Berdasarkan prinsip kerja desain meter energi, pada dasarnya dapat dibagi menjadi 8 modul, yaitu modul daya, modul tampilan, modul penyimpanan, modul pengambilan sampel, modul pengukuran, modul komunikasi, modul kontrol, dan modul pemrosesan MUC. Setiap modul menjalankan tugasnya masing-masing melalui modul pemrosesan MCU untuk integrasi dan koordinasi terpadu, yang disatukan menjadi satu kesatuan.
1. Modul daya meteran energi
Modul daya pada meteran listrik merupakan pusat energi untuk pengoperasian normal meteran listrik. Fungsi utama modul daya adalah mengubah tegangan tinggi AC 220V menjadi catu daya tegangan rendah DC 12V/DC 5V/DC 3.3V, yang menyediakan catu daya kerja untuk chip dan perangkat modul lain pada meteran listrik. Terdapat tiga jenis modul daya yang umum digunakan: transformator, penurun tegangan resistansi-kapasitansi, dan catu daya switching.
Jenis transformator: Catu daya AC 220V diubah menjadi AC 12V melalui transformator, dan rentang tegangan yang dibutuhkan dicapai melalui penyearahan, penurunan tegangan, dan pengaturan tegangan. Konsumsi daya rendah, stabilitas tinggi, mudah terhadap interferensi elektromagnetik.
Catu daya penurun tegangan resistansi-kapasitansi adalah rangkaian yang menggunakan reaktansi kapasitif yang dihasilkan oleh kapasitor pada frekuensi sinyal AC tertentu untuk membatasi arus operasi maksimum. Ukuran kecil, biaya rendah, daya kecil, konsumsi daya besar.
Catu daya switching bekerja melalui perangkat switching elektronik daya (seperti transistor, transistor MOS, thyristor yang dapat dikontrol, dll.), melalui rangkaian kontrol, sehingga perangkat switching elektronik secara periodik "hidup" dan "mati", sehingga perangkat switching elektronik daya memodulasi tegangan input dengan pulsa, untuk mencapai konversi tegangan dan tegangan output dapat disesuaikan serta fungsi pengaturan tegangan otomatis. Konsumsi daya rendah, ukuran kecil, rentang tegangan lebar, interferensi frekuensi tinggi, harga tinggi.
Dalam pengembangan dan perancangan meteran energi, jenis catu daya yang digunakan ditentukan berdasarkan persyaratan fungsi produk, ukuran casing, persyaratan pengendalian biaya, serta persyaratan kebijakan nasional dan regional.
2. Modul tampilan meteran energi
Modul tampilan meter energi terutama digunakan untuk membaca konsumsi daya, dan terdapat banyak jenis tampilan termasuk tabung digital, penghitung, dan tampilan biasa.LCDLCD dot matrix, LCD sentuh, dll. Dua metode tampilan tabung digital dan penghitung hanya dapat menampilkan konsumsi listrik secara tunggal. Dengan perkembangan jaringan cerdas, semakin banyak jenis meter listrik yang membutuhkan tampilan data daya, dan tabung digital serta penghitung tidak dapat memenuhi proses daya cerdas tersebut. LCD adalah mode tampilan utama pada meter energi saat ini, dan sesuai dengan kompleksitas konten tampilan dalam pengembangan dan desain, akan dipilih berbagai jenis LCD.
3. Modul penyimpanan meteran energi
Modul penyimpanan meter energi digunakan untuk menyimpan parameter meter, listrik, dan data historis. Perangkat memori yang umum digunakan adalah chip EEP, ferroelektrik, dan chip flash. Ketiga jenis chip memori ini memiliki aplikasi yang berbeda dalam meter energi. Flash adalah bentuk memori flash yang menyimpan beberapa data sementara, data kurva beban, dan paket peningkatan perangkat lunak.
EEPROM adalah memori baca-saja yang dapat dihapus dan diprogram (live erasable programmable read-only memory) yang memungkinkan pengguna untuk menghapus dan memprogram ulang informasi yang tersimpan di dalamnya, baik pada perangkat itu sendiri maupun melalui perangkat khusus. Hal ini membuat EEPROM berguna dalam skenario di mana data perlu dimodifikasi dan diperbarui secara sering. EEPROM dapat menyimpan data hingga 1 juta kali dan digunakan untuk menyimpan data daya seperti jumlah listrik pada meteran energi. Kapasitas penyimpanan ini dapat memenuhi kebutuhan penyimpanan meteran energi selama seluruh siklus hidupnya, dan harganya pun terjangkau.
Chip feroelektrik menggunakan karakteristik material feroelektrik untuk mewujudkan penyimpanan data dan operasi logika berkecepatan tinggi, konsumsi daya rendah, dan keandalan tinggi, dengan kapasitas penyimpanan hingga 1 miliar kali; data tidak akan hilang setelah listrik padam, yang menjadikan chip feroelektrik memiliki kepadatan penyimpanan tinggi, kecepatan tinggi, dan konsumsi energi rendah. Chip feroelektrik sebagian besar digunakan dalam meteran energi untuk menyimpan data listrik dan daya lainnya, harganya lebih tinggi, dan hanya digunakan dalam produk yang membutuhkan penyimpanan kata frekuensi tinggi.
4, modul pengambilan sampel meter energi
Modul pengambilan sampel pada meter watt-jam bertanggung jawab untuk mengubah sinyal arus besar dan sinyal tegangan besar menjadi sinyal arus kecil dan sinyal tegangan kecil untuk mempermudah pengukuran meter watt-jam. Perangkat pengambilan sampel arus yang umum digunakan adalahmelangsir, transformator arus, kumparan Roche, dll., pengambilan sampel tegangan biasanya menggunakan pengambilan sampel tegangan parsial resistansi presisi tinggi.
5, modul pengukuran meter energi
Fungsi utama modul pengukuran meter adalah untuk menyelesaikan akuisisi arus dan tegangan analog, dan mengubah analog menjadi digital; Modul ini dapat dibagi menjadi modul pengukuran satu fasa dan modul pengukuran tiga fasa.
6. Modul komunikasi meteran energi
Modul komunikasi meter energi merupakan dasar transmisi dan interaksi data, dasar data jaringan cerdas, kecerdasan, manajemen ilmiah yang canggih, dan dasar pengembangan Internet of Things untuk mencapai interaksi manusia-komputer. Di masa lalu, mode komunikasi yang tersedia terutama inframerah dan komunikasi RS485. Dengan perkembangan teknologi komunikasi dan teknologi Internet of Things, pilihan mode komunikasi meter energi menjadi lebih luas, seperti PLC, RF, RS485, LoRa, Zigbee, GPRS, NB-IoT, dll. Sesuai dengan skenario aplikasi yang berbeda dan kelebihan serta kekurangan masing-masing mode komunikasi, mode komunikasi yang sesuai dengan kebutuhan pasar akan dipilih.
7. Modul kontrol pengukur daya
Modul kontrol meter daya dapat mengontrol dan mengelola beban daya secara efektif. Cara umum adalah dengan memasang relai penahan magnetik di dalam meter daya. Melalui data daya, skema kontrol, dan perintah waktu nyata, beban daya dikelola dan dikontrol. Fungsi umum pada meter energi diwujudkan dalam relai pemutus arus berlebih dan beban berlebih untuk mewujudkan kontrol beban dan proteksi saluran; kontrol waktu sesuai dengan periode waktu untuk kontrol pengaktifan daya; dalam fungsi prabayar, relai pemutus jika saldo kredit tidak mencukupi; fungsi kendali jarak jauh diwujudkan dengan mengirimkan perintah secara waktu nyata.
8, modul pemrosesan MCU meter energi
Modul pemrosesan MCU pada meteran watt-jam adalah otak dari meteran watt-jam, yang menghitung semua jenis data, mengubah dan mengeksekusi semua jenis instruksi, dan mengkoordinasikan setiap modul untuk mencapai fungsinya.
Meter energi adalah produk pengukuran elektronik yang kompleks, yang mengintegrasikan berbagai bidang teknologi elektronik, teknologi daya, teknologi pengukuran daya, teknologi komunikasi, teknologi tampilan, teknologi penyimpanan, dan sebagainya. Diperlukan integrasi setiap modul fungsional dan setiap teknologi elektronik untuk membentuk satu kesatuan yang lengkap agar tercipta meter watt-jam yang stabil, andal, dan akurat.
Waktu posting: 28 Mei 2024