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§ 14 Le principe du compteur électronique A100


La conception et le fonctionnement des éléments principaux

Module compteur électronique

La haute précision de la mesure de l'énergie active est obtenue grâce à un circuit intégré de mesure spécial comprenant des convertisseurs delta-sigma pour les signaux d'entrée de courant et de 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. De plus, 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 ultérieure 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'écran à cristaux liquides (LCD), le voyant LED, le port IrDA et la sortie d'impulsions.

Calibrages constants utilisés 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 de courant du compteur utilise un shunt à faible résistance avec pas plus de 0,6 mΩ. Tension avant d'entrer dans l'entrée "delta-sigma" le convertisseur traverse une série de résistifs hautement linéaires diviseurs de tension.

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

  • CI de mesure (puce de mesure)

  • microcontrôleur

  • Mémoire EEPROM

  • diviseurs de tension résistifs

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

  • bloc d'alimentation

  • Port IrDA

  • affichage à cristaux liquides (LCD)

  • oscillateur à quartz (plage de mégahertz)

  • Voyant LED

Contre-diagramme de compteur

Fig. 1. Schéma de structure du compteur type A100

Bloc 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 les transitoires, les circuits d'entrée de l'alimentation ont dispositif de suppression non linéaire, une série de résistances de protection limitant le courant et tension, ainsi que le filtre HF.

Capteurs de mesure de tension

Pour obtenir un signal haute tension et minimiser le déphasage dans une large plage dynamique, des diviseurs de tension résistifs sont utilisés. En tant que séparateurs, des résistances SMT à haute stabilité 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 circuit intégré 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 CI de mesure contient des convertisseurs "delta-sigma" (ADC) qui convertissent les signaux d'entrée de tension et de courant dans un numérique code et processeur de signal numérique (DSP), le correspondant 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 des coupures 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 tarifaire

  • communication entre DSP et mémoire EEPROM

  • transfert de données via le port IrDA

  • indicateur LED de contrôle et impulsion sortie (S0)

  • opération de contrôle de l'affichage à cristaux liquides (LCD)

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

Mémoire EEPROM

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

Affichage à cristaux liquides (LCD )

Un écran à cristaux liquides (LCD) est utilisé pour affichage des données et état mesurés (calculés) informations.
Les segments LCD affichés ont un contraste élevé et se distinguent facilement de différents angles de vue. L'écran LCD peut être divisé en plusieurs zones d'information (champs), chacun affichant certaines informations, comme le montre la Fig. 1-5.

Fonctions auxiliaires (service)

Caractéristiques supplémentaires

Des fonctions supplémentaires (service) peuvent être utilisées pour recevoir des informations générales sur la fiabilité du travail et de la comptabilité compteur d'énergie électrique actif A100. Ces données peuvent être lu sur le PC via le port du compteur IrDA.
Ci-dessous, nous considérons des données donnant des informations sur la fiabilité prise en compte de l'énergie électrique.

Le flux d'énergie dans la direction opposée

Nombre d'inversions d'énergie
Le compteur A100 détecte et écrit en mémoire le nombre total cas de flux d'énergie dans la direction opposée. Compteur Il ne détecte un flux dans le sens opposé que dans le cas de dépassant le seuil d'énergie établi (5Wh). Valeur seuil est installé en usine.

Énergie active totale libérée

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

Indicateur de flux d'énergie inverse

L’indicateur du flux d’énergie inverse s’affiche sur l’écran LCD détection du flux de courant dans le sens inverse (sortie).
L’indicateur du flux d’énergie inverse restera sur l’écran LCD jusqu’à ce que même lorsque le courant est à nouveau flux dans la direction directe (consommation).

Temps d'opération du compteur

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

Nombre de pannes de courant

Le compteur compte et enregistre les quantités en mémoire pannes de courant.

La durée du mode sans courant

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

Fonctions de contrôle

Compteur de pannes internes

Cet appareil enregistre la quantité en mémoire Si le CPU est redémarré à cause d'un travail (mauvais fonctionnement du microprocesseur).