Принцип работы цифрового устройства учета энергопотребления бытовой сети основан на преобразование измеряемого напряжения и тока в цифровую форму с последующим вычислением потребляемой мощности потребителем с помощью микроконтроллера, входящего в состав цифрового устройства учета энергопотребления бытовой сети. Входной сигнал, полученный от датчиков тока и напряжения, поступает на программируемый усилитель, где происходит его нормализация, с возможностью его усиления в программном режиме. После нормализации сигнала и амплитудной дискриминации сигнал поступает на АЦП, где происходит его преобразование из аналоговой в цифровую форму. Вычисление измеряемой мощности происходит по известным методам определения мощности, путем перемножения цифровых кодов, соответствующих измеряемым значениям напряжения и тока входной цепи на заданном интервале времени, с последующим выводом результатов измерения на дисплей. Цифровое устройство учета энергопотребления бытовой сети должно иметь возможность осуществлять индикацию как потребляемой мощности в кВт/час, так и индикацию в течение заданного времени (кВт/месяц). Цифровое устройство учета энергопотребления бытовой сети должно иметь возможность осуществлять расчет потребления электроэнергии абонента путем введения действующих тарифных цен.
Функционально цифровое устройство учета энергопотребления бытовой сети состоит из следующих узлов:
программируемого усилителя;
АЦП;
умножителя;
преобразователя период / частота;
устройства сопряжения с дисплеем;
клавиатура или персональный компьютер.
Согласно конструктивным требованиям число слоев печатной платы не должно превышать двух.
Исполнение корпусов электрорадиоэлементов и дискретных компонентов должно соответствовать условиям эксплуатации.
К цифровому устройству учета энергопотребления бытовой сети предъявляются следующие технические требования:
напряжение питания + 5В, +/- 15В – так как все ИМС, установленные на плате запитываются напряжением + 5В и только усилитель с гальванической развязкой требует напряжение питания + 15В, то достаточно использовать напряжение + 5В;
потребляемый ток не более 0.5А – каждый элемент из применяемой элементной базы потребляет не более 0.5А;
диапазон измеряеммых значений тока 0 – 5А;
частота измеряемых сигналов 50 ±5% Гц;
минимальная разрядность АЦП – 7 – данной разрядности АЦП достаточно для проведения всех необходимый расчетов;
минимальная частота дискретизации – 200 Гц;
точность измерения потребляемой мощности не более 5% - так как проектируемое устройство является счетчиком электроэнергии, то должна обеспечиваться высокая точность измерений.
К цифровому устройству учета энергопотребления бытовой сети предъявляются следующие требования надежности:
средняя наработка на отказ должно быть не менее 10000 часов в нормальных условиях эксплуатации – данное количество часов является достаточным для данного класса устройств;
среднее время восстановления должно быть не более 0.5 часа – должна быть предусмотрена возможность для быстрого восстановления полной или частичной потери работоспособности устройства;
средний срок службы не менее 10 лет с учетом проведения ремонтно-восстановительных работ – данного срока службы данного устройства достаточно. За указанный период времени устройство морально устареет и его необходимо будет заменить на принципиально новое устройство.
Главная
Форум
Статьи
Справочник
Литература
Схемотехника 
Авто
Микроконтроллеры 
Программаторы 
Программы 
Ссылки 
Устройство энергопотребления, Схема устройства
17 ноября 2014 11:07
