının doğruluğu düşük ve yüksek güç tüketimi artık gereksinimleri karşılayamıyor. İnsanlar elektronik enerji sayaçlarını önermek için yazılım ve donanım teknolojilerini birleştirdiler. Şu anda üç-fazlı enerji sayaçlarının ölçüm işlevi sürekli olarak geliştirilmektedir. Bazı çift yönlü üç-fazlı enerji sayaçları, her faz voltajının ve reaktif gücün etkin değerini ölçmek için arayüzler aracılığıyla kayıtlara erişir; Bunun artık basit bir sayısal ölçüm olmadığını göz önünde bulundurarak tasarımcılar, akım ve gerilim dalga biçimi verilerinin gerçek-zamanlı analizini, ölçümü ve dirençli yük boyutunun değerlendirilmesini gerçekleştirmek için ölçüm cihazına çipler uygular. Ölçüm performansının ve uzaktan veri aktarımının istikrarını sağlamak için, uzaktan otomatik sayaç okumayı gerçekleştirebilen ve güçlü parazit önleme yeteneğine sahip olan, tek-çipli mikrobilgisayarlara dayanan akıllı uzaktan iletimli üç-fazlı enerji sayaçları ortaya çıkmıştır; tek çipli mikrobilgisayarları temel alan üç-fazlı enerji ölçüm cihazları, görünen enerjiyi ölçebilir ve flash bellek yükseltme işlevlerine sahiptir. Son yıllarda metre cinsinden çip uygulaması trend haline geldi. LCD ekran ve akım algılama sorunları göz önüne alındığında, bu makale, geleneksel üç fazlı sayaç kalibrasyon cihazlarında düşük akım ve voltaj ölçümü sorununu çözmek için üç{14}}fazlı bir sayaç kalibrasyon cihazını inceliyor.
2.3 Röle sürücü devresi tasarımı
Sürücü çipinin G/Ç bağlantı noktası 5 V çıkış verdiğinde, yardımcı çıkış röle bobininden akım akar ve sabit bir voltaj çıkışı sağlamak için K10 anahtarı 4'e çevrilir.
2.4 Seri iletişim modülü tasarımı
Çip, donanım tasarımında kullanılmış olup seri iletişim için kontrolörün PA2, PA3, PA9 ve PA10 pinlerine bağlanır; burada PA2 ve PA3 gönderme için, PA9 ve PA10 ise alma için kullanılır. J4'teki terminal 5 topraklama terminalidir ve terminal 2 ve 3, PA9 ve PA10 arayüzlerine karşılık gelir.
3.Yazılım Tasarımı
Üç-fazlı ölçüm cihazı kalibrasyon cihazının yazılım tasarımı, toplanan verileri kapasitif dokunmatik ekranda görüntülemek için modüler tasarım ilkesini benimser. Yer sınırlamasından dolayı sadece mikrodenetleyicinin ana programı ve seri port kesme alma işleme programı anlatılmıştır.
3.1 Mikrodenetleyici ana program tasarımı
Öncelikle genel kesintileri devre dışı bırakın, ardından çeşitli parametreleri ve IO bağlantı noktalarını başlatın ve ilgili kayıtları yapılandırın. Örneklemenin tamamlanmasının ardından mikrokontrolör veri işlemeyi gerçekleştirir ve son olarak gerilim ve akım verilerini dokunmatik ekranda görüntüler.
3.2 Seri port kesintisi alım işleme programı
Mikrodenetleyici kesmeyi açıp bir karakter aldıktan sonra, alımı tamamlama kesmesi oluşturulur. Alma işlevi, verileri değişken arabelleğe kaydeder ve sayaç 1 azaltılır. Başlangıç değerini 1 olarak ayarlayın. Sayaç 0'a eşitse geri çağırma işlevini yürütün; eğer sayaç 0'a eşit değilse mikrodenetleyici bir sonraki alımı bekler.
4.Test sonuçları ve analizi
Test platformu tasarlanan donanım ve yazılımla oluşturulmuştur. Üç-fazlı programlanabilir standart güç kaynağı ölçüm nesnesiydi. Test için üç veri kümesi girildi.
Yukarıdaki verilerden, güç kaynağının başlangıç değeri değiştirildiğinde elde edilen her veri setindeki hatanın çok küçük olduğu görülebilir. Cihaz, üç-fazlı ölçüm cihazının tasarım beklentilerini karşılayan doğru ölçümünü gerçekleştirebilmektedir.
5. Sonuç
Bu makalenin temel tasarımı, üç-fazlı bir ölçüm cihazı kalibrasyon cihazıdır ve 4 ondalık basamağa kadar doğru akım sağlar; bu, güç sistemi kullanıcıları için ideal bir kalibrasyon cihazıdır.