על פי עקרון התכנון של מד האנרגיה, ניתן לחלק אותו ל-8 מודולים, מודול כוח, מודול תצוגה, מודול אחסון, מודול דגימה, מודול מדידה, מודול תקשורת, מודול בקרה, מודול עיבוד MUC.כל מודול מבצע את המשימות שלו על ידי מודול עיבוד MCU לאינטגרציה ותיאום מאוחדים, הדבקה למכלול.
1. מודול כוח של מד אנרגיה
מודול הכוח של מד החשמל הוא מרכז האנרגיה לפעולה רגילה של מד החשמל.הפונקציה העיקרית של מודול הכוח היא להמיר את המתח הגבוה של AC 220V לאספקת החשמל במתח נמוך DC12\DC5V\DC3.3V, המספקת את אספקת הכוח העובדת לשבב ולהתקן של שאר המודולים של הכוח מטר.ישנם שלושה סוגים של מודולי כוח בשימוש נפוץ: שנאים, הפחתת התנגדות-קיבול ומיתוג ספקי כוח.
סוג שנאי: ספק הכוח AC 220 מומר ל-AC12V דרך השנאי, ומגיעים לטווח המתח הנדרש בתיקון, הפחתת מתח וויסות מתח.הספק נמוך, יציבות גבוהה, הפרעות אלקטרומגנטיות קלות.
אספקת כוח הורדת התנגדות-קיבול היא מעגל שמשתמש בתגובתיות הקיבולית שנוצרת על ידי קבל תחת תדר מסוים של אות AC כדי להגביל את זרם הפעולה המרבי.גודל קטן, עלות נמוכה, כוח קטן, צריכת חשמל גדולה.
מיתוג אספקת החשמל הוא באמצעות התקני מיתוג אלקטרוניים (כגון טרנזיסטורים, טרנזיסטורים MOS, תיריסטורים ניתנים לשליטה וכו'), דרך מעגל הבקרה, כך שמכשירי המיתוג האלקטרוני "מופעלים" ו"כבויים", כך שהכוח האלקטרוני אפנון דופק של התקני מיתוג של מתח הכניסה, כדי להשיג המרת מתח ומתח פלט ניתן להתאים ולפעול ויסות מתח אוטומטי.צריכת חשמל נמוכה, גודל קטן, טווח מתח רחב, הפרעות בתדר גבוה, מחיר גבוה.
בפיתוח ועיצוב של מדי אנרגיה, על פי דרישות פונקציית המוצר, גודל המקרה, דרישות בקרת עלויות, דרישות מדיניות לאומית ואזורית כדי לקבוע איזה סוג של ספק כוח.
2. מודול תצוגת מד אנרגיה
מודול תצוגת מד האנרגיה משמש בעיקר לקריאת צריכת חשמל, וישנם סוגים רבים של תצוגה כולל צינור דיגיטלי, מונה, רגילLCD, LCD מטריצת נקודות, LCD מגע וכו'. שתי שיטות התצוגה של שפופרת ומונה דיגיטליות יכולות להציג רק יחידה את צריכת החשמל, עם התפתחות הרשת החכמה, נדרשים יותר ויותר סוגים של מדי חשמל להצגת נתוני הספק, שפופרת דיגיטלית ו מונה לא יכול לעמוד בתהליך של כוח אינטליגנטי.LCD הוא מצב התצוגה המיינסטרים במד האנרגיה הנוכחי, בהתאם למורכבות תוכן התצוגה בפיתוח ובעיצוב יבחר סוגים שונים של LCD.
3. מודול אחסון מד אנרגיה
מודול אחסון מד האנרגיה משמש לאחסון פרמטרי מונה, חשמל ונתונים היסטוריים.התקני זיכרון נפוצים הם שבב EEP, פרו-אלקטרי, שבב פלאש, לשלושה סוגים אלה של שבבי זיכרון יש יישומים שונים במד האנרגיה.פלאש הוא סוג של זיכרון פלאש המאחסן כמה נתונים זמניים, נתוני עקומת טעינה וחבילות שדרוג תוכנה.
EEPROM הוא זיכרון חי הניתן לתכנות לקריאה בלבד, המאפשר למשתמשים למחוק ולתכנת מחדש מידע המאוחסן בו במכשיר או באמצעות מכשיר ייעודי, מה שהופך את ה-EEPROM לשימושי בתרחישים שבהם יש צורך לשנות ולעדכן נתונים לעתים קרובות.ניתן לאחסן את ה-EEPROM מיליון פעמים והוא משמש לאחסון נתוני הספק כגון כמות החשמל במד האנרגיה.זמני האחסון יכולים לעמוד בדרישות זמני האחסון של מד האנרגיה בכל מחזור החיים, והמחיר נמוך.
שבב פרו-אלקטרי משתמש במאפיין של חומר פרו-אלקטרי כדי לממש מהירות גבוהה, צריכת חשמל נמוכה, אחסון נתונים אמינות גבוהה ותפעול לוגי, זמני אחסון של מיליארד אחד;הנתונים לא יתרוקנו לאחר הפסקת חשמל, מה שמייצר שבבים פרו-אלקטריים עם צפיפות אחסון גבוהה, מהירות מהירה וצריכת אנרגיה נמוכה.שבבים פרו-אלקטריים משמשים בעיקר במוני אנרגיה לאחסון חשמל ונתוני הספק אחרים, המחיר גבוה יותר, והוא משמש רק במוצרים שצריכים להיות בעלי דרישות לאחסון מילים בתדר גבוה.
4, מודול דגימת מד אנרגיה
מודול הדגימה של מד הוואט-שעה אחראי להמרת אות הזרם הגדול ואות המתח הגדול לאות הזרם הקטן ולאות המתח הקטן כדי להקל על רכישת מד הוואט-שעה.מכשירי הדגימה הנוכחיים הנפוצים הםshunt, שנאי זרם, סליל Roche וכו', דגימת מתח מאמצת בדרך כלל דגימת מתח חלקית של התנגדות ברמת דיוק גבוהה.
5, מודול מדידת מד אנרגיה
התפקיד העיקרי של מודול מדידת המונה הוא להשלים את רכישת הזרם והמתח האנלוגי, ולהמיר את האנלוגי לדיגיטלי;ניתן לחלק אותו למודול מדידה חד פאזי ומודול מדידה תלת פאזי.
6. מודול תקשורת מד אנרגיה
מודול תקשורת מד אנרגיה הוא הבסיס להעברת נתונים ואינטראקציה עם נתונים, הבסיס לנתוני רשת חכמה, מודיעין, ניהול מדעי משובח, והבסיס לפיתוח האינטרנט של הדברים להשגת אינטראקציה בין אדם למחשב.בעבר היעדר מצב תקשורת הוא בעיקר אינפרא אדום, תקשורת RS485, עם התפתחות טכנולוגיית התקשורת, טכנולוגיית האינטרנט של הדברים, הבחירה במצב תקשורת מד אנרגיה הפכה נרחבת, PLC, RF, RS485, LoRa, Zigbee, GPRS , NB-IoT וכו'. לפי תרחישי היישום השונים והיתרונות והחסרונות של כל מצב תקשורת, נבחר מצב התקשורת המתאים לדרישת השוק.
7. מודול בקרת מד כוח
מודול בקרת מד החשמל יכול לשלוט ולנהל את עומס החשמל ביעילות.הדרך הנפוצה היא להתקין ממסר אחיזה מגנטי בתוך מד הכוח.באמצעות נתוני הספק, ערכת בקרה ופקודה בזמן אמת, עומס הכוח מנוהל ונשלט.הפונקציות הנפוצות במד האנרגיה מגולמות בממסר ניתוק זרם יתר ועומס יתר למימוש בקרת עומס והגנה על קו;בקרת זמן בהתאם לפרק הזמן עד להפעלת השליטה;בפונקציה בתשלום מראש, האשראי אינו מספיק כדי לנתק את הממסר;פונקציית השלט הרחוק מתממשת על ידי שליחת פקודות בזמן אמת.
8, מודול עיבוד MCU מד אנרגיה
מודול עיבוד MCU של מד וואט-שעה הוא המוח של מד-וואט-שעה, שמחשב כל מיני נתונים, הופך ומבצע כל מיני הוראות, ומתאם כל מודול כדי להשיג את הפונקציה.
מד אנרגיה הוא מוצר מדידה אלקטרוני מורכב, המשלב תחומים מרובים של טכנולוגיה אלקטרונית, טכנולוגיית הספק, טכנולוגיית מדידת הספק, טכנולוגיית תקשורת, טכנולוגיית תצוגה, טכנולוגיית אחסון וכן הלאה.יש צורך לשלב כל מודול פונקציונלי וכל טכנולוגיה אלקטרונית ליצירת מכלול שלם על מנת להוליד מד וואט-שעה יציב, אמין ומדויק.
זמן פרסום: 28 במאי 2024