전통적인 3상 계량기 교정 장치의 낮은 측정 정확도와 높은 비용 문제에 대응하여 UBS는 3상 다기능 계량기 교정 장치를 개발했습니다. 장치의 하드웨어 회로에는 주로 전압 및 전류 샘플링 범위 스위칭 회로, 릴레이 구동 회로, 클록 회로, 직렬 통신 모듈 및 디스플레이 회로가 포함됩니다. 전압 및 전류 샘플링 범위 스위칭 회로는 전류 및 전압 변환기에 의해 수집된 전압 및 전류 신호를 칩의 측정 범위로 변환합니다. 이 장치에는 통신을 위한 4개의 UART 직렬 포트가 제공되어 다른 주변 장치와 연결하는 데 편리합니다. 신호를 수신한 후 마이크로컨트롤러는 수집된 전압 및 전류 데이터를 TFTLCD 정전식 터치 스크린에 표시합니다. 소프트웨어 설계에는 주로 임시 변수 초기화, 관련 레지스터 구성, 정기적인 전압 및 전류 수집이 포함됩니다.
키워드: 마이크로컨트롤러; 전압 및 전류 샘플링; 범위 전환 회로
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전자 정보 기술의 발전으로 인해 전통적인 유도 에너지 측정기는 정확도가 낮고 전력 소비가 높아 더 이상 요구 사항을 충족할 수 없습니다. 사람들은 소프트웨어와 하드웨어 기술을 결합하여 전자 에너지 미터를 제안했습니다. 현재 3상 에너지 미터의 계량 기능은 지속적으로 개선되고 있습니다. 측정 성능과 원격 데이터 전송의 안정성을 보장하기 위해 원격 자동 검침을 실현하고 강력한 간섭 방지 기능을 갖춘 단일 칩 마이크로컴퓨터와 지능형 원격 전송 3상 에너지 미터가 등장했습니다. LCD 디스플레이와 전류 감지의 문제점을 고려하여 본 논문에서는 회로 설계를 단순화하기 위해 LCD 컨트롤러가 있는 칩을 사용합니다. 따라서 본 논문에서는 기존의 3상 계기 교정 장치가 작은 전류와 전압을 측정하는 문제를 해결하기 위해 3상 계기 교정 장치를 연구한다.
칩 전원 핀 58, 59, 60은 5V 전압에 연결되며, 프로세서의 핀 54는 직렬 전송 포트, 핀 53은 직렬 수신 포트입니다.
2.2 전압 및 전류 샘플링 범위 전환 회로
전자 정보 기술의 발전으로 인해 전통적인 유도식 에너지 측정기는 정확도가 낮고 전력 소비가 높아 더 이상 요구 사항을 충족할 수 없습니다. 사람들은 소프트웨어와 하드웨어 기술을 결합하여 전자 에너지 미터를 제안했습니다. 현재 3상 에너지 미터의 계량 기능은 지속적으로 개선되고 있습니다. 일부 양방향 3상 에너지 계측기는 인터페이스를 통해 레지스터에 액세스하여 각 위상 전압 및 무효 전력의 유효 값을 측정합니다. 더 이상 단순한 수치 측정이 아니라는 점을 고려하여 설계자는 미터에 칩을 적용하여 전류 및 전압 파형 데이터의 실시간 분석, 미터링 및 저항 부하 크기 판단을 실현합니다. 측정 성능과 원격 데이터 전송의 안정성을 보장하기 위해 단일 칩 마이크로컴퓨터를 기반으로 한 지능형 원격 전송 3상 에너지 미터가 등장했습니다. 이는 원격 자동 검침을 실현하고 강력한 간섭 방지 기능을 갖습니다. 단일 칩 마이크로컴퓨터 기반의 3상 에너지 미터는 겉보기 에너지를 측정하고 플래시 메모리 업그레이드 기능을 가질 수 있습니다. 최근에는 미터에 칩을 적용하는 것이 트렌드가 되었습니다. 본 논문에서는 LCD 디스플레이 및 전류 감지 문제를 고려하여 기존 3상 계기 교정 장치의 낮은 전류 및 전압 측정 문제를 해결하기 위해 3상 계기 교정 장치를 연구합니다.
2.3 릴레이 구동 회로 설계
드라이브 칩의 I/O 포트에서 5V가 출력되면 보조 출력 릴레이 코일을 통해 전류가 흐르고 스위치 K10이 4로 바뀌어 안정적인 전압이 출력됩니다.
2.4 시리얼 통신 모듈 설계
칩은 하드웨어 설계에 사용되며 직렬 통신을 위해 컨트롤러의 PA2, PA3, PA9 및 PA10 핀에 연결되며 PA2 및 PA3은 송신에 사용되고 PA9 및 PA10은 수신에 사용됩니다. J4의 단자 5는 접지 단자이고 단자 2와 3은 PA9 및 PA10 인터페이스에 해당합니다.
3.소프트웨어 설계
3상 계기 교정 장치의 소프트웨어 설계는 모듈식 설계 원리를 채택하여 수집된 데이터를 정전식 터치 스크린에 표시합니다. 공간적 제약으로 인해 마이크로컨트롤러의 메인 프로그램과 직렬 포트 인터럽트 수신 처리 프로그램만 설명합니다.
3.1 마이크로컨트롤러 메인 프로그램 설계
먼저 전역 인터럽트를 비활성화한 다음 다양한 매개변수와 IO 포트를 초기화하고 관련 레지스터를 구성합니다. 완전한 샘플링을 시작한 후 마이크로 컨트롤러는 데이터 처리를 수행하고 최종적으로 터치 스크린에 전압 및 전류 데이터를 표시합니다.
3.2 직렬 포트 인터럽트 수신 처리 프로그램
마이크로컨트롤러가 인터럽트를 열고 문자를 받은 후 수신 완료 인터럽트가 생성됩니다. 수신 함수는 데이터를 변수 버퍼에 저장하고 카운터는 1씩 감소합니다. 초기 값을 1로 설정합니다. 카운터가 0이면 콜백 함수를 실행합니다. 카운터가 0이 아니면 마이크로컨트롤러는 다음 수신을 기다립니다.
4. 테스트 결과 및 분석
테스트 플랫폼은 설계된 하드웨어와 소프트웨어로 구축되었습니다. 3상 프로그래밍 가능한 표준 전원이 측정 대상이었습니다. 테스트를 위해 세 가지 데이터 세트가 입력되었습니다.
위의 데이터에서 전원의 초기값을 변경하면 얻은 각 데이터 세트의 오류가 매우 작다는 것을 알 수 있습니다. 이 장치는 설계 기대치를 충족하는 3상 계기의 정확한 측정을 실현할 수 있습니다.
5. 결론
이 기사의 핵심 설계는 3상 계기 교정 장치와 전류가 소수점 4자리까지 정확하게 표시되는 것이며, 이는 전력 시스템 사용자에게 이상적인 교정 장치입니다.