מאמר זה מציג את ההרכב והעיקרון של מד התלת-תלת-פאזי החכם המעוצב באופן מודולרי, מנתח את המאפיינים של שבב הבקרה שלו ומסביר את סכימת היישום של מד התלת--תלת-פאזי החכם המעוצב באופן מודולרי.
מילות מפתח: מודולריזציה; מד תלת- אינטליגנטי
תוֹכֶן:
2. עיצוב מודולרי של חומרת מונה חשמלי
1. מבוא
סכימת התכנון הקיימת של מונים חכמים היא בדרך כלל עיצוב אינטגרציה פונקציונלית, סכימה אחת לכל מד, כולל חומרה ותוכנה, שניתן להשתמש בה רק במונים חכמים ספציפיים ולא ניתן להשתמש בה במונים בעלי מפרטים שונים. לדוגמה, עבור מונים עם מפרט זרם ומתח זהה: למונה יש תוכנה וחומרה אחת, ולמד ה-LCD יש תוכנה וחומרה אחרת. לאחר אימוץ שיטת עיצוב מודולרית, ניתן להשתמש רק בגרסת חומרה אחת ובגרסת תוכנה אחת למימוש הפונקציות של שני מטרים שונים באמצעות תצורה ושילוב פשוטים.
2. עיצוב מודולרי של חומרת מונה חשמלי
שבעת המודולים של חומרת המונה החשמלי הם עצמאיים פיזית, ניתנים להחלפה ומתחברים-ו-מתנגנים בממשק החומרה. מודול הכוח, מודול-המכונה האנושית, מודול המדידה והדגימה, מודול האחסון ומודול פלט הדופק, כולם צריכים להיות בלתי ניתנים להחלפה-חמה-. רק כאשר כל המודולים לעיל מחוברים ומופעלים ניתן להשתמש בהם כרגיל. עקרון העבודה והעיצוב הספציפיים של כל מודול מתוארים לפי סדר המודולים.
מודול דגימת המדידה יכול לממש שתי שיטות דגימה: האחת היא לספק את נתוני המדידה המקוריים ל-MCU על ידי דגימת CT; השני הוא לספק את נתוני המדידה המקוריים ל-MCU על ידי דגימת נחושת מנגן. כלומר, באמצעות אותו PCB, המתאימים לערכי התנגדות דגימה וערכי קיבול דגימה שונים, מודבקים ערכי התנגדות וקיבול שונים במהלך העיבוד, וההבדל הזה בא לידי ביטוי ב-BOM של המכשיר למימוש עיצוב מודולרי.
2.2 מודול אחסון
בעת תכנון ה-PCB של מודול האחסון, נלקחות בחשבון הדרישות של יכולות נתונים שונות של מד, ואות בחירת השבב של שבב האחסון שמור להשגת עיצוב מודולרי.
שורות הכתובות מתייחסות ל-A0, A1 ו-A2. כאשר דרישת קיבולת האחסון קטנה יחסית, A0, A1 ו-A2 מקורקעות ישירות; כאשר דרישת קיבולת האחסון גדולה יחסית, A0 מחובר לספק הכוח, ו-A1 ו-A2 מוארקים ישירות.
2.3 מודול ניהול פלט דופק
בעת תכנון מודול ניהול פלט הדופק, נלקחים בחשבון ארבעה מצבים: דופק פעיל קדימה, דופק פעיל לאחור, דופק תגובתי קדימה ופולס תגובתי לאחור, כלומר, ארבעה מעגלי פלט דופק נחשבים באופן אחיד. לצרכים שונים, ממוקמים 1 עד 4 מעגלים.
2.4 מודול תקשורת
מודול התקשורת מתייחס למודולי RF, PLC ו-GPRS. ממשק התקשורת מחליף נתונים עם מעבד המונה דרך היציאה הטורית. בעת התכנון, ממשק התקשורת וקווי יציאת ה-GPIO המתאימים שיש לשלוט בהם נחשבים באופן אחיד. בפתרון זה נעשה שימוש אחיד בתקשורת יציאות טוריות של UART. לקו נתוני התקשורת 1 TXD ו-1 RXD לשליחה וקבלה. קו נתוני בקרה אחד RESET מוציא את הרמה הנמוכה המתאימה כאשר התקשורת אינה תקינה, ומאפס את מודול התקשורת כך שהמודול יוכל לחדש תקשורת רגילה.
3. מסקנה
על ידי אימוץ עיצוב מודולרי של תוכנה וחומרה, החומרה והתוכנה של מונים חכמים יכולים לאמץ פלטפורמת עיצוב בסיסית מודולרית. ניתן לענות על הצרכים השונים של הלקוחות באמצעות תצורת תוכנה מתאימה וחיבור- של מודולי חומרה מתאימים.