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§ 14 Le principe du compteur électronique A100


La conception et le fonctionnement des principaux éléments

Module de compteur électronique

La haute précision de la mesure d'énergie active est obtenue à l'aide d'un CI de mesure spécial comprenant des convertisseurs delta-sigma pour les signaux d'entrée courant et tension, une tension de référence très stable et un oscillateur à quartz et un processeur de signal numérique. Les signaux de sortie de deux convertisseurs «delta-sigma» sont envoyés à un processeur de signal numérique (DSP), où ils sont traités et multipliés. En conséquence, la sortie du processeur de signal numérique (DSP) génère des impulsions avec une fréquence proportionnelle à la puissance consommée. En outre, le processeur de signal numérique contrôle le processus d'extraction et de filtrage d'une composante constante possible des signaux de courant et de tension. Le comptage des impulsions émises par un processeur de signal numérique produit un microcontrôleur avec une augmentation subséquente du registre du tarif actif et du stockage des données dans la mémoire EEPROM non volatile. Le microcontrôleur est un lien important entre le microprocesseur et les périphériques du circuit, contrôlant le fonctionnement de l'affichage à cristaux liquides (LCD), le voyant LED, le port IrDA et la sortie d'impulsion.

Calibrations constantes utilisées pour les calculs nécessaires sont chargés dans le compteur à l'usine et stockés dans un non-volatile Mémoire EEPROM avec la configuration.

Le circuit actuel du compteur utilise un shunt de faible résistance avec pas plus de 0,6 mOhm. Tension avant d'entrer dans l'entrée "delta-sigma" le convertisseur passe à travers une série de résistive hautement linéaire diviseurs de tension.

Tous les principaux éléments électroniques du compteur sont situés sur un carte de circuit imprimé avec surface plane et installation traversante. Sur le Les composants suivants sont installés sur la carte de circuit imprimé:

  • IC de mesure (puce de mesure)

  • microcontrôleur

  • Mémoire EEPROM

  • diviseurs de tension résistifs

  • Convertisseurs de courant et de tension "Delta-sigma" (ADC)

  • unité d'alimentation

  • Port IrDA

  • affichage à cristaux liquides (LCD)

  • oscillateur à quartz (plage de mégahertz)

  • Voyant LED

Diagramme de bloc de compteur

Fig. 1. Schéma structurel du compteur type A100

Unité d'alimentation

Dans toutes les versions des compteurs A100, une alimentation est installée, calculé pour une large gamme d'alimentation en tension d'entrée réseau - de 184 à 276 V. Pour une protection fiable contre la surcharge et rapide éclats transitoires, les circuits d'entrée de l'alimentation ont dispositif de suppression non linéaire, une série de résistances de protection à limitation de courant et la tension, ainsi que le filtre HF.

Capteurs de mesure de tension

Pour obtenir un signal haute tension et minimiser le déphasage dans une plage dynamique étendue, des diviseurs de tension résistifs sont utilisés. En tant que diviseurs, des résistances SMT hautement stables avec un coefficient de température minimum sont utilisées.
La tension est appliquée directement à la carte principale, où, en utilisant des diviseurs résistifs, ils sont amenés au niveau requis de signaux d'entrée pour le delta-sigma du transducteur de mesure (convertisseur A / N).
Le CI de mesure dans le circuit fournit une mesure précise de la tension et du courant à utiliser pour calculer les quantités requises.

Conversion et calcul de signaux

Le circuit intégré de mesure contient des convertisseurs "delta-sigma" (ADC) qui convertissent les signaux d'entrée de tension et de courant en numérique codeur et processeur de signal numérique (DSP), le multipliant ainsi les résultats de l'ADC. Ensuite, le CI de mesure convertit l'énergie en impulsions pour un compteur de microcontrôleur, qui traite les impulsions d'entrée et transfère les données dans la mémoire compteur, et, si nécessaire, fournit un transfert de données sur l'écran LCD et les périphériques du circuit (relais, ports). Aussi le circuit intégré de mesure comprend un circuit de détection d'interruptions de courant, qui envoie le signal correspondant au microcontrôleur. Les étalonnages constants stockés dans la mémoire EEPROM sont chargés dans le compteur à l'usine et faire partie des opérations correspondantes calcul des valeurs souhaitées.

Microcontrôleur

  • Le microcontrôleur remplit diverses fonctions, telles que:

  • réception des signaux de commande de l'entrée de tarif

  • communication entre la mémoire DSP et EEPROM

  • transfert de données via le port IrDA

  • contrôle LED indicateur et impulsion sortie (S0)

  • commande de l'affichage à cristaux liquides (LCD)

Le microcontrôleur et le CI de mesure communiquent en permanence pour le traitement continu des signaux d'entrée des courants et souligne. Lorsque le compteur est détecté, Le microcontrôleur initie un arrêt et stocke les calculs et autres données

Mémoire EEPROM

Les compteurs A100 utilisent une mémoire EEPROM non volatile pour la configuration de stockage à long terme, usine permanente (constantes), estimées (commerciales) et autres données. Quand restaurer (fournir) l'énergie toutes les données sont lues de la mémoire microcontrôleur et le compteur revient à l'état de fonctionnement avant éteindre.
En l'absence de puissance, la mémoire peut maintenir la sécurité données pas moins de 10 ans.

Affichage à cristaux liquides (LCD )

Un affichage à cristaux liquides (LCD) est utilisé pour affichage des données mesurées (calculées) et de l'état informations.
Segments LCD affichés ont un contraste élevé et se distinguent facilement des différents angles de vue. L'écran LCD peut être divisé en plusieurs zones d'information (champs), dont chacun affiche certaines informations, comme indiqué sur la Fig. 1-5.

Fonctions auxiliaires (de service)

Caractéristiques supplémentaires

Des fonctions supplémentaires (de service) peuvent être utilisées pour recevoir des informations générales sur la fiabilité du travail et la comptabilité compteur d'énergie électrique actif A100. Ces données peuvent être lu sur le PC via le port compteur IrDA.
Nous considérons ci-dessous les données donnant des informations fiables comptabilisation de l'énergie électrique.

Le flux d'énergie dans la direction opposée

Nombre de renversements d'énergie
Le compteur A100 détecte et écrit dans la mémoire le nombre total les cas d'énergie circulent dans la direction opposée. Contre Il détecte un flux dans la direction opposée uniquement dans le cas de dépassant le seuil d'énergie établi (5Wh). Valeur seuil est installé dans l'usine.

Energie active totale libérée

Le compteur A100 détecte et écrit un total de
la valeur de l'énergie active distribuée.

Indicateur du flux d'énergie inverse

L'indicateur du flux d'énergie inverse est affiché sur l'écran LCD en cas détection du courant dans le sens inverse (sortie).
L'indicateur du flux d'énergie inverse restera sur l'écran LCD jusqu'à même quand le courant est à nouveau flux dans le sens direct (consommation).

Contre le temps de fonctionnement

Le compteur compte et enregistre dans la mémoire de chaque complet heures (sans tenir compte du temps de manque de nourriture) et des magasins durée du travail pour la période de 27 ans.

Nombre de coupures de courant

Le compteur compte et enregistre en quantité de mémoire coupures de courant.

La durée du mode sans courant

Le compteur de temps compte et enregistre chaque complet heure du compteur en l'absence de mode courant. Ce mode vous permet de détecter un modèle de chargement incorrect du consommateur.

Fonctions de contrôle

Compteur d'échecs internes

Cet appareil enregistre la quantité en mémoire Si le CPU est redémarré en raison d'un travail (dysfonctionnement du bon fonctionnement du microprocesseur).