Цифровой ваттметр переменного тока на PIC18F252

Многие задумывались над вопросом, сколько потребляет тот или иной бытовой электроприбор. Например, сколько энергии потребляет телевизор в дежурном режиме? Как изменяется энергопотребление холодильника в различных режимах работы? Для этих целей вам потребуется ваттметр переменного тока, и в этой статье мы подробно рассмотрим конструкцию одного из вариантов прибора(Рисунок 1).

Рисунок 1. Цифровой ваттметр переменного тока.

Разрабатывать такие приборы для постоянного тока не имеет смысла ввиду того, что в этом случае все очень просто вычисляется с помощью известных законов и математических формул, при этом из измерительных приборов потребуется только амперметр. Для переменного тока все немного сложнее и раньше аналоговые ваттметры для переменного тока, хоть и обеспечивали высокую точность, были сложны в производстве, не говоря уже о цифровых ваттметрах и возможности сборки подобных приборов в домашних условиях.

Современные технологии и элементная база позволяют проектировать многофункциональные устройства при минимальных затратах. Дешевые микроконтроллеры (МК) с богатой периферией и мощными вычислительными способностями заметно упрощают создание различных систем автоматизации и управления. Интегрированная прецизионная аналоговая периферия, а в некоторых МК и подсистема цифровой обработки сигналов, дают возможность разрабатывать многофункциональные измерительные приборы в том числе счетчики электроэнергии с дистанционным снятием показаний.

Цифровой ваттметр, конструкцию которого мы рассмотрим, предназначен для измерения потребляемой мощности устройств, подключенных к сети переменного напряжения 207 – 235 В / 50 Гц. Основным элементом ваттметра является 8-разрядный PIC микроконтроллер компании Microchip серии

PIC18F252, который с помощью внешних АЦП выполняет измерение протекающег через нагрузку тока, напряжения на нагрузке, вычисляет действующее значение напряжения (эффективное значение) в сети, действующее значение тока и среднее значение потребляемой мощности. Все указанные параметры отображаются на двухстрочном символьном ЖК индикаторе.

Прибор не имеет отдельного источника питания. Используется встроенный сетевой блок питания, благодаря чему микроконтроллерная часть прибора полностью изолирована от аналоговых узлов, находящихся под напряжением сети.

Принципиальная схема

Схема и проект печатной платы разработаны в бесплатной среде проектирования SoloPCB tools. Принципиальная схема прибора изображена на Рисунке 2. Полный список примененных компонентов приведен в Таблице 2.

Рисунок 2. Принципиальная схема цифрового ваттметра переменного тока.

Для вычисления потребляемой мощности нам необходимо знать напряжение на нагрузке и потребляемый нагрузкой ток. Напряжение, которое должно быть измерено, является напряжением сети переменного тока, поэтому необходимо учитывать, что оно может быть в диапазоне 207 В – 253 В. С целью повышения точности измерений необходимо выполнять измерение напряжения сети, а не использовать в расчетах фиксированное среднее значение 230 В.

Линии сети электропитания подключаются к разъему J1 (AC IN, вход переменного напряжения). Аналоговый узел для измерения напряжения сети состоит из резистивного делителя (R1, R2 R3), прецизионного источника опорного напряжения (U3) и АЦП (U5). Резистивный делитель, включенный между фазой и нейтралью, предназначен для понижающего масштабирования напряжения с коэффициентом R1/(R1+R2+R3)=1/201. Таким образом мы понижаем пиковое значение напряжения величиной ±320 В в уровня ±1.59 В. Затем с помощью источника опорного напряжения REF03 (Analog Devices) мы задаем смещение этого напряжения вверх на величину 2.5 В, и в результате диапазон ±320 В будет соответствовать входному диапазону АЦП 0.91 В – 4.09 В.

После масштабирования и смещения напряжение на резисторе R2 считывается аналого-цифровым преобразователем (U5) MCP3202 (Microchip) и передается в 12-разрядном формате по интерфейсу SPI в микроконтроллер. Для изолирования микроконтроллера от аналоговых узлов используются высокоскоростные оптопары HCPL-0630.

Второй канал АЦП используется для измерения опорного напряжения 2.5 В – это значение будет использоваться в качестве поправочного коэффициента в расчетах.

Линии сети переменного тока, нейтраль и заземление от разъема J1 непосредственно подключаются к выходному разъему J2 (AC OUT), линия фазы проходит через датчик тока (U4) ACS712-20A компании Allegro. Это малошумящий аналоговый датчик тока на основе эффекта Холла с гальванической развязкой от измеряемой линии и возможностью измерения постоянного и переменного тока. Для повышения шумовых характеристик и точности измерений имеется вывод для подключения фильтрующего конденсатора. При нулевом токе выходное напряжение датчика составляет 2.5 В. При протекании тока через выводы IP+ и IP- выходное напряжение датчика меняется в соответствии с масштабным коэффициентом 100 мВ/А, следовательно, при протекающем токе +20 А выходное напряжение составит 4.5 В и 0.5 В при токе -20 А. Аналоговое значение датчика тока преобразуется в цифровую форму с помощью еще одной микросхемы АЦП MCP3202.

Датчик тока имеет диапазон измерений ±20 А, но, учитывая ограничения по току для разъемов и держателя предохранителя, узел измерения переменного тока защищен предохранителем 16 А, включенным в фазовую линию.

Для питания аналоговых узлов и микроконтроллерной части используется трансформаторный блок питания (Рисунок 3). Трансформатор имеет две идентичные вторичные обмотки, с которых снимается переменное напряжение 6 В. Далее напряжение выпрямляется и стабилизируется с помощью микросхемы 78L05 (U1, U2) с типовой схемой включения. Светодиоды D2 и D3 предназначены для индикации напряжения питания.

Рисунок 3. Входной и выходной разъемы, трансформатор блока питания ваттметра.

В ваттметре используется 8-разрядный МК PIC18F252. Он выполняет считывание значений напряжения и тока, выполняет вычисление их среднеквадратичных значений и среднее значение потребляемой мощности. Непосредственно к МК подключен ЖК индикатор, на котором отображаются указанные значения.

Может использоваться как 4-, так и 8-битный режим работы. Для работы с внешними АЦП используется интегрированный в МК модуль SPI интерфейса. Несмотря на то, что в схеме используется кварцевый резонатор 20 МГц, микроконтроллер тактируется частотой 5 МГц. Для программирования микроконтроллера предусмотрен разъем ICSP (J3) (Рисунок 4).

Рисунок 4. Микроконтроллер, АЦП, элементы гальванической развязки на печатной плате ваттметра.

Печатная плата

Проект печатной платы тоже выполнен в среде SoloPCB. Проектирование прибора в качестве портативного устройства было хорошей идеей, при этом контур печатной платы был спроектирован в Autocad и затем экспортирован в среду SoloPCB (Рисунок 5).

Рисунок 5. Вид проекта печатной платы цифрового ваттметра в среде SoloPCB.

Печатные проводники силовых линий (фаза, нейтраль, заземление), соединяющие входной (AC IN) и выходной (AC OUT) разъемы, сделаны широкими, насколько это возможно, все блокировочные конденсаторы расположены как можно ближе к микросхемам.

Шины аналоговой (AGND) и цифровой «земли» (DGND) выполнены отдельными. Все компоненты расположены на верхнем слое.

Примечание:

При проектировании схемы и печатной платы в среде SoloPCB некоторые элементы, которые отсутствовали в библиотеках, были созданы вручную. Библиотека этих элементов входит в состав архива с проектными файлами, который вы сможете скачать в секции загрузок.

Программа микроконтроллера

Как мы заметили выше, микроконтроллер считывает значения напряжения и тока каждую 1 мс и накапливает 40 измерений каждого параметра, что соответствует двум периодам для частоты 50 Гц. Затем выполняется вычисление действующих значений и потребляемой мощности. Период 1 мс генерируется с помощью встроенного таймера Timer A, работающего в 16-битном режиме с выработкой сигнала прерывания по переполнению.

После получения всех выборок выполняется вычисление действующих (среднеквадратичных) значений напряжения и тока по формуле:

Следует заметить, что полученные выборки содержат также фазовое соотношение между напряжением и током. Таким образом, активная мощность переменного тока, которая вычисляется по формуле (V×I×cosθ), может быть получена вычислением средней мощности с использованием следующей формулы:

Все вычисленные значения отображаются на экране ЖК индикатора. Для работы с индикатором применяется библиотека lcd.h для компилятора CCS C.

Рисунок 6. Измерение потребляемой мощности паяльной станции с помощью цифрового ваттметра.

Рисунок 7. Измерение потребляемой мощности 2 кВт водонагревателя.

---

Файлы к статье «Цифровой ваттметр переменного тока на PIC18F252»
Описание: Исходный код(Си), схема, печатная плата, библиотеки элементов(SoloPCB)
Размер файла: 47.4 KB Количество загрузок: 316	Скачать

---

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:

Многофункциональный ваттметр с гальванической развязкой / Блог им.

hd44780 / Блоги по электронике

Нередко требуется измерить мощность того или иного мощного (и не очень) электрооборудования. Кроме того, иногда полезно знать одновременно и ток нагрузки I, и напряжение U, и не просто мощность (всё равно какую), а и полную P, и активную S (их нередко путают и не всегда уточняют, которая из них имеется в виду в том или ином случае). Также в ряде специфических случаев требуется знать коэффициент мощности сети, равный P/S (он же косинус φ (фи) — угла сдвига фаз между напряжением и током), реактивную мощность Q и сам φ.

Обычный мультиметр в решении вышеозначенных задач не поможет, т.к. измерив, пусть даже одновременно (2-мя приборами), ток нагрузки и напряжение в сети мы сможем получить только S=UI, а все остальные параметры остаются недоступными, т.к. для их вычисления одних U и I недостаточно.

Внимание! Из-за ограничений по размеру топика здесь не приводятся многие необходимые для полного понимания материала выкладки, формулы, описания и пр. вещи.
В прилагаемом архиве есть полная статья со всеми описаниями.

Имеющиеся решения

Для решения этих задач существуют специальные приборы – ваттметры и универсальные вольт-ампер-фазометры, но т.к. они являются спецтехникой, а не приборами широкого назначения, то их довольно сложно найти и стоят они порой недёшево. Кроме того, далеко не всегда такие приборы показывают все параметры сразу. В интернете встречаются очень простые и дешёвые конструкции, например, [2], но они очень узкоспециализированные (так, [2] измеряет только φ).

В то же время все вышеописанные задачи вполне «по зубам» обычным МК AVR, которые гораздо более доступны и порой дешевле микросхем от AD. Тем более, что для создания универсального измерительного прибора без МК и прочих узлов всё равно не обойтись.

Схема устройства, детали

Схема электрическая принципиальная ваттметра приведена на рис. 1.

Рис. 1. Схема электрическая принципиальная

Полная схема есть в прилагаемом архиве.
Схема устройства состоит из 2-х частей – аналоговой (слева от DIP выключателей SW1) и цифровой (справа).

Аналоговая часть состоит из измерительных трансформаторов напряжения (Т1), тока (Т2) и согласующих узлов.
Резистор R2 – потенциометр для точной настройки напряжения, поступающего на АЦП.
Т2 – токовый трансформатор Talema AC1025, нагруженный на шунт-резистор R1 номиналом 100 ом мощностью 0.125Вт. Такие параметры резистора рекомендованы фирмой-производителем трансформатора. Первичная обмотка – 2 витка обычного одножильного провода сечением 1-1.5 мм, этого вполне достаточно для бытовых нагрузок мощностью до 2 кВт и током до 10А. На характеристики и настройку схемы толщина этого провода не влияет.

Узел R3, C1, C3, DA1.1 – формирователь средней точки для «поднятия» синусоид на полдиапазона АЦП. ОУ DA1 – в принципе любой. Я использовал и LM358, и rail-to-rail MCP601.
Делитель R4, R5, R6 – цепочка для измерения больших (от 4-5А) токов.
Диодные пары VD1-VD2, VD3-VD4, VD5-VD6 и R7 – классическая защита входов АЦП от перенапряжения (точнее – от выхода синусоиды за границы 0..+5в). VD1-VD4 – желательно Шоттки. Можно также применить «специализированные» диодные сборки типа BAV199 (1 сборка содержит 1 пару диодов) или аналогичные.
Все потенциометры (R2, R3 и R5) желательно многооборотные. Они позволят провести наиболее точную настройку узлов схемы.

Для измерения тока предусмотрено 2 канала – слаботочный (T2-R7-ADC2) и сильноточный (T2-R4-R5-R6-ADC3). Такое решение вызвано тем, что большие нагрузки (4-5А и выше) приводят к появлению на выходе ТТ напряжения, превышающего по амплитуде 4.5-5в. Вершины полуволн такого напряжения будут срезаны диодной парой VD3, VD4, что означает фактическую невозможность измерения тока выше указанных значений. Микропрограмма контроллера автоматически выбирает, который из двух сигналов использовать.

Цифровая часть схемы – микроконтроллер AtMega16, стандартный алфавитно-цифровой ЖК дисплей типа HD44780 и пр. элементы. Схемы включения – стандартные для этих компонентов. При подключении дисплея следует руководствоваться документацией на конкретную модель, т.к. существуют разные их цоколёвки (распиновки). Мне известны 2. На схеме я привёл наиболее распространённую.
Единственное требование к дисплею – он должен быть русифицированным, т.к. все сообщения выдаются на русском языке.

Резистор R8 – обычный (не многооборотный), служит для установки желаемого уровня контрастности изображения на LCD.
R9 и SB5 – подсветка. Номинал R9 не указан, т.к. разные модели LCD имеют разный ток подсветки. Его можно вычислить по закону Ома, используя значение тока подсветки для конкретного дисплея. Если дисплей без подсветки, то R9 и SB5 вообще не нужны.

R11, VD6 – индикатор «Питание подано».
Никаких специальных настроек цифровой части не требуется. При исправных деталях, правильном монтаже и запрограммированном контроллере схема начинает работать сразу после подачи питания.

Сам МК может быть модификаций AtMega 16/16A. Модификацию буквой L использовать нельзя – штатно она не работает на частоте 16MHz.
При программировании (прошивке) кроме заливки в контроллер файла wattmetr.hex также необходимо:
1. выставить режим кварцевого резонатора (CKSEL3..0=1111)
2. выставить CKOPT=0 (обязательно, т.к. кварц 16MHz)
3. выставить JTAGEN=1. Если этого не сделать, то LCD не будет корректно работать, ибо JTAG контроллер (4 старших бита PC) программно не выключается.
4. прошить EEPROM первоначальной конфигурационной информацией (файл wattmetr.eep).

Все кнопки без фиксации. Их конструкция любая, в зависимости от предполагаемых условий эксплуатации. SB1-SB3 и VD5 используются только при настройке и калибровке прибора, поэтому их можно разместить непосредственно на плате, SB4 и SB2 используются ещё и для переключения режимов отображения информации на дисплее, поэтому её лучше вывести наружу либо для удобства калибровки продублировать (2 параллельно включённые кнопки – на плате и на корпусе). Для подключения дублирующих кнопок на плате сделаны специальные отводы для разъёмов.
Назначение кнопок и светодиода будет описано ниже, в разделах «Калибровка» и «Эксплуатация».

Следует отметить, что на схеме отсутствует какой-либо преобразователь уровней UART (ножки 14, 15 контроллера). Это связано с тем, что тип и само наличие либо отсутствие такого преобразователя сильно зависит от того, к чему будет подключаться прибор. Если COM-порт, то это микросхема MAX232, если USB – то что-то типа FT232BM, если к другому контроллеру, то, может быть, преобразователи вообще не нужны и т.д.

Моя авторская конструкция предполагает подключение к другому МК AVR, поэтому преобразователь в ней вообще отсутствует. Резистор R12 необходим для поддержания на входе Rx высокого уровня в отсутствие передачи (согласно правилам работы UART), либо когда этот интерфейс вообще не используется.

Схемы узлов на MAX232, FT232 и пр. здесь не приводятся, их легко можно найти в документации на эти микросхемы. Также можно использовать USB шнуры от старых мобильников с нативным интерфейсом UART (типа PL2303). Но перед этим следует убедиться, что на выходе шнура лог. уровни ТТЛ, а не RS232.
Для тестирования работы интерфейса мною использовался узел на MAX232, собранный на другой плате. Этот узел я подключал к прибору стандартным аудиошлейфом от компьютерного CD/DVD привода.

Питание схемы осуществляется от любого источника постоянного тока напряжением 5в. Например, от классического блока питания на однокристальном стабилизаторе LM7805 – рис. 2. Можно также использовать любой другой БП, дающий 5в, батарейку, порт USB компьютера и т.п.

Рис. 2. Схема электрическа принципиальная блока питания

Если предполагается запитывать схему от той же сети, куда включается измеряемая нагрузка (как, например, в быту, в квартире), то можно объединить трансформаторы T1 обеих схем. Т.е. использовать один, с двумя независимыми вторичными обмотками. Так, я использовал один трансформатор с двумя вторичками по 15в каждая.

Схема собирается любым удобным способом.

К статье также прилагается чертёж печатной платы, созданный в широко известной программе Sprint Layout v5.0.
БП по рис. 2 был собран на готовой п/п заводского изготовления. Её чертёж также прилагается.

После сборки прибор необходимо настроить и откалибровать — см. полный вариант статьи.

Эксплуатация прибора

Пользоваться предлагаемым устройством очень легко.
Сразу же после включения питания появляется приветственное сообщение, спустя 1 секунду прибор переходит в рабочее состояние и начинает отображать измеренные параметры на дисплее. Показания обновляются примерно раз в секунду.
Устройство имеет два т.н. «профилей отображения» — наборов одновременно отображаемых параметров:

1.1-я строка дисплея – U, I, S; 2-я – P, cos(φ),φ.
2.1-я — U, I, S; 2-я – P, Q, φ.
Набор профилей и их состав фиксированы, никаких средств модификации не предусмотрено.
Для смены профиля необходимо нажать кнопку SB4 и держать её до появления на дисплее надписи «Профиль изменён». После появления этой надписи кнопку отпустить.

«Заводские» настройки содержат активным 1-й профиль. Запомнить текущий профиль, чтобы прибор при включении сразу его использовал, можно кнопкой SB2. Кнопку SB2 необходимо держать до появления надписи «Профиль запомнен». При калибровке прибора текущий профиль не меняется, однако при сбросе настроек в заводские, текущим становится профиль 1.

Автоматически выбор профиля не сохраняется. Это сделано с целью экономии ресурса EEPROM.
На состав информации, выдаваемой по UART выбор профиля никак не влияет.

Следует также обратить внимание на следующую особенность – ТТ с первичной обмоткой по функционированию и конструктивно похож на антенну радиоприёмника. По такому принципу работают устройства поиска скрытой в стенах проводки и родственные конструкции. В связи с этим при отсутствии нагрузки прибор иногда показывает «мусор» — какой-то наведенный помехами ток и мощности. На результаты измерений при подключенной нагрузке эти наводки не проявляются.
Никаких средств по борьбе с этим явлением не предусмотрено.

Интерфейс обмена данными по UART

Предлагаемый прибор имеет возможность выдачи результатов измерений через стандартный последовательный интерфейс UART. Т.о. можно использовать его в составе более сложных устройств либо подключать его к компьютеру для автоматизированного сбора информации.
Параметры обмена данными – 38400, 8N1.
Протокол обмена очень прост – по однобайтовой команде 0xAA контроллер выдаёт блок информации размером 15 байт — см. полный вариант статьи в архиве.

Для иллюстрации работы с прибором мною разработано демонстрационное Windows приложение WinAppWattmeter.exe для ПК. Оно написано на C# и работает в среде WinXP и выше. Необходимо наличие платформы .NET 2.0 и одного COM-порта (физического либо виртуального USB), куда следует подключить прибор. Исходники компилируются в среде VS.NET 2005 и выше. Версии VS Express и .NET Compact не проверялись.
Скриншот приложения:

Технические характеристики, достоинства и недостатки прибора

Достоинства:

1. Полная гальваническая развязка от измеряемой сети.
2.Возможность питания от любого источника – БП, батарейки, USB порт компьютера и т.п.
3.Широкий диапазон настроек.
4.Доступная элементная база.
5.Большой спектр измеряемых величин.
6.Возможность передачи результатов измерений в другие вычислительные системы (например, в ПК).

Недостатки:

1.Нелинейность ТТ ведёт к погрешностям измерения тока на всём диапазоне. Это существенно затрудняет оценку точности измерений (какие-то диапазоны токов измеряются точно, остальная часть с погрешностями, причём разными). Эти диапазоны сильно зависят от коэффициентов, регулируемых в режиме калибровки прибора, поэтому не являются фиксированными. Например, можно откалибровать так, что на малых нагрузках типа зарядок для мобильников, паяльников или квартирных лампочек показания будут правильными, а более мощные (утюги, фены, электрические плиты, духовки, микроволновки, стиральные машины) будут измеряться с ошибками.
2.Сам ТТ может оказаться труднодобываемой и дорогостоящей деталью.
3.При отсутствии нагрузки прибор иногда показывает какой-то ток, наведенный в первичной обмотках ТТ и, как следствие, какие-то мощности и пр. параметры.
Детальные технические характеристики прибора не приводятся, т.к. имеются довольно широкие возможности по его настройке и регулировке.

Используемая модель ТТ потенциально позволяет измерять токи до 25А, но для полного использования этого диапазона необходимо дорабатывать входной (аналоговый) каскад схемы и микрокод.
Диапазон измеряемых напряжений также зависит от используемого трансформатора. Если обычный, «из блока питания», то это «стандартный» диапазон порядка 180-250в, а если взять какой-то специально изготовленный трансформатор, то можно измерять и 380 вольт.

Диапазоны значений величин, обусловленные используемыми типами данных и алгоритмическими особенностями микрокода – U=1..999в, I=1мА..65А, S/P/Q – каждая 1..999 соответствующих единиц.
Ток потребления схемы составляет 28-30 mA без учёта тока подсветки дисплея. Этот ток разный у разных моделей LCD. Его типовое значение – 100-120 мА.
Также, ток может немного отличаться от приведенных значений при использовании разных моделей LCD и ОУ.

Фотографии

В завершение несколько фотографий устройства.

Блок питания. Трансформатор физически один, с двумя независимыми вторичными обмотками. Одна обслуживает сам БП, 2-я (2 жёлтых провода справа) – измерительный Т1.

Макетная плата устройства. Замечание (ещё раз): это – макетный экземпляр. По чертежу Sprint п/п не изготавливалась, т.к. планируется эксплуатация прибора в составе другого изделия, которое пока в разработке. Поэтому на две колодки, второй дисплей и светодиод слева просьба внимание не обращать. К описываемому прибору они отношения не имеют.

Паяльник на 25W. Профиль отображения 2.

Без нагрузки. Профиль отображения 2. Ловим наводки и глюки на обмотку ТТ. Результат – «левый» ток 68 мА со всеми вытекающими.

То же самое, что и выше, но без наводок. Профиль отображения 2.

Утюг 1кВт. Профиль отображения 1. Отрицательная активная мощность 🙂 — режим «коррекции» отключен. Светится второй слева светодиод – признак использования канала высокого тока (ножка 19 (PD5) контроллера). Задан порог – 4А.

Список прилагаемых материалов

Wattmetr-Mega16-16MHz.zip – микропрограмма контроллера с исходниками CvAVR. Также в архиве есть готовый файл микрокода wattmetr.hex и файл заводских установок (EEPROM) — wattmetr.eep.
WinAppWattmeter.zip – демонстрационное приложение с исходниками (.NET 2.0, С# под VS.NET 2005+). Там же готовый exe файл (без вирусов).
Plata\*.* — чертежи печатных плат в формате .lay (Sprint 5).
Также в архиве есть полный вариант статьи в формате MS Word 2003.
Скачать архив со всеми материалами

Литература, ссылки

1. Л.А. Бессонов, Теоретические основы электротехники, изд. 9, в 2-х томах. Москва, «Высшая школа», 1996.
2. Электронный фазометр Он же — Радио №5, 1990 г., стр.56
3. Atmel AVR465: Single-Phase Power/Energy Meter with Tamper Detection.
4. Цифровой ваттметр на МК — radiokot.ru/circuit/digital/measure/23/
5. Трансформатор тока
6. Современные промышленные датчики тока. «Современная электроника», октябрь, 2004 г.
7. Измерение действующего значения напряжения

Сборка ваттметра/анализатора PowerGrid — Подвал цепей

Анализатор мощности измеряет поток электроэнергии, используя один вход тока и один вход напряжения в электрической системе. Анализатор электросети на базе Arduino может быть экономичным и эффективным решением. Его легко воспроизвести или использовать для любого проекта.

Анализатор мощности измеряет поток электроэнергии, используя один вход тока и один вход напряжения в электрической системе. Анализатор электросети на базе Arduino может быть экономичным и эффективным решением. Его легко воспроизвести или использовать для любого проекта.

Описанный здесь проект представляет собой усовершенствованный ваттметр/анализатор электросети ( Рисунок 1 ) для отображения электрической мощности любой цепи или устройства с электрическим питанием. Доступны дорогие профессиональные счетчики, но существует спрос на недорогие счетчики с открытым исходным кодом. Я хотел, чтобы его было как можно проще воспроизвести и как можно гибче. Цель состояла в том, чтобы отобразить формы токов и напряжений, спектр тока и четыре меры мощности — полную мощность, активную мощность, реактивную мощность и деформирующую мощность. Счетчик в этом проекте предназначен для малых мощностей электрического тока (I <10А или 20А), но можно выбрать другой датчик тока, если требуется большая мощность.

Этот ваттметр ( Рисунок 2 ) основан на Arduino Narrow, память которого больше, чем обычно (16 КБ ОЗУ, 128 КБ флэш-памяти и 4 КБ EEPROM). Эта плата Arduino требует установки MightyCore. Стоимость Arduino Narrow составляет около 35 долларов, а стоимость всего проекта — от 80 до 100 долларов. Этот проект был частью развития моего личного проекта с 16-разрядным микроконтроллером dsPIC30F6014, которым я руководил. Хотя базовые платы Arduino основаны на скромных 8-битных микроконтроллерах, для этой задачи они оказались такими же быстрыми, как мой 16-битный dsPIC, благодаря своей архитектуре компьютера с сокращенным набором команд (RISC) и оптимизированной компиляции.

• Рисунок 1
• Рисунок 2

Рисунок 1
Готовый собранный анализатор ваттметра/электросети Рисунок 2
Внутренняя часть готового собранного анализатора ваттметра/электрической сети

ДИСПЛЕЙ

Небольшой дисплей с разрешением 256×160 пикселей. Он использует драйвер Sitronix ST75256 и контроллер LSI для четырехуровневых графических матричных жидкокристаллических дисплеев с шкалой серого. Четыре уровня серого предлагают больше возможностей отображения, чем монохромный дисплей с вдвое большим объемом данных, а дисплей обновляется намного быстрее, чем цветной ЖК-дисплей. На мой взгляд, это хороший компромисс. Нужна как минимум зона размером 128×128 пикселей для графики, плюс зона для мер и зона для меню. Определение этого экрана точно соответствует этой спецификации.

Для быстрого рендеринга изображение экрана создается в ОЗУ (занимает более 10 КБ) Arduino Narrow, затем при желании экран можно обновить. Время обновления через соединение SPI составляет около 100 мс. Это достаточно быстро, чтобы изменения выглядели мгновенными, зная, что это меньше времени установления экрана. Более того, создание картинки для отображения в оперативной памяти происходит гораздо быстрее, чем через контроллер экрана. Arduino Narrow с его 16 КБ ОЗУ полезен для этого метода. Наконец, создание картинки плюс обновление экрана будет ненамного быстрее, чем создание картинки через контроллер, но намного чище.

Дополнительным ограничением было то, что я должен был написать свой собственный графический набор функций. Предполагается, что библиотека U8G2 поддерживает контроллер экрана ST75256, но только в черно-белом режиме. Следовательно, использовались только некоторые основные функции этой библиотеки.

— РЕКЛАМА—

—Реклама здесь—

Обратите внимание, что при выбранном режиме отображения оперативная память контроллера устроена следующим образом: 256 столбцов по 41 байт. Отображаются только первые 40 байт столбца. Выбранная мной конфигурация позволяет, чтобы пиксель (0,0) отображал пиксель в левом нижнем углу, что является общепринятым научным представлением.

ДАТЧИКИ

Формула идеального трансформатора:

Независимо от того, включен он последовательно или параллельно, его можно использовать как датчик тока или датчик напряжения. В обоих случаях обеспечивается гальваническая развязка. И в обоих случаях такой датчик не подходит для непрерывного тока из-за индуктивности намагничивания. Для нас это не проблема, так как у напряжения не будет постоянной части, а даже если у тока есть, это не изменит расчет мощностей. Однако не рассчитывайте использовать один и тот же трансформатор для источника питания и измерения напряжения из-за несовершенного импеданса трансформатора.

Наконец, есть 10 автоматических диапазонов для отображения тока, так что он всегда четко отображается, хотя разрешение не такое удобное, и два диапазона для измерения тока, за счет использования двух обмоток 1 виток и 9 оборотов. Переключение между этими двумя диапазонами измерения осуществляется программным обеспечением и через реле и обратные диоды, которые обеспечивают непрерывность тока во время переключения. Эти обратные диоды также служат после переключения для рассеивания энергии, накопленной в 9-витковая обмотка. Промежуточный транзистор Q1 необходим для поддержки тока 71 мА, а также имеется обратный диод для катушки реле для защиты Q1. Можно использовать датчик на основе эффекта Холла, но он может быть более шумным и не таким линейным.

Коэффициент трансформации k=1:1000 для обоих вариантов датчика тока (10А или 20А), поэтому получаем k × R ₉ =0,1 ВА

— 8 90 если Р ₉ =100Ω, which is the recommended value by the sensor’s manufacturer for a 10A sensor, and  k × R ₉ =0. 05  VA ^-1  if  R ₉ = 50 Ом для датчика на 20 А. Таким образом, максимальное колебание напряжения перед АЦП всегда будет:

, что составляет 69% опорного напряжения. Приблизиться к 100% заманчиво из-за проблем с точностью, но, на мой взгляд, лучше оставить запас.

Следовательно, необходимо измерить выходное напряжение без нагрузки, которое неодинаково от одного производителя к другому, и отрегулировать значение R7: 27 кОм для 9 В до 47 кОм для 15 В (у меня). RV2 может помочь настроить мост напряжения. К счастью, напряжение можно легко измерить (более просто и безопасно, чем ток) с помощью вольтметра с истинным среднеквадратичным значением (RMS).

ЧАСТОТА ВЫБОРКИ, АЦП и БПФ

Частота дискретизации зафиксирована на  F _с =64×F _{power_grid}  и количество выборок зафиксировано на уровне 256. Таким образом, шаг частоты БПФ равен:

, а частота Найквиста равна 32 5 dgrid мощность .

— РЕКЛАМА—

—Реклама здесь—

Итак, частота дискретизации 3200 Гц (50 Гц) или 3840 Гц (60 Гц). Использование окон не требуется, поскольку частота дискретизации кратна частоте электросети. Тем не менее, я включил в меню опцию треугольного окна просто из эстетических соображений.

Амплитуды гармоник указаны относительно основной амплитуды, которая установлена ​​на 100%. Это помогает использовать экран с малым разрешением.

АЦП Arduino близок к своей максимальной частоте дискретизации, так как мы должны преобразовывать ток и напряжение с временем преобразования 104 мкс. 2×104=208 мкс и 1/3840=260 мкс.

[Примечание: запас невелик, поэтому ничего не помогает делать что-либо, кроме ожидания в процессе сбора данных на основе прерываний таймера.]

Разрешение по напряжению составляет 0,8 В (0,4 В), а разрешение по току составляет 4 мА (8 мА) в наименьшем диапазоне. Я бы хотел, чтобы это был 12-битный АЦП, особенно для получения разрешения 1 мА, но 10-битного достаточно для мощности всего 1 Вт.

Внешнее аналоговое задание обеспечивается небольшим шилдом с двумя выходами — 2,048В и 4,096В. 4,096 В служит эталоном для АЦП, а 2,048 В служит виртуальной аналоговой землей. Этот экран использует два источника опорного напряжения микромощного шунта LM4040.

ВЫЧИСЛЕНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОЙ МОЩНОСТИ

Вот как рассчитываются показатели:

Это среднеквадратичные значения напряжения и тока.

Затем S=U × I

и

Это мощности.

Я не буду обсуждать реактивную мощность Q и ее пять или более возможных определений. Преимущество метода расчета в уравнении, приведенном здесь, заключается в простоте, но при желании его можно изменить. По моему мнению, можно с полным основанием желать хорошей точности активной мощности, но точность Q редко является проблемой. Чем проще, тем лучше.

Сила деформации — это «остальная часть S», но мы не будем знать ее знака, который в большинстве случаев положителен. Обратите внимание, что D может быть отрицательным, если напряжение в электросети все еще деформировано. Это тематическое исследование. Чем больше количество выборок за период и чем лучше фильтр сглаживания, тем точнее будет расчет. Более важными параметрами для точности являются квант и линейность АЦП, а также частота дискретизации, но хороший фильтр сглаживания также помогает.

СНИЖАЮЩИЙ ФИЛЬТР

Для напряжения не требуется сглаживающий фильтр, но для тока он нужен. Используется фильтр Бесселя третьего порядка. Эффективность сглаживания умеренная, но также важно, чтобы переходная характеристика не имела перерегулирования. Он также служит противошумовым фильтром. Частота среза составляет 1200 Гц (или 1440 Гц). Напряжение фильтруется первого порядка с частотой среза, выбранной таким образом, чтобы временная задержка была примерно одинаковой для Fpower_grid и первой гармоники. Примените одинаковую фильтрацию как к напряжению, так и к току, но мы можем предположить, что гармоники напряжения плохие и что это не повлияет на вычисление мощности.

Первая ступень фильтра показана на  Рисунок 3 .

Где Iin — ток электросети, а Iout — выходной ток датчика.

— РЕКЛАМА—

—Реклама здесь—

Регулировка уровня выполняется с помощью U2:A, а фильтр нижних частот второго порядка (завершающий фильтр Бесселя третьего порядка) выполняется с помощью U2:B с ключом Саллена-Ки. структура. Конденсаторы показаны в Таблице 1 .

Схема основной платы приведена в Рисунок 4 .

• Рисунок 3
• Таблица 1
• Рисунок 4

Рисунок 3
Использование датчика тока — входной ток электросети и выходной ток датчика Таблица 1
Выбор конденсаторов Рисунок 4 поставка

ПРОБЛЕМЫ ТОЧНОСТИ

Давайте поговорим об ошибке в вычислении мощностей из-за ограниченной частоты дискретизации и о том, как ее уменьшить. Рассмотрим простой пример. Ток представляет собой серию импульсов вдвое короче Ц. Если импульс обнаружен, то погрешность +100%. Если импульс не обнаружен, то ошибка -100%. (Соответствующая точка обведена на рис. 4). Если перед АЦП вставлен сглаживающий аналоговый фильтр, то импульс всегда частично детектируется. Но как насчет оставшейся ошибки в вычислениях?

Ответ является результатом довольно сложных математических концепций, проведенных в частотной области, и довольно сложных вычислений, которые приводят к кривым, показанным на Рисунке 5 , которые дают ошибку в зависимости от Ti/Ts, где: длительность прямоугольного импульса.

• Ts – период выборки.

Демонстрация дается как дополнительный материал.

Рисунок 5
Ошибка из-за ограниченной частоты дискретизации

Можно ожидать, что независимо от конфигурации и формы тока max_error в вычислении мощности будет глобально уменьшаться, как 1/Fs. Кроме того, на практике приходится сталкиваться с прямоугольными или треугольными импульсами, а не квадратными. Следствием этого является то, что max_error будет еще ниже во всех случаях.

Наконец, нужно выбрать сглаживающий фильтр. Очевидно, что LP первого порядка недостаточно. Я выбрал Бесселя третьего порядка, потому что это хороший компромисс с эффективностью и сложностью схемы.

Наихудший сценарий — это режим ожидания элемента с использованием комбинации моста Гретца и сглаживающих конденсаторов. Это касается низких мощностей, поэтому можно ожидать, что max_error будет расти более чем на 10% только для мощности <1 Вт, так что выбранное разрешение (0,1 Вт) соответствует этому исследованию. Таким образом, комбинация средней частоты дискретизации и среднего фильтра сглаживания является хорошим выбором!

ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ВО ВРЕМЕННОЙ ОБЛАСТИ

Графики напряжения и тока строятся для двух периодов, при этом регистрируются четыре периода (256 выборок). Обратите внимание, что получения трех периодов будет достаточно только для выполнения соответствующего триггера, но этого будет недостаточно для соответствующего БПФ.

На период приходится 64 выборки, и в представлении используется 1 пиксель на выборку. Это близка к минимальной конфигурации для такого проекта. Запуск выполняется по «нарастающему фронту напряжения». Уровень серого напряжения равен 2, а уровень серого тока равен 3, поэтому их относительно легко различить. И напряжение, и ток отображаются в режиме XOR. Режим XOR обеспечивает более быструю работу (поскольку нет необходимости перерисовывать хронограмму) и обеспечивает довольно эстетичный эффект в местах пересечения кривых, что способствует удобочитаемости.

ПРЕДСТАВЛЕНИЕ В ЧАСТОТНОЙ ОБЛАСТИ

Основная частота устанавливается на 100 %, а остальная часть спектра настраивается относительно основной частоты. Теоретически гармоники могут быть выше основной, но на практике с таким случаем сталкиваешься редко. Тем не менее, на всякий случай возможно построение гармоник выше 100%. Напомним, что оконная обработка не требуется, поскольку частота дискретизации выбирается кратной частоте электросети. Так или иначе, библиотека позволяет добавлять множество видов хорошо известных окон. Как упоминалось ранее, я добавил в окружение вариант треугольного окна, руководствуясь чисто эстетическими соображениями. Его легко заменить любым другим.

Масштаб представления: 1 пиксель на процент. Для повышения точности относительные амплитуды первых нечетных гармоник даны с разрешением 0,1%, поэтому логарифмическая шкала не требуется. Обратите внимание, что большую часть времени будут только нечетные гармоники, потому что большинство форм тока будут иметь скользящую симметрию. Тем не менее, в будущем я добавлю возможность давать еще и амплитуду четных гармоник. Я также добавлю возможность построить график спектра напряжения.

ЧЕЛОВЕКО-МАШИННЫЙ ИНТЕРФЕЙС

Схема человеко-машинного интерфейса (ЧМИ) для экрана показана на  Рисунок 6 .

Во-первых, обратите внимание, что экран управляется в режиме SPI, тогда как имена контактов соответствуют параллельному режиму, но это то, как это написано на физическом экране. Этот экран существует с разными размерами (тот, который я использовал, меньше), разных цветов (белый или синий) и может включать или не включать регулятор 3,3 В (у этого его нет). Можно также купить этот экран без печатной платы. Мое первое намерение состояло в том, чтобы использовать эту версию, потому что она немного дешевле и компактнее, но для многих любителей она была бы слишком деликатной для воспроизведения.

Подсветка управляется напрямую цифровым выходом D4 Arduino Narrow. Максимальный ток при выбранном значении R12 составляет около 13 мА. Можно уменьшить R12 с комфортным запасом, потому что цифровые выходы Arduino должны обеспечивать до 40 мА.

Имеется цифровой джойстик, который демонстрируется в видеоролике, который можно просмотреть с помощью QR-кода на  Рисунок 7 . Действия которых: Вверх и Вниз для навигации внутри меню; Влево и вправо, чтобы изменить значения или активировать функции. Джойстик активирует делитель напряжения с четырьмя возможными выходными уровнями: 4,096В×{4/4;3/4;2/4;1/4}. При использовании этого метода требуется только один аналоговый вход. Тем не менее, программа должна ждать подтверждения значения. Это требует времени отклика от 350 до 700 мс из-за продолжительности основного цикла. На практике это не слишком медленно и не слишком быстро.

Также имеется дополнительная кнопка, функцией которой является переключение между режимами RUN и STOP (Рисунок 6). К сожалению, во время STOP сделать снимок экрана невозможно. Это усовершенствование, которое мне придется выполнить в будущем.

• Рисунок 6
• Рисунок 7

Рис. 6
Схема человеко-машинного интерфейса (ЧМИ) Рис. 7
QR-код со ссылкой на видео на YouTube об анализаторе энергосистемы. В видео автор объясняет прибор и демонстрирует действия джойстика и кнопки RUN/STOP.

ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

Программное обеспечение для этого проекта написано на C, а не на C++. Нужны только две библиотеки: одна помогает управлять графическим контроллером, а другая помогает выполнять БПФ для частотного анализа тока.

Графическая библиотека U8G2 используется только для основных операций, поскольку она не подходит для режима четырех уровней серого. Хоть он и не был написан на C++, я постарался сделать его как можно более понятным. Нужно настроить программу на 100–127 В или 220–240 В, установив power_grid_voltage, и на 50 Гц или 60 Гц, установив power_grid_freq в начале программы. Эти две настройки разделены, поскольку четыре конфигурации используются в разных странах.

Настройки контраста, подсветки и фазы настраиваются программой через меню, и все настройки сохраняются в EEPROM. Регулировка фазы необходима для точного измерения реактивной мощности. Для этой регулировки будет полезна чисто резистивная нагрузка (настройте до Q=0).

Есть функция скриншота, которая отправляет растровый файл, но пользоваться ею непросто. Может быть, я напишу программу, чтобы упростить извлечение файла, или сделаю видео на YouTube, чтобы показать, как действовать дальше. Я еще не реализовал «сохранить» и «вызвать».

Вторая необходимая библиотека — arduinoFFT-master. Оставшаяся оперативная память составляет около 780 байт. Этого достаточно для будущих разработок, таких как счетчик энергии. Последнее, что я интегрировал в ПРО, две картинки, которые можно изменить. Изображения сохраняются в формате BMP с разрешением 4 бита на пиксель (16 уровней серого) (без заголовка) и отображаются методом «рассеивания ошибок».

ПРИМЕРЫ ОТОБРАЖЕНИЙ

Три примера снимков экрана показаны на Рисунок 8  и обсуждаются ниже.

Рисунок 8
Несколько примеров скриншотов дисплея

Первый пример — зарядное устройство USB-C. Текущая форма волны сообщает нам, что она, вероятно, состоит из моста Греца, за которым следует сглаживающий конденсатор (и, возможно, понижающий). Это плохой потребитель с точки зрения энергосистемы (плохой коэффициент мощности), хотя у него, вероятно, очень хороший КПД, а спектр тока (слишком) богатый, но типичный. Обратите внимание, что амплитуда гармоник выше 1200 Гц (или 1440 Гц) не очень достоверна, так как имеет место нарастающее действие сглаживающего фильтра, а из-за несовершенного сглаживающего фильтра появляются искаженные гармоники. К счастью, обе ошибки в большинстве случаев частично компенсируют себя.

Второй пример — блок питания для ноутбука мощностью 120 Вт с корректором коэффициента мощности (PFC) среднего качества. Есть явное намерение понизить гармоники ×3. Этого достаточно, чтобы приблизить коэффициент мощности к 1. К сожалению, в наши дни гармоники H5 являются первым врагом вашего поставщика энергии.

Третий пример — небольшой радиатор. Эта нагрузка является почти чисто резистивной, хотя может иметь небольшую индуктивную часть и небольшую волнистость температуры (≥ небольшая волнистость сопротивления).

Как видно из этих примеров, этот анализатор может дать вам представление о том, «что находится внутри коробки» при минимально необходимых знаниях.

КОРОБКА

Виды передней и задней части корпуса для ваттметра/анализатора электросети показаны на  Рисунок 9 . Эта коробка была создана с помощью 3D-печати.

abРисунок 9
Представлены виды спереди (a) и сзади (b) нижней части «коробки» (корпуса корпуса), которая была напечатана на 3D-принтере с помощью файлов PLA

STL, чтобы читатели могли воспроизвести коробку [Дополнительный материал ]. Есть четыре штуки для печати. Рекомендуется использовать токопроводящий PLA, за исключением защиты, но это не обязательно, даже с учетом проблем с шумом. Время и стоимость PLA для изготовления коробки указаны в Таблица 2 .

Таблица 2
Время и стоимость PLA для коробки

В результате коробка получается мягкой и гибкой, а не жесткой. Когда коробка закрыта, она разобьется, только если ее уронить. Я подумал, что важно предоставить эту коробку, потому что интеграция экрана всегда проблема, и я также предоставляю вариант обтекателя для тех, кто хочет использовать металлическую коробку.

Единственная трудность связана с джойстиком; различные качества PLA дают разные размеры отверстий, поэтому, возможно, придется регулировать размер отверстия, пока его нельзя будет закрыть.

СБОРКА ЭТОГО АНАЛИЗАТОРА

Я пытался сделать этот проект максимально простым для воспроизведения. Работы даны с разрешением 600 dpi и в зеркальном отображении для лучшей изоляции. Я также даю файлы Proteus материнской платы и файлы Gerber для них обоих.

При пайке остаются две небольшие трудности. Во-первых, на печатной плате ЧМИ 14-контактный разъем необходимо припаять к медной стороне. Сделайте отверстия диаметром 0,8 мм, которые слишком малы, но будут удерживать разъем во время пайки. Во-вторых, на основной плате пайка двух обмоток требует немного внимания, как показано на 9.0003 Рисунок 10 .

Рисунок 10
Датчик тока и обмотки. Первая обмотка (показана красным) от контактов 1 до 2 представляет собой 1 виток с изолированным проводом 2,5 мм2. Вторая обмотка (показана зеленым) от контактов 3 до 4 состоит из 9 витков с изолированным проводом 0,75 мм2.

Первая обмотка (с 1 по 2) 1 виток изолированным проводом 2,5мм². Вторая обмотка (с 3 по 4) 9 витков изолированным проводом 0,75мм². Обратите внимание, что необходимо припаять датчик тока и две обмотки перед чем-либо, кроме перемычек.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Я надеюсь, что многим читателям будет легко воспроизвести этот проект или использовать его в своих проектах (коробка, HMI). В будущем это может оказаться ценным устройством для повышения коэффициента мощности существующей системы или просто для контроля ее потребления. Мне кажется важным напомнить о необходимости потребления электроэнергии с хорошим коэффициентом мощности. Однако помните, что низкого потребления недостаточно.

Я планирую обновить программное обеспечение для этого проекта в будущем. Первой эволюцией будет счетчик энергии. Конечно, читатели могут свободно менять программное обеспечение и даже аппаратное обеспечение, так как я предоставляю файлы Proteus для материнской платы. Можно следить за развитием этого проекта и/или найти дополнительные материалы на моем сайте (muselec. fr).

Моим следующим проектом будет активная нагрузка для изучения поведения источника питания на входе, когда этот анализатор используется на входе.

РЕСУРСЫ
Go Tronic | www.gotronic.fr
Mouser Electronics | www.mouser.com
Технология микрочипов | www.microchip.com
МУЗЕЛЕК | www.muselec.fr

ПУБЛИКУЕТСЯ В ЖУРНАЛЕ CIRCUIT CELLAR MAGAZINE • ИЮНЬ 2022 г. № 383 – получите номер в формате PDF

Будьте в курсе наших БЕСПЛАТНЫХ еженедельных информационных бюллетеней!	Не пропустите предстоящие выпуски Circuit Cellar. Подписаться на журнал Circuit Cellar Примечание. Мы сделали выпуск Circuit Cellar за май 2020 г. бесплатным образцом. В нем вы найдете большое разнообразие статей и информации, иллюстрирующих типичный номер текущего журнала.
Хотели бы вы написать для Погреб цепи ? Мы всегда принимаем статьи/сообщения от технического сообщества. Свяжитесь с нами и давайте обсудим ваши идеи.

Спонсор этой статьи

Проектирование и разработка цифрового ваттметра на базе микроконтроллера (MIDIWAT).

• Идентификатор корпуса: 62801563

 @inproceedings{Makanjuola2015DesignAD,
  title={Проектирование и разработка цифрового ваттметра на базе микроконтроллера (MIDIWAT).},
  автор={Н. Т. Маканджуола и Олувагбемига Омотайо Шоеву и А. А. Аджаса},
  год = {2015}
} 

• N.T. Makanjuola, O. Shoewu, A.A. Ajasa
• Опубликовано в 2015 г.
• Engineering

Это. Для измерения потребляемой мощности при синусоидальном сигнале (питание переменного тока) среднеквадратичное значение (среднеквадратичное значение) напряжения и тока умножается. Конструкция реализована с использованием методов цифровой обработки и преобразования сигналов. При таком подходе и напряжение, и ток измеряются в количестве… 

Проектирование и внедрение интеллектуального счетчика с функцией прогнозирования нагрузки для бытовых потребителей

• Абдул Кадар Мухаммад Масум, доктор медицины Хамид Савед, доктор медицины Калим Амзад Чи, М. Хасан, С. Т. Реза

• Инженерия

  2019 Международная конференция по Электрическая, компьютерная и коммуникационная инженерия (ECCE)

• 2019

Интеллектуальный счетчик электроэнергии в режиме реального времени на базе GSM, обеспечивающий точное измерение мощности и расчет стоимости, лучшее использование рабочей силы, портативный и экономичный, а также прогнозирование Использование электроэнергии на следующий день делает предлагаемую систему более уникальной.

Интеллектуальный счетчик энергии на основе IoT для использования электроэнергии в режиме ожидания: перспектива отрасли

• Абдул Кадар Мухаммад Масум, Сакиб Манзур, доктор медицины Калим Амзад Чи, Шахидул Ислам Хан, доктор медицины Голам Рабиул Алам, С. М. Таслим Реза

• Машиностроение

  2019 1-я Международная конференция по достижениям в области науки, техники и робототехники (ICASERT)

• 2019

Интеллектуальный счетчик энергии для определения простоя нагрузок и удаленного управления нагрузками для помощи властям швейной промышленности, чтобы быть экономичным в энергопотреблении, и количество потерь энергии будет резко сокращено.

Интеллектуальный счетчик с функцией прогнозирования нагрузки для бытовых потребителей в Бангладеш

Интеллектуальный счетчик электроэнергии на основе прогнозирования нагрузки, обеспечивающий точный расчет использованной мощности и затрат, снижение затрат на рабочую силу, эффективность и рентабельность, а также прогнозирование мощности на следующий день потребление делает предлагаемую структуру более исключительной.

ПОКАЗАНЫ 1-9 ИЗ 9 НОМЕРА

Однофазный счетчик электроэнергии на базе микроконтроллера

• P.A.V. Лосс, М. М. Ламего, Г. Соуза, Ж. Виейра

• Инженерное дело

  Материалы конференции IMTC/98. Конференция IEEE по приборостроению и измерительным технологиям. Куда идет приборостроение (Кат. № 98Ch46222)

• 1998

В данной статье представлен однофазный счетчик электроэнергии на базе микроконтроллера семейства PIC компании Microchip Technology Inc. Этот электронный счетчик не имеет вращающихся частей, а…

Беспроводная интеллектуальная сеть для мониторинга и оптимизации передачи электроэнергии в Индии

Предлагаемая архитектура интеллектуальной сети, разработанная для индийского сценария, обеспечивает непрерывный мониторинг использования энергии в режиме реального времени, эффективное потребление энергии, минимальные потери энергии, обнаружение хищений электроэнергии, обнаружение неисправностей линии и автоматическое выставление счетов.

Конструкция многофазной системы интеллектуальных счетчиков электроэнергии с предоплатой

Этот счетчик обладает характеристиками высокой точности, предоплаты, мультиметрии, гибких подходов к измерению, записи различных событий и полной заморозки данных и имеет процветающее будущее в приложении счетчика энергии. .

Схема интеллектуального учета предоплаты на основе модели учета предоплаты WiMAX

• Редуан Х.