این مقاله ترکیب و اصل سه فاز متر هوشمند طراحی شده مدولار را معرفی می کند، ویژگی های تراشه کنترلی آن را تجزیه و تحلیل می کند، و طرح پیاده سازی سه فاز متر هوشمند مدولار طراحی شده را توضیح می دهد.
کلمات کلیدی: مدولارسازی; سه فاز متر هوشمند
مطالب:
2. طراحی مدولار سخت افزار کنتور الکتریکی
2.1 ماژول اندازه گیری و نمونه برداری
1-مقدمه
طرح طراحی موجود کنتورهای هوشمند به طور کلی یک طرح ادغام عملکردی است، یک طرح برای هر کنتور، شامل سخت افزار و نرم افزار، که فقط روی کنتورهای هوشمند خاص قابل استفاده است و نمی توان از کنتورهایی با مشخصات مختلف استفاده کرد. برای مثال برای کنتورهایی با مشخصات جریان و ولتاژ یکسان: کنتور یک نرم افزار و سخت افزار دارد و کنتور LCD دارای نرم افزار و سخت افزار دیگری است. پس از اتخاذ روش طراحی مدولار، تنها از یک نسخه سخت افزاری و یک نسخه نرم افزاری می توان برای تحقق عملکرد دو متر مختلف از طریق پیکربندی و ترکیب ساده استفاده کرد.
2. طراحی مدولار سخت افزار کنتور الکتریکی
هفت ماژول سختافزار کنتور الکتریکی از نظر فیزیکی مستقل، قابل تعویض هستند و روی رابط سختافزاری وصل میشوند و-میروند. ماژول قدرت، ماژول انسان-ماشین، ماژول اندازهگیری و نمونهبرداری، ماژول ذخیرهسازی و ماژول خروجی پالس همگی باید غیر-گرم-قابل تعویض باشند. تنها زمانی که همه ماژول های فوق به برق وصل و روشن باشند می توان به طور معمول از آنها استفاده کرد. اصل کار خاص و طراحی هر ماژول به ترتیب ماژول ها توضیح داده شده است.
2.1 ماژول اندازه گیری و نمونه برداری
ماژول نمونهبرداری اندازهگیری میتواند دو روش نمونهبرداری را محقق کند: یکی ارائه دادههای اندازهگیری اصلی به MCU با نمونهبرداری CT. دیگری ارائه داده های اندازه گیری اصلی به MCU با نمونه برداری از مس منگنز است. یعنی با استفاده از PCB یکسان، مربوط به مقادیر مختلف مقاومت نمونه برداری و مقادیر ظرفیت نمونه برداری، مقادیر مقاومت و خازن متفاوتی در حین پردازش چسبانده می شود و این تفاوت در BOM دستگاه منعکس می شود تا طراحی مدولار محقق شود.
2.2 ماژول ذخیره سازی
هنگام طراحی PCB ماژول ذخیره سازی، الزامات ظرفیت های مختلف داده متر در نظر گرفته می شود و سیگنال انتخاب تراشه تراشه ذخیره سازی برای دستیابی به طراحی ماژولار رزرو می شود.
خطوط آدرس به A0، A1 و A2 اشاره دارد. هنگامی که ظرفیت ذخیره سازی مورد نیاز نسبتاً کوچک است، A0، A1 و A2 مستقیماً به زمین متصل می شوند. هنگامی که ظرفیت ذخیره سازی مورد نیاز نسبتاً زیاد است، A0 به منبع تغذیه متصل می شود و A1 و A2 مستقیماً به زمین متصل می شوند.
2.3 ماژول مدیریت خروجی پالس
هنگام طراحی ماژول مدیریت خروجی پالس، چهار حالت در نظر گرفته می شود: پالس فعال رو به جلو، پالس فعال معکوس، پالس راکتیو رو به جلو و پالس راکتیو معکوس، یعنی چهار مدار خروجی پالس به طور یکنواخت در نظر گرفته می شوند. برای نیازهای مختلف 1 تا 4 مدار قرار می گیرد.
2.4 ماژول ارتباطات
ماژول ارتباطی به ماژول های RF، PLC و GPRS اشاره دارد. رابط ارتباطی داده ها را با CPU متر از طریق پورت سریال مبادله می کند. هنگام طراحی، رابط ارتباطی و خطوط پورت GPIO مربوطه که باید کنترل شوند به طور یکنواخت در نظر گرفته می شوند. در این راه حل از ارتباط پورت سریال UART به صورت یکنواخت استفاده می شود. خط داده ارتباطی دارای 1 TXD و 1 RXD برای ارسال و دریافت می باشد. یک خط داده کنترلی RESET سطح پایین مربوطه را هنگامی که ارتباط غیرعادی است خروجی میدهد و ماژول ارتباط را بازنشانی میکند تا ماژول بتواند ارتباط عادی را از سر بگیرد.
3. نتیجه گیری
با اتخاذ طراحی مدولار نرم افزار و سخت افزار، سخت افزار و نرم افزار کنتورهای هوشمند می توانند یک پلت فرم طراحی پایه مدولار را اتخاذ کنند. نیازهای مختلف مشتریان را می توان از طریق پیکربندی نرم افزاری مربوطه و وصل کردن ماژول های سخت افزاری مربوطه برآورده کرد.