Sistem de Achiziție a Datelor cu PC-ul care să Permită Măsurarea Puterii unui Consumator Electric cu Conectare la Rețeaua Monofazată

Să se proiecteze un sistem de achiziţie a datelor cu PC-ul care să permită măsurarea puterii unui consumator electric cu conectare la reţeaua monofazată.

Conectarea cu PC-ul se va face pe portul serial.

Va permite măsurarea şi înregistrarea energiei consumate.

1. Schema bloc

Schema bloc a sistemului este prezentată în figura de mai jos:

Circuitul de măsurare a puterii are rolul de a măsura puterea şi de a furniza această informaţie sub o formă accesibilă microcontroller-ului.

Microcontroller-ul are rolul de a prelua informaţia legată de puterea consumatorului şi de a realiza comunicaţia serială cu PC-ul.

Circuitul de modificare a nivelelor logice presupune la transmisie trecerea nivelului de tensiune corespunzător ‘0L’ în ‘+3V +15V’ şi nivelul de tensiune corespunzător ‘1L’ în ‘‘-3V -15V’, iar la recepţie se realizează operaţia inversă.

2. Circuitul de măsurare a puterii

Pentru măsurarea puterii se foloseşte circuitul ADE7757 de la Analog Devices.

Informaţia despre puterea medie reală este furnizată prin ieşirile de frecvenţă joasă (F1, F2) şi despre puterea reală instantanee prin ieşirea CF. Aceste ieşiri pot fi utilizate pentru a comanda direct un contor electromecanic sau interfaţa cu un microcontroller.

Diagrama bloc a circuitului:

Descrierea pinilor circuitului:

- VDD – pinul pentru alimentarea circuitului; aceasta poate fi 5V 5%;

- V2P, V2N – intrările analogice pentru canalul 2 (canalul de tensiune). Tensiunea diferenţială maximă de intrare este 165mV. Ambele intrări au intern circuit de protecţie, o supratensiune de 6V poate fi acceptată pe aceste intrări fără riscul de distrugere permanentă;

- V1N, V1P – intrările analogice pentru canalul 1 (canalul de curent). Tensiunea diferenţială maximă de intrare este 30mV. Ambele intrări au intern circuit de protecţie, o supratensiune de 6V poate fi acceptată pe aceste intrări fără riscul de distrugere permanentă;

- AGND – reprezintă referinţa de masă a circuitelor analogice din ADE7757 (convertoarele analog digitale);

- REFIN/OUT – acest pin poate fi folosit pentru accesul la tensiunea de referinţă a chip-ului (2,5V). De asemenea se poate conecta o sursă de referinţă externă pe acest pin;

- SCF – acest pin este folosit pentru selectarea frecvenţei de calibrare;

- S1, S0 – sunt intrări digitale şi sunt folosite pentru selectarea uneia din cele 4 frecvenţe posibile pentru conversia din digital în frecvenţă;

- RCLKIN – validează oscilatorul intern ca sursă de ceas pentru chip. O rezistenţă cu valoarea de 6.2k trebuie conectată pe acest pin la şi la DGND;

- REVP – ieşire digitală, devine ‘1L’ când se detectează putere negativă;

- DGND – reprezintă referinţa de masă a circuitelor digitale din circuitul ADE7757 (multiplicatorul, filtrele şi convertorul digital-frecvenţă);

- CF – ieşire digitală, poartă informaţia despre puterea reală instantanee;

- F1, F2 – ieşiri digitale de frecvenţă joasă, poartă informaţie despre puterea reală medie.