Информационно-измерительная система технического учета электроэнергии

2.5 Стандарты GSM

GSM-900

Цифровой стандарт мобильной связи в диапазоне частот от 890 до 915 МГц (от телефона к базовой станции) и от 935 до 960 МГц (от базовой стации к телефону).

В некоторых странах диапазон частот GSM-900 был расширен до 880-915 МГц (MS -> BTS) и 925-960 МГц (MS <- BTS), благодаря чему максимальное количество каналов связи увеличилось на 50. Такая модификация была названа E-GSM (extended GSM).

GSM-1800

Модификация стандарта GSM-900, цифровой стандарт мобильной связи в диапазоне частот от 1710 до 1880 МГц.

Особенности:

? максимальная излучаемая мощность мобильных телефонов стандарта GSM-1800 - 1Вт, для сравнения у GSM-900 - 2Вт. Большее время непрерывной работы без подзарядки аккумулятора и снижение уровня радиоизлучения, хотя если учесть тот факт, что это более высокая частота, то можно предположить увеличение «эффекта микроволновой печи» на организм пользователя;

? высокая ёмкость сети, что важно для крупных городов;

? возможность использования телефонных аппаратов, работающих в стандартах GSM-900 и GSM-1800 одновременно. Такой аппарат функционирует в сети GSM-900, но, попадая в зону GSM-1800, переключается - вручную или автоматически. Это позволяет оператору рациональнее использовать частотный ресурс, а клиентам - экономить деньги за счёт низких тарифов. В обеих сетях абонент пользуется одним номером. Но использование аппарата в двух сетях возможно только в тех случаях, когда эти сети принадлежат одной компании, или между компаниями, работающими в разных диапазонах, заключено соглашение о роуминге.

3. Разработка функциональной схемы информационно-измерительной системы

Структурная схема информационно-измерительной системы технического учета электроэнергии изображена на рисунке 3.1.

Функциональная схема счетчика изображена на рисунке 3.2

Рисунок 3.1 - Структурная схема измерительной системы: СЧ - счетчик электроэнергии, ПК - персональный компьютер.

Рисунок 3.2 - Функциональная схема счетчика: ТТ - трансформатор тока, ТН - трансформатор напряжения, ИС - интегральный счетчик, МК - микроконтроллер, ППЗУ - перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство, СП - супервизор питания, ЖКИ - жидкокристаллический индикатор, К - клавиатура, ВИП - вторичный источник питания.

Для расчёта электрической энергии, потребляемой за определённый период времени, необходимо интегрировать во времени мгновенные значения активной мощности. Для синусоидального сигнала мощность равна произведению напряжения на ток в сети в данный момент времени. На этом принципе работает любой счётчик электрической энергии. На рисунке 3.3 показана блок-схема электромеханического счётчика.

Рисунок 3.3 - Блок-схема электромеханического счетчика электрической энергии

Реализация цифрового счётчика электрической энергии (рисунок 3.4) требует специализированных ИС, способных производить перемножение сигналов и предоставлять полученную величину в удобной для микроконтроллера форме. Например, преобразователь активной мощности - в частоту следования импульсов. Общее количество пришедших импульсов, подсчитываемое микроконтроллером, прямо пропорционально потребляемой электроэнергии.



Рисунок 3.4 - Блок-схема цифрового счетчика электрической энергии

Не менее важную роль играют всевозможные сервисные функции, такие как дистанционный доступ к счётчику, к информации о накопленной энергии и многие другие. Наличие цифрового дисплея, управляемого от микроконтроллера, позволяет программно устанавливать различные режимы вывода информации, например, выводить на дисплей информацию о потреблённой энергии за каждый месяц, по различным тарифам и так далее.

Для выполнения некоторых нестандартных функций, например, согласования уровней, используются дополнительные ИС. Сейчас начали выпускать специализированные ИС - преобразователи мощности в частоту - и специализированные микроконтроллеры, содержащие подобные преобразователи на кристалле. Но, зачастую, они слишком дороги для использования в коммунально-бытовых индукционных счётчиках. Поэтому многие мировые производители микроконтроллеров разрабатывают специализированные микросхемы, предназначенные для такого применения.

Перейдём к анализу построения простейшего варианта цифрового счётчика на наиболее доступном 8-разрядном микроконтроллере ATMega16. В представленном решении реализованы все минимально необходимые функции. Оно базируется на использовании недорогой ИС преобразователя мощности в частоту импульсов ADE7755 и 8-разрядного микроконтроллера ATMega16 (рисунок 3.5). При такой структуре микроконтроллеру требуется суммировать число импульсов, выводить информацию на дисплей и осуществлять её защиту в различных аварийных режимах. Рассматриваемый счётчик фактически представляет собой цифровой функциональный аналог существующих механических счётчиков, приспособленный к дальнейшему усовершенствованию.

Рисунок 3.5 - Основные узлы простейшего цифрового счетчика электроэнергии

Сигналы, пропорциональные напряжению и току в сети, снимаются с датчиков и поступают на вход преобразователя. ИС преобразователя перемножает входные сигналы, получая мгновенную потребляемую мощность. Этот сигнал поступает на вход микроконтроллера, преобразующего его в Вт·ч и, по мере накопления сигналов, изменяющего показания счётчика. Частые сбои напряжения питания приводят к необходимости использования EEPROM для сохранения показаний счётчика. Поскольку сбои по питанию являются наиболее характерной аварийной ситуацией, такая защита необходима в любом цифровом счётчике.

Алгоритм работы программы для простейшего варианта такого счётчика довольно прост. При включении питания микроконтроллер конфигурируется в соответствии с программой, считывает из EEPROM последнее сохранённое значение и выводит его на дисплей. Затем контроллер переходит в режим подсчёта импульсов, поступающих от ИС преобразователя, и, по мере накопления каждого Вт·ч, увеличивает показания счётчика.

При записи в EEPROM значение накопленной энергии может быть утеряно в момент отключения напряжения. По этим причинам значение накопленной энергии записывается в EEPROM циклически друг за другом через определённое число изменений показаний счётчика, заданное программно, в зависимости от требуемой точности. Это позволяет избежать потери данных о накопленной энергии. При появлении напряжения микроконтроллер анализирует все значения в EEPROM и выбирает последнее. Для минимальных потерь достаточно записывать значения с шагом 100 Вт·ч. Эту величину можно менять в программе.

Алгоритм работы программы представлен на рисунке 3.6.

На схеме к разъёму подключается напряжение питания 220 В и нагрузка. С датчиков тока и напряжения сигналы поступают на микросхему преобразователя ADE7755. Основу счётчика составляет микроконтроллер ATMega16, выпускаемый в 24-выводном корпусе (DIP) и имеющий 1,2 Кбайт ПЗУ и 64 байт ОЗУ. Для хранения накопленного количества энергии при сбоях по питанию используется EEPROM малого объёма 24С00 (16 байт) 24LC16.



Рисунок 3.6 - Алгоритм работы программы

В качестве дисплея используется 8-разрядный 7-сегментный ЖКИ, управляемый любым недорогим контроллером, обменивающийся с центральным микроконтроллером.

Реализация алгоритма потребовала менее 1 Кбайт памяти и менее половины портов ввода/вывода микроконтроллера ATMega16. Его возможностей достаточно, чтобы добавить некоторые сервисные функции, например, объединение счётчиков в сеть с помощью GSM-модема. Эта функция позволит получать информацию о накопленной энергии в сервисном центре и отключать электричество в случае отсутствия оплаты. Сетью из таких счётчиков можно оборудовать жилой многоэтажный дом. Все показания по сети будут поступать в диспетчерский центр.

4 Разработка и описание принципиальной электрической схемы проектируемого устройства

4.1 Описание элементной базы измерителя мощности

4.1.1 Микроконтроллер ATMega16

В данном приборе будем использовать 8-ми разрядный AVR микроконтроллер ATMega16 - один из наиболее мощных на сегодняшний день микроконтроллеров, основанный на расширенной AVR RISC-архитектуре. На рисунке 4.1 изображена схема включения микроконтроллера.

Рисунок 4.1 - Схема включения микроконтроллера

С3, С4 - конденсаторы номиналом 27пФ (керамические конденсаторы) К10-17А; С5, С6 - конденсаторы номиналом 10 мкФ и 0,1 мкФ соответственно (пленочные конденсаторы) К73-17; ZQ1 - кварцевый резонатор HC-49SM 16МГц; R12 - резистор номиналом 4,7 кОм. Расположение выводов на микросхеме можно увидеть на рисунке 4.2.

Рисунок 4.2 - Расположение выводов ATMega16

Назначение выводов микроконтроллера:

· V_CC - напряжение питания цифровых элементов;

· GND - общий;

· RESET - вход сброса. Если на этот вход приложить низкий уровень длительностью более минимально необходимой будет генерирован сброс независимо от работы синхронизации;

· XTL1 - вход инвертирующего усилителя генератора и вход внешней синхронизации;

· XTL2 - выход инвертирующего усилителя генератора.

Микроконтроллер ATMega16 имеет следующие особенности:

· 8-разрядный высокопроизводительный AVR микроконтроллер с малым потреблением;

· прогрессивная RISC архитектура:

- 130 высокопроизводительных команд, большинство команд выполняется за один тактовый цикл;

- 32 8-разрядных рабочих регистра общего назначения;

- полностью статическая работа;

- производительность приближается к 16 MIPS (при тактовой частоте 16 МГц);

- встроенный 2-цикловый перемножитель;

· энергозависимая память программ и данных:

- 16 Кбайт внутрисистемно программируемой Flash памяти;

- обеспечивает 1000 циклов стирания/записи;

- дополнительный сектор загрузочных кодов с независимыми битами блокировки;

- внутрисистемное программирование встроенной программой загрузки;

- обеспечен режим одновременного чтения/записи;

- 512 байт EEPROM;

- обеспечивает 100000 циклов стирания/записи;

- 1 Кбайт встроенной SRAM;

- программируемая блокировка, обеспечивающая защиту программных средств пользователя;

· интерфейс JTAG:

- возможность сканирования с периферии, соответствующая стандарту JTAG;

- расширенная поддержка встроенной отладки;

- программирование через JTAG интерфейс: Flash, EEPROM памяти, перемычек и битов блокировки;

· встроенная периферия:

- два 8-разрядных таймер/счетчика с отдельным предварительным делителем, один с режимом сравнения;

- один 16-разрядный таймер/счетчик с отдельным предварительным делителем и режимом захвата и сравнения;

- счетчик реального времени с отдельным генератором;

- четыре канала PWM;

- 8-канальный 10-разрядный аналогово-цифровой преобразователь;

- 8 несимметричных каналов;

- байт ориентированный 2-роводной последовательный интерфейс;

- программируемый последовательный USART;

- последовательный интерфейс SPI (ведущий/ведомый);

- программируемый сторожевой таймер с отдельным встроенным генератором;

- встроенный аналоговый компаратор;

· специальные микроконтроллерные функции:

- сброс по подаче питания и программируемый детектор кратковременного снижения напряжения питания;

- встроенный калиброванный RC-генератор;

- внутренние и внешние источники прерываний;

- шесть режимов пониженного потребления;

· выводы I/O и корпуса:

- 32 программируемые линии ввода/вывода;

- 40-выводной корпус PDIP;

· рабочее напряжение 4,5 - 5,5 В;

· рабочая частота 0 - 16 МГц.

Аналогово-цифровой преобразователь в составе микроконтроллера:

Микроконтроллеры ATmega16 оснащены 10-разрядным АЦП последовательного приближения. Основные параметры этого модуля следующие:

- абсолютная погрешность: ±2 МЗР;

- интегральная нелинейность: ±0.5 МЗР;

- быстродействие до 15 тыс. выборок/с.

На входе модуля АЦП всех моделей имеется 8-канальный аналоговый мультиплексор, предоставляющий в распоряжение пользователя 8 каналов с несимметричными входами.

В модели ATmega16 входы АЦП могут также объединяться попарно для формирования в общей сложности до 13 каналов с дифференциальным входом. Два канала при этом имеют возможность 20 - и 200-кратного предварительного усиления входного сигнала. При коэффициентах усиления 1х и 20х действительная разрешающая способность - 8 разрядов, а при коэффициенте 200х - 7 разрядов.

В качестве источника опорного напряжения для АЦП может использоваться как напряжение питания микроконтроллера, так и внутренний либо внешний источник напряжения.

АЦП может функционировать в двух режимах:

- режим одиночного преобразования, когда запуск каждого преобразования инициируется пользователем;

- режим непрерывного преобразования, когда выполняется непрерывно через определенные интервалы времени.

Структурная схема микроконтроллера ATMega16 представлена на рисунке 4.3

Описание выводов микросхемы представлено в таблице 4.1.



Рисунок 4.3 - Структурная схема микроконтроллера ATMega16

Таблица 4.1 - Описание выводов

Вывод порта	Альтернативная функция
XTL1	Вход инвертирующего усилителя генератора и вход внешней синхронизации
XTL2	Выход инвертирующего усилителя генератора
	Вход сброса
AREF	Вход опорного напряжения для АЦП
AVCC	Вывод источника питания АЦП
GND	Общий вывод
VCC	Вывод источника питания
PA0-PA7	A0 - А7 (Вход канала 0-7 АЦП)
PB0	B0 (Вход внешнего тактового сигнала таймера/счетчика Т0 / Вход/выход тактового сигнала USART)
PB1	B1 (Вход внешнего тактового сигнала таймера/счетчика Т1)
PB2	B2 (Положительный вход компаратора / Внешнее прерывание)
PB3	B3 (Отрицательный вход компаратора / Выход таймера/счетчика Т0 (режимы Compare, PWM))
PB4	B4 (Выбор Slave-устройства на шине SPI)
PB5	B5 (Выход (Master) или вход (Slave) данных модуля SPI)
PB6	B6 (Вход (Master) или выход (Slave) данных модуля SPI)
PB7	B7 (Выход (Master) или вход (Slave) тактового сигнала модуля SPI)
PC0	C0 (Тактовый сигнал модуля TWI)
PC1	C1 (Линия данных модуля TWI)
PC2	C2 (Тактовый сигнал JTAG)
PC3	C3 (Выбор режима JTAG)
PC4	C4 (Выход данныхJTAG)
PC5	C5 (Вход данныхJTAG)
PC6	C6 (Выход для подключения резонатора к таймеру/счетчику Т2)
PC7	C7 (Вход для подключения резонатора к таймеру/счетчику Т2)
PD0	D0 (Вход USART)
PD1	D1 (Выход USART)
PD2	D2 (Вход внешнего прерывания)
PD3	D3 (Вход внешнего прерывания)
PD4	D4 (Выход B таймера/счетчика Т1 (режимы Compare, PWM))
PD5	D5 (Выход A таймера/счетчика Т1 (режимы Compare, PWM))
PD6	D6 (Вход захвата таймера/счетчика Т1 (режим Capture))
PD7	D7 (Выход таймера/счетчика Т2 (режимы Compare, PWM))

4.1.2 Выбор супервизора питания

Когда напряжение питание опускается ниже этого уровня, ЦПУ может начать выполнять некоторые инструкции неправильно. В результате могут происходить не запланированные процессы во внутренней памяти и на линиях управления. Это может привести к повреждению информации в регистрах ЦПУ, I/O регистрах и в памяти данных.

Для того чтобы избежать этого, необходимо не допустить выполнение кода ЦПУ, при провалах напряжения питания. Для этого лучше всего использовать внешний детектор пониженного напряжения питания. При уменьшении напряжения ниже фиксированного порога Vt, детектор формирует низкий (активный) уровень на выводе RESET. Это немедленно останавливает ЦПУ, не позволяя ему выполнять программу. Пока напряжение питания ниже порогового Vt, микроконтроллер остановлен, и система находиться в известном состоянии. Когда напряжение питания снова поднимается до установленного значения, вывод RESET освобождается и микроконтроллер начинает выполнять программу с адреса вектора сброса (0x0000). Рекомендуется устанавливать пороговое напряжение на 5-15 % ниже рабочего Vcc, допуская таким образом небольшое колебание напряжения питания. Пороговое напряжение должно всегда выбираться так, чтобы детектор формировал сброс, когда напряжение становиться ниже минимально допустимого для ЦПУ. Необходимо гарантировать достаточно высокое пороговое напряжение детектора даже в самых плохих случаях.

Для предотвращения колебательного процесса при напряжении питания равном порогу сброса мы должны удлинить импульс сброса. Импульс сброса должен удерживаться в течение определенного времени после превышения порога детектора, напряжением питания. Этот интервал называется период сброса. Этот период начинает формироваться, когда напряжение питания пересекает пороговое напряжение детектора. Когда медленно увеличивающееся напряжение питания вызывает многократное переключение детектора, каждый раз, должен происходить перезапуск периода сброса для предотвращения колебания сигнала сброса микропроцессора.

Устройства, выполняющие эту основную функцию, существуют давно, а в последние годы они стали доступны и в миниатюрных трехножечных SOT23 корпусах. Первое SOT23 устройство (MAX809) стало наиболее повторяемым индустриальным стандартом. Универсальный MAX 809 выпускается с несколькими пороговыми напряжениями, задаваемыми при производстве, и гарантирует точность ±2,6 % в диапазоне -40 °C до +85 °C. Кроме того, MAX 809 гарантирует минимальный период сброса в 140 мс. MAX 809 удовлетворяет всем указанным выше требованиям к супервизорам, и более прост в использовании, чем дискретные компоненты. Рисунок 4.7 иллюстрирует применение MAX809. В таблице 4.2 описаны выводы супервизора питания.

Рисунок 4.7 - Схема супервизора питания

Таблица 4.2 - Описание выводов

Номер вывода	Название	Функции
1	GND	Минус
2	RESET	Восстановите Выходной низкий уровень VCC - ниже порога сброса, и для в наименее 140ms после того, как VCC будет выше восстановите порог.
3	VCC	Напряжение Поставки (+5В, +3.3В, +3.0В, или +2.5В)

4.1.3 Выбор источника стабилизированного питания

Блок питания используется для стабилизированного питания микропроциссора и схемы в целом. Схема стабилизации напряжения питания микроконтроллера будет построена на базе аналоговой микросхемы 7805, которая стабилизирует напряжение питания до +5 В. Само питание будет осуществляться от аккумуляторной батареи номиналом 12 В. На рисунке 4.8 и 4.9 приведены внешний вид и схема включения стабилизированного источника питания соответственно.

Серия LM78XX трех терминальных положительных регуляторов доступна в пакете TO-220/D-PAK и с несколько установившее выходное напряжение, делающее их полезные в большем разнообразии приложений. Каждый тип применяет внутреннее текущее ограничивать, термическую остановку и безопасную защиту области, делающие это по существу неразрушимое. Если требуемое падение тепла предусмотрено, они могут доставить над выходным током 1 A. Хотя разработанное первоначально как установлено напряжение регуляторов, эти устройства могут быть использованы внешними компонентами, чтобы получать регулируемое напряжение и тока.

Рисунок 4.8 - Внешний вид стабилизатора питания

Рисунок 4.9 - Схема включения стабилизированного источника питания +5 В.

Схема стабилизации напряжения питания микроконтроллера будет построена на базе аналоговой микросхемы 7805, которая стабилизирует напряжение питания +5 В.

4.1.4 Выбор индикатора

Контроллер HD44780 фирмы Hitachi фактически является промышленным стандартом и широко применяется при производстве алфавитно-цифровых ЖКИ-модулей. Аналоги этого контроллера или совместимые с ним по интерфейсу и командному языку микросхемы, выпускают множество фирм, среди которых: Epson, Toshiba, Sanyo, Samsung, Philips. Еще большее число фирм производят ЖКИ-модули на базе данных контроллеров. Эти модули можно встретить в самых разнообразных устройствах: измерительных приборах, медицинском оборудовании, промышленном и технологическом оборудовании, офисной технике - принтерах, телефонах, факсимильных и копировальных аппаратах.

Алфавитно-цифровые ЖКИ-модули представляют собой недорогое и удобное решение, позволяющее сэкономить время и ресурсы при разработке новых изделий, при этом обеспечивают отображение большого объема информации при хорошей различимости и низком энергопотреблении. Возможность оснащения ЖКИ-модулей задней подсветкой позволяет эксплуатировать их в условиях с пониженной или нулевой освещенностью, а исполнение с расширенным диапазоном температур (-20 °С...+70 °С) в сложных эксплуатационных условиях, в том числе в переносной, полевой и даже, иногда, в бортовой аппаратуре.

На рисунке 4.10 приведена схема подключения ЖКИ-модуля с 8-ми разрядной шиной к микроконтроллеру ATMega16. Он содержит два порта: 8-ми разрядный двунаправленный РА0...РА7, к которому подключена шина D0...D7 ЖКИ-модуля, и 3-х разрядный РВ0...РВ2, к которому подключены линии управляющих сигналов: E, RS,R/W.

Рисунок 4.10 - Схема включения индикатора

Перед началом рассмотрения принципов управления ЖКИ-модулем, обратимся к внутренней структуре контроллера HD44780, чтобы понять основные принципы построения ЖКИ-модулей на его основе. Эта информация позволит понять способы организации модулей различных форматов с точки зрения программной модели, а также мотивации конструкторов ЖКИ-модулей.

Упрощенная структурная схема контроллера приведена на рисунке 4.11. Можно сразу выделить основные элементы с которыми приходится взаимодействовать при программном управлении: регистр данных (DR), регистр команд (IR), видеопамять (DDRAM), ОЗУ знакогенератора (CGRAM), счетчик адреса памяти (АС), флаг занятости контроллера.

Рисунок 4.11 - Упрощенная структурная схема контроллера HD44780

Управление контроллером ведется посредством интерфейса управляющей системы. Основными объектами взаимодействия являются регистры DR и IR. Выбор адресуемого регистра производится линией RS, если RS = 0 - адресуется регистр команд (IR), если RS = 1 - регистр данных (DR).

Данные через регистр DR, в зависимости от текущего режима, могут помещаться (или прочитываться) в видеопамять (DDRAM) или в ОЗУ знакогенератора (CGRAM) по текущему адресу, указываемому счетчиком адреса (АС). Информация, попадающая в регистр IR, интерпретируется устройством выполнения команд как управляющая последовательность. Прочтение регистра IR возвращает в 7-ми младших разрядах текущее значение счетчика АС, а в старшем разряде флаг занятости (BF).

У контроллера HD44780 существует набор внутренних флагов, определяющих режимы работы различных элементов контроллера (таблица 4.3). В таблице 4.4 приведены значения управляющих флагов непосредственно после подачи на ЖКИ-модуль напряжения питания. Переопределение значений флагов производится специальными командами, записываемыми в регистр IR, при этом комбинации старших битов определяют группу флагов или команду, а младшие содержат собственно флаги.

Таблица 4.3 - Флаги, управляющие работой контроллера

Флаг	Назначение
I/D:	режим смещения счетчика адреса АС, 0 - уменьшение, 1 - увеличение.
S:	флаг режима сдвига содержимого экрана. 0 - сдвиг экрана не производится, 1 - после записи в DDRAM очередного кода экран сдвигается в направлении, определяемым флагом I/D: 0 - вправо, 1 - влево. При сдвиге не производится изменение содержимого DDRAM. изменяются только внутренние указатели расположения видимого начала строки в DDRAM.
S/C:	флаг-команда, производящая вместе с флагом R/L операцию сдвига содержимого экрана (так же, как и в предыдущем случае, без изменений в DDRAM) или курсора. Определяет объект смещения: 0 - сдвигается курсор, 1 - сдвигается экран.
R/L:	флаг-команда, производящая вместе с флагом S/C операцию сдвига экрана или курсора. Уточняет направление сдвига: 0 - влево, 1 - вправо.
D/L:	флаг, определяющий ширину шины данных: 0 - 4 разряда, 1 - 8 разрядов.
N:	режим развертки изображения на ЖКИ: 0 - одна строка, 1 - две строки
F:	размер матрицы символов: 0 - 5 х 8 точек, 1 - 5 х 10 точек.
D	наличие изображения: 0 - выключено, 1 - включено

Таблица 4.4 - Значение управляющих флагов после подачи напряжения

I/D = 1:	режим увеличения счетчика на 1
S = 0:	без сдвига изображения
D/L = 1:	8-ми разрядная шина данных
N = 0:	режим развертки одной строки
F = 0:	символы с матрицей 5 х 8 точек
D = 0:	отображение выключено
С = 0:	курсор в виде подчерка выключен
В = 0:	курсор в виде мерцающего знакоместа выключен

4.1.5 Выбор перепрограммируемого постоянного запоминающего устройства

Иногда при разработке устройства возникает потребность сохранять какие-либо данные в энергонезависимую память. В таких случаях обычно используют внутреннюю EEPROM микроконтроллера. Если её недостаточно, то как правило применяются внешние микросхемы EEPROM из серии 24CL16. Данная микросхема выпускается в различных корпусах, самые популярные из которых это DIP и SOIC. Вид микросхемы представлен на рисунке 4.12.

Рисунок 4.12 - Расположение выводов микросхемы 24CL16

A0, A1, A2 - в данной микросхеме не используются. Их можно подсоединить к земле или к плюсу питания. В некоторых других микросхемах серии 24CL16, этими выводами можно задавать адрес микросхемы.

Vss - земля.

SDA - линия данных

SCL - линия тактовых импульсов

WP - Защита от записи. Когда на данном выводе логический 0, то запись в память разрешена. Если подать логическую единицу, то возможно только чтение из памяти.

Vcc - питание микросхемы. Согласно даташиту питается она напряжением от 2.5 В до 5.5 В

Для подключения ППЗУ к микроконтроллеру достаточно 2х резисторов сопротивлением 4.7 кОм (рисунок 4.13).

Записывать данные можно как в произвольном порядке так и постранично. Поскольку на шине могут быть сразу несколько устройств, то для того чтобы обратится к какому либо устройству нужно знать его семибитный адрес. Биты A,B,C служат для выбора блока памяти. Блоков памяти в микросхеме 8 штук по 256 байт каждый. Соответственно биты ABC принимают значения от 000 до 111 (рисунок 4.14).

Рисунок 4.13 - Схема подключения ППЗУ к микроконтроллеру



Рисунок 4.14 - Выбор блока памяти в микросхеме

4.1.6 Выбор GSM - модуля

GSM/GPRS модуль изготовлен на базе нового однокристального чипа Texas Instruments “LoCosto”. Этот чип, построенный на 65-нм технологии TI, содержит на одном кристалле практически все компоненты, необходимые для создания GSM/GPRS-устройства последнего поколения.

В режиме GSM модуль модели GSM0408 обеспечивает работу в четырех диапазонах частот 850/900/1800/1900 МГц. Блок GSM/GPRS, изготовленный на базе чипов TEXAS INSTRUMENTS, поддерживает все основные функции стандарта EGSM и GPRS класс 10. Основные технические характеристики GSM/GPRS блока приведены в таблице 4.5.

На рисунке 4.15 изображена схема подключения GMS-модуля к микроконтроллеру.

Таблица 4.5 - Характеристики модуля GSM0408

Рисунок 4.15 - Схема подключения GSM- модуля к микроконтроллеру.

4.1.7 Выбор ИС счетчика электроэнергии

Микросхема ADE7755 - высокоточная ИС, предназначена для счетчиков потребления электрической энергии. Технические характеристики этой ИС превосходят требования по точности, предъявляемые стандартом IEC1.36.

Аналоговая часть микросхемы ADE7755 включает лишь АЦП и источник опорного напряжения. Все дальнейшие преобразования сигнала, такие как перемножение и фильтрация, происходят с сигналом в цифровом виде. Такой подход обеспечивает очень высокую стабильность и точность при предельный значениях параметров окружающей среды и в течение длительного времени.

ИС ADE7755 включает в себя схему контроля напряжения питания на выводе AVDD. Микросхема ADE7755 остается в состоянии сброса до тех пор, пока напряжение источника питания не достигает 4 В. Если напряжение источника питания падает ниже 4 В, ИС ADE7755 также переходит в состояние сброса. Структурная схема ADE7755 изображена на рисунке 4.16. Схема подключения счетчика к микроконтроллеру изображена на рисунке 4.17.

Рисунок 4.16 - Структурная схема ADE7755

Рисунок 4.17 - Схема подключения счетчика ADE7755 к микроконтроллеру

На рисунке 4.18 показано расположение выводов микросхемы.

Рисунок 4.18 - Схема расположения выводов микросхемы

Предельно допустимые характеристики:

Та = 25 °С, если не указано другое значение) Напряжение между выводами:

AVdd и AGND от -0,3 В до +7 В;

DVdd и DGND от -0,3 В до +7 В;

DVdd и AVdd от -0,3 В до +0,3 В;

Напряжение на аналоговом входе относительно AGND VIP, VIN, V2P и V2N от -6 В до +6 В;

Напряжение на входе REFIN/OUT относительно AGND от -0,3 В до AVdd + 0.3 В;

Напряжение на цифровом входе относительно DGND от -0,3 В до DVdd + 0.3 В;

Напряжение на цифровом выходе относительно DGND от -0,3 В до DVdd + 0.3 В;

Рабочий температурный диапазон:

Индустриальный от -40 °С до +85 °С;

Температурный диапазон хранения от -65 °С до +150 °С;

Температура перехода 50 °С;

Рассеиваемая мощность для 24-выводного корпуса SSOP 450 мВт;

Температурное сопротивление переход-среда 112 °С ;

В таблице 4.6 описано назначение выводов.

Таблица 4.6 - Описание выводов микросхемы

Номер вывода	Обоз.	Описание
1	DVdd	Вывод питания цифровой части ИС. Через этот вывод питаются цифровые схемы, входящие в ИС ADE7755. Чтобы ИС обеспечивала параметры, соответствующие техническому описанию, на этот вывод необходимо подать напряжение питания 5 В ± 5%. Этот вывод должен быть развязан конденсатором емкостью 10 мкФ и параллельно подключенным керамическим конденсатором емкостью 0,1 мкФ.
2	AC/DC	Включение фильтра высокой частоты. Этот логический вход предназначен для включения фильтра высокой частоты в канале VI (канале измерения тока). Фильтр высокой частоты включается подачей на данный вывод уровня логической единицы. Фазочастотная характеристика фильтра компенсирована в частотном диапазоне от 45 Гц до 1 кГц. В устройствах измерения мощности фильтр высокой частоты должен быть включен.
3	AVdd	Вывод питания аналоговой части ИС. Этот вывод обеспечивает питание аналоговых схем, входящих в ИС ADE7755. Чтобы ИС обеспечивала параметры, соответствующие техническому описанию, на этот вывод необходимо подать напряжение питания 5 В ± 5%. Должны быть приняты все меры и обеспечена необходимая развязка для минимизации пульсаций и шумов источника питания на этом выводе. Развязка этого вывода должна быть произведена на аналоговую заземляющую поверхность AGND с помощью конденсатора емкостью 10 мкФ и параллельно подключенного керамического конденсатора емкостью 0,1 мкФ.
4, 19	NC	Не подключены
5, 6	VIP, VIN	Аналоговые входы канала VI (канала измерения тока). Эти входы - полностью дифференциальные входы напряжения с максимально допустимым уровнем дифференциального сигнала ±470 мВ, при котором будет обеспечены параметры, соответствующие техническому описанию. Канал измерения тока снабжен программируемым усилителем, коэффициент усиления которого можно выбирать в соответствии с таблицей I. Максимально допустимый уровень сигнала на этих выводах относительно AGND составляет ±1 В. Оба входа имеют внутреннюю схему защиты от электростатического разряда (ESD protection). Эти входы могут выдержать напряжение ±6 В без риска необратимого повреждения ИС.
7, 8	V2N, V2P	Отрицательный и положительный входы канала V2 (канала измерения напряжения). Эти входы - полностью дифференциальные входы напряжения с максимально допустимым уровнем дифференциального сигнала ±660 мВ, при котором будет обеспечены параметры, соответствующие техническому описанию. Максимально допустимый уровень сигнала на этих выводах относительно AGND составляет ±1 В
9	RESET	Вывод сброса ИС ADE7755. Низкий логический уровень, поданный на этот вход, будет удерживать АЦП и цифровые схемы в состоянии сброса. Подача низкого уровня на этот вход приведет к сбросу внутренних регистров ИС ADE7755.
10	REFiN/ouT	Вход/выход источника опорного напряжения. Этот вывод обеспечивает доступ к внутреннему источнику опорного напряжения. Источник имеет номинальную величину напряжения 2,5 В ± 8% и типичный температурный коэффициент 30Т0 /°С. К этому выводу может быть подключен внешний источник опорного напряжения. В любом случае необходимо обеспечить развязку этого вывода относительно AGND.
11	AGND	Этот вывод обеспечивает заземление аналоговых схем, входящих в ИС ADE7755, то есть АЦП и источника опорного напряжения. Этот вывод должен быть связан с аналоговой заземляющей поверхностью печатной платы. Аналоговая заземляющая поверхность является заземлением для всех аналоговых схем, таких как антиалайзинговые фильтры и преобразователи тока и напряжения. Для хорошего подавления шума аналоговая заземляющая поверхность должна быть соединена с цифровой заземляющей поверхностью в единственной точке.
12	SCF	Выбор частоты калибровки. Этот логический вход используется для выбора частоты на выходе калибровки CF. В таблице IV показано, каким образом выбирается частота калибровки.
13, 14	S1,S0	Эти логические входы используются для выбора одной из четырех возможных частот для преобразователя цифрового сигнала в частоту. Возможность выбора обеспечивает конструктору большую гибкость при проектировании счетчика электроэнергии. См. раздел Выбор частоты для счетчика электроэнергии .
15, 16	G1,G0	Эти логические входы используются для выбора одного из четырех возможных коэффициентов усиления для канала VI (канала измерения тока). Возможные значения коэффициента усиления 1, 2, 8 и 16. См. раздел Аналоговый вход .
17	CLKIN	К этому логическому входу можно подключить внешний генератор тактовых импульсов. Как альтернативный способ, для получения тактовых импульсов возможно подключение к выводам CLKIN и CLKOUT кварцевого резонатора с параллельным резонансом и со срезом типа AT. Чтобы ИС обеспечивала параметры, соответствующие техническому описанию, частота тактовых импульсов должна быть равна 3,579545 МГц. Вместе с кварцевым резонатором к входу схемы генератора необходимо подключить конденсаторы емкостью от 22 пФ до 33 пФ (керамические).
18	CLKOUT	Кварцевый резонатор может быть подключен между этим выводом и CLKIN как описано выше, чтобы обеспечить работу генератора тактовых импульсов в ИС ADE7755. Вывод CLKOUT может быть подключен к одному входу КМОП, когда ко входу CLKIN подключен внешний генератор тактовых импульсов или если используется кварцевый резонатор.
20	REVP	На этом логическом выходе появляется напряжение логической единицы, когда ИС обнаруживает, что мощность отрицательна, т.е. когда фазовый угол между напряжением и током превышает 90°. Этот выход не фиксируется и сбрасывается, как только мощность снова становится положительной. Этот выход меняет свое состояние в момент, когда импульс появляется на выходе CF.
21	DGND	Этот вывод обеспечивает заземление цифровых схем, входящих в ИС ADE7755, то есть перемножителя, фильтров, и преобразователя цифрового сигнала в частоту. Этот вывод должен быть связан с цифровой заземляющей поверхностью печатной платы. Цифровая заземляющая поверхность является заземлением для всех цифровых схем, таких как счетчики (механические и цифровые), микроконтроллеры и светодиодные индикаторы.
22	CF	Частотный выход, выдающий сигнал частоты для калибровки. Выдает информацию о мгновенном значении активной мощности. Этот выход предназначен для целей калибровки. Также см. описание вывода SCF.
23,24	F2,F1	Низкочастотные импульсные выходы. F1 и F2 выдают информацию о средней активной мощности. Эти импульсные выходы могут быть использованы для прямого управления электромеханическими счетными механизмами.

4.1.8 Выбор трансформатора тока

Трансформаторы тока (далее - ТТ) предназначены для преобразования тока первичной сети во вторичный, со стандартным значением 1 или 5 А, используемый как сигнал в системах учета электроэнергии и релейной защиты (РЗ).

4.1.9 Выбор трансформатора напряжения

Трансформаторы напряжения, предназначенные для питания катушек напряжения измерительных приборов и реле, устанавливают на каждой секции сборных шин. Их выбирают по форме исполнения, конструкции и схеме соединения обмоток, номинальному напряжению, классу точности и вторичной нагрузке.

5. Программа и методика метрологической аттестации

5.1 Назначение

Настоящая программа и методика метрологической аттестации устанавливает методику проведения работ, выполняемых при метрологической аттестации однофазных счетчиков электрической энергии (далее - счетчик).

Организация и порядок проведения метрологической аттестации счетчика выполняются согласно ДСТУ 3215-95.

5.2 Общие положения

Основанием для проведения метрологической аттестации является учебный план по специальности 7.05100201 «Метрологическое обеспечение испытаний и качества продукции», курс 5, семестр 10.

Целью проведения метрологической аттестации счетчика является приобретение практических навыков при проведении теоретических и экспериментальных исследований, необходимых для оценки метрологических характеристик счетчика.

5.3 Операции метрологической аттестации

При проведении метрологической аттестации должны быть выполнены операции, приведенные в таблице 5.1.

Таблица 5.1. - Операции метрологической аттестации

Наименование испытаний и операций и последовательность их проведения	Пункт ПМА
1 Внешний осмотр	4.8.1
2 Испытание изоляции счетчика напряжением переменного тока	4.8.2
3 Опробование счетчика	4.8.3
4 Определение погрешности при измерении мощности	4.8.4
5 Определение погрешности при измерении энергии	4.8.5
6 Обработка результатов измерений	4.8.6
7 Оформление результатов метрологической аттестации	4.9

5.4 Средства метрологической аттестации

Перечень средств измерительной техники и вспомогательного оборудования, применяемых при проведении аттестации приведен в таблице 5.2.

Таблица 5.2 - Перечень измерительного оборудования

№ опер.	Название оборудования и его характеристики
2	Универсальная пробойная установка УПУ-1М: испытательное напряжение до 10 кВ, погрешность установки напряжения не более 10 %.
3	Установка УППУ - МЭ3.1. Номинальное напряжение 220/380 В, ток 0,001 - 100А. GSM модем. Персональный компьютер.
4	Установка УППУ - МЭ3.1. Номинальное напряжение 220/380 В, ток 0,001 - 100А.
5 - 6	Установка УППУ - МЭ3.1. Номинальное напряжение 220/380 В, ток 0,001 - 100А. GSM модем. Персональный компьютер.
Примечание - Допускается применять другие средства измерения, имеющие метрологические характеристики не хуже указанных.

5.5 Условия проведения метрологической аттестации

Метрологическая аттестация должна проводиться в нормальных условиях согласно ГОСТ 27451-87:

-температура окружающего воздуха - от 15 °С до 25 °С;

-относительная влажность окружающего воздуха - от 30 % до 80 %;

-атмосферное давление - от 86 кПа до 106,7 кПа (от 645 мм рт.ст. до 800 мм рт.ст.).

Номинальный при проведении аттестации считают ток 220 В.

Аттестация должна проводится на поверенном оборудовании.

5.6 Требования к квалификации специалистов, проводящих аттестацию

Метрологическая аттестация счетчика проводится в организациях, аккредитованных на право проведения аттестации средств измерительной техники в области измерений мощности и энергии.

Аттестацию счетчика должны проводить специалисты категории А (согласно НРБУ-97), имеющие специальное физическое образование и навыки работы с эталонами и рабочими средствами измерительной техники в области измерения мощности и энергии.

5.7 Требования к безопасности проведения работ

Помещение для проведения аттестации и размещения оборудования должно соответствовать правилам техники безопасности и производственной санитарии.

При проведении аттестации должны соблюдаться правила технической эксплуатации электроустановок потребителей ГОСТ 12.3.019-80.

При проведении аттестации необходимо обеспечить выполнение требований следующих документов:

- ГОСТ 12.2.007.0-75 «Изделия электротехнические. Общие требования безопасности»;

- „Руководство по эксплуатации цифрового счетчика электроэнергии".

5.8 Порядок проведения аттестации

5.8.1 Внешний осмотр

Проверить комплектность счетчика согласно эксплуатационной документации. При отсутствии одной из составных частей аттестация приостанавливается, и принимаются меры по укомплектованию.

При наличии полной комплектности счетчика, каждая составная часть визуально проверяется на отсутствие вмятин, деформаций, нарушений лакокрасочных покрытий и др.

При отсутствии указанных нарушений внешнего вида составных частей счетчика переходят к следующей операции метрологической аттестации.

5.8.2 Испытание изоляции счетчика напряжением переменного тока

Испытательное напряжение переменного тока 4 кВ должно быть приложено в течение 1 минуты между фазным и нулевым проводами счетчика, соединенными вместе, и «землей».

В качестве «земли» используется специально наложенная на корпус счетчика фольга, касающаяся всех доступных частей корпуса счетчика (включая антенну) и присоединенная к плоской проводящей поверхности, на которой установлен счетчик.

Результат испытания считается положительным, если во время испытания не было искрения, пробивного разряда или пробоя.

5.8.3 Опробование счетчика

Подготовленный согласно условиям эксплуатации счетчик включают, проверяют его работоспособность в соответствии с его техническим описанием и инструкцией по эксплуатации.

При изгибе соединительных кабелей и шлангов питания показания прибора должны оставаться неизменными.

Для проведения опробования и проверки требований точности счетчик подключают к поверочной установке в соответствии эксплуатационной документацией на поверочную установку.

Органы управления поверочной установки устанавливают в соответствии с руководством по эксплуатации на поверочную установку.

Прогрев проводят в течение 5 минут при базовом токе, при номинальном напряжении и коэффициенте мощности, равном 0,5.

Опробование счетчика, интерфейса GSM/GPRS и ЧРВ счетчика заключается в проверке правильности считывания информации со счетчика при помощи GSM - модема. Результат считают положительным, если на дисплее счетчика и экране персонально компьютера отображаются одинаковые данные. Работа на компьютере проводится при помощи программы верхнего уровня.

5.8.4 Определение погрешности при измерении мощности

Основную погрешность определяют непосредственным сличением с установкой УППУ - МЭ3.1. Испытания проводятся по поверочной схеме (рисунок 5.1). Результаты измерения полученные счетчиком и установкой заносятся в протокол.

Абсолютная погрешность вычисляется по формуле

, (5.1)

где - измеренное значение аттестуемого счетчика;

- измеренное значение установки контроля.

Приведенная погрешность определяется как

,

где - значение абсолютной погрешности;

- измеренное значение установки контроля.

Все испытания проводятся на промышленной частоте 50 Гц. От сети через регулятор напряжения подается напряжение 220 В и измеряется вольтметром.

Напряжение и ток подаются на входы напряжения и тока счетчика и установки контроля соответственно. Измеренное значение потребленной энергии выводится на индикатор счетчика и установки контроля.

Рисунок 5.1 - Схема испытания счетчика

5.8.5 Определение погрешности при измерении энергии

Определение погрешностей счетчика при измерении проводят по методике, приведенной в руководстве по эксплуатации на поверочную установку. Определение основной относительной погрешности счетчиков проводят при номинальном напряжении в режимах, указанных в таблице 5.3.

Погрешность поверяемого счетчика определяют по индикаторному устройству поверочной установки

Таблица 5.3 - Номинальные значения для определения допускаемой погрешности

Ток	cos ц	Предел допускаемой основной погрешности, %	Угол ц, град.
0,05	1	1	0
0,1	1	0,5	0
1	1	0,5	0
Imax	1	0,5	0
0.05	1	1.5	90
0.1	1	1	90
1	1	1	90
Imax	1	1	90

Определение дополнительной погрешности счетчиков, вызываемой изменением напряжения в установленном рабочем диапазоне проводят при базовом токе в режимах, приведенных в таблице 5.4.

Таблица 5.4 - Номинальные значения для определения дополнительной погрешности

Напряжение, В	cos ц	Предел допускаемой основной погрешности, %	Угол ц, град
198	1	0,7	0
253	1	0,7	0
198	0,5	1	60
253	0,5	1	60

Погрешность поверяемого счетчика определяют по индикаторному устройству поверочной установки.

5.8.6 Обработка результатов измерений

Если при аттестации счетчика одно из параметров не соответствует значению, указанному в эксплуатационно-технической документации на прибор, а также при обнаружении механических и электрических неисправностей дальнейшую аттестацию прекращают.

5.9 Оформление результатов метрологической аттестации

Положительные результаты аттестации удостоверяются выдачей свидетельства о аттестации счетчика в соответствии с ДСТУ 3215-95.

Если в результате аттестации счетчик признается непригодным к применению, то заявителю выдается протокол метрологической аттестации счетчика в соответствии с ДСТУ 3215-95.

6. Разработка операции контроля электрических параметров платы счетчика электроэнергии

Каждый прибор, узел, блоки и собранное изделие РЭА подвергаются техническому контролю, который включает в себя визуальный контроль монтажа, функциональный контроль блоков и системный контроль всего прибора.

6.1 Обоснование разработки установки контроля

Проверка электрических параметров проводится на специальных установках - пультах, подключаемых к проверяемому блоку через разъемы.

Установка контроля необходима для контроля параметров печатных узлов, которая позволяет уменьшить время, затрачиваемое на подготовку к контролю печатного узла, а также трудоемкость контроля. Разрабатываемая установка не нуждается в дополнительной настройке перед контролем или проверкой. Поэтому для счетчика электроэнергии в данном дипломном проекте разработано специальное электронное устройство контроля электрических параметров.

6.2 Исходные данные

Входное напряжение от сети:

- напряжение питания ~() В;

- базовый ток 0 - 60 А;

Выходной параметр:

- потребляемая мощность.

Глубина контроля на уровне каскада.

Диапазон рабочих температур -40 ч +55 єС.

Индикация выходных параметров - контроль выходного напряжения осуществляется на электронном табло вольтметра.

6.3 Методика контроля

1. Визуально проконтролировать отсутствие дефектов, обрывов цепи и коротких замыканий.

2. Проверить цепи питания в контрольных точках, подавая на вход платы напряжение питания и ток согласно таблице 6.1.

Таблица 6.1 - Контрольные значения выходных напряжений платы преобразования питания

ТТ,°С	В	, В требуемое	DD1, В	DD2, В	DD3, В	DD4, В	DD5, В	DD6, В
			Измеренное
20	187	4,5 - 5,1	4,5 - 5,1	4,5 - 5,1	4,5 - 5,1	4,5 - 5,1	4,5 - 5,1	4,5 - 5,1
	220	4,5 - 5,1	4,5 - 5,1	4,5 - 5,1	4,5 - 5,1	4,5 - 5,1	4,5 - 5,1	4,5 - 5,1
	244	4,5 - 5,1	4,5 - 5,1	4,5 - 5,1	4,5 - 5,1	4,5 - 5,1	4,5 - 5,1	4,5 - 5,1

3. Проверить работоспособность платы счетчика электроэнергии, подавая входные сигналы напряжения и тока согласно таблице 6.2. Контроль проводить в трёх температурных точках: +20 °С, -40 °С, +55 °С.

Таблица 6.2 - Контроль значений напряжения и тока при питании платы от сети

Время, ч	Напряжение на входе, В	Ток на входе, А	Мощность, кВт*ч
	187	0	0
	220		0
	244		0
	187	10	0,51
	220		0,61
	244		0,67
	187	20	1,03
	220		1,22
	244		1,35
1	187	30	1,55
	220		1,83
	244		2,03
	187	40	2,07
	220		2,44
	244		2,71
	187	50	2,59
	220		3,05
	244		3,38
	187	60	3,11
	220		3,66
	244		4,06

6.4 Разработка установки контроля

6.4.1 Разработка функциональной схемы установки контроля

Блок питания используется для установки входного напряжения в диапазоне 187 ч 244 В с точностью установки 0.1 В.

Пульт контроля предназначен для подключения блока питания, вольтметра, осциллографа и контролируемой платы (помещенной в камеру тепла и холода) к его входным и выходным разъемам. С его помощью производится контроль напряжения питания и контроль работоспособности каскадов платы.

На рисунке 6.1 представлена функциональна схема установки контроля электрических параметров платы преобразования питания.

Осциллограф предназначен для контроля амплитудных значений напряжений на обмотке трансформатора в диапазоне 18.91 В ч 21.12 В .

Вольтметр предназначен для контроля значений выходного переменного напряжения.

Амперметр предназначен для контроля значений входного переменного тока.



Рисунок 6.1 - Функциональная схема установки

6.4.2 Выбор оборудования

Для проведения контроля используется следующее оборудование:

- блок питания US-250В-50-500А, диапазон напряжений 0ч250 В, точность установки 0.1 В;

- камера тепла и холода КТХ-74, диапазон регулируемых температур

-65 ч +165 єС с точностью установки ±2 єС;

- осциллограф Fluke 123, полоса пропускания 20 МГц, 5 мВ…500 В/дел;

- вольтметр GDM-78261, диапазон 100 мВч1000 В, входное сопротивле-ние 10 МОм ± 1 %;

- амперметр TENSE 60а, диапазон 0 А - 60 А.

6.4.3 Разработка пульта контроля

Электронная часть пульта контроля размещена на плате. Плата размещена в корпусе прямоугольной формы. Для подключения блока питания (БП) и осциллографа имеются разъемы Х1 и Х2 соответственно, осциллограф подключается через щуп. Также имеются разъемы Х4 - для подключения вольтметра, и Х5 - измерительный щуп для подключения контролируемой платы, Х6 - для подключения амперметра На передней панели размещены: цифровые измерительные головки DMS-20LCD V1 для контроля входного напряжения и тока, лампочка контроля включения питания L1, тумблер «вкл/выкл», кнопки: «1», «2», «3», «4», «5», «6» для переключения между контрольными точками, также имеется предохранитель Appliance circuit-breaker FU.

Общий вид пульта контроля изображен на рисунке 6.2.

Рисунок 6.2 - Пульт контроля

6.5 Разработка операций контроля

На основе разработанной ранее методики, разрабатываем операции контроля.

01 Подготовительная

1. Проверить необходимое оборудование и убедиться в его работоспособности;

2. Подключить пульт контроля к сети через разъем Х3;

3. Подключить выход блока питания к разъему Х1 пульта контроля;

4. Подключить выход осциллографа к разъему Х2 пульта контроля;

5. Подключить выход вольтметра к разъему Х4 пульта контроля;

6. Подключить выход амперметра к разъёму Х6 пульта контроля;

7. Все переключатели выставить в исходное положение.

02 Контроль цепей питания платы

1. Проконтролировать отсутствие обрывов цепи, дефектов и коротких замыканий;

2. Установить в КТХ значение температуры +20 єС;

3. Подключить плату счетчика электроэнергии к разъему Х5. Поместить плату в КТХ. Включить плату, переведя тумблер в положение «вкл». Должна загореться лампа L1;

4. Перевести тумблер «питание» на блоке питания в положение «сеть»;

5. С помощью ручки регулировки входного напряжения и тока на пульте контроля подать напряжение и ток согласно таблице 6.1;

6. Проверить значения выходного напряжения в контрольных точках, указанных в таблице 6.1, с помощью вольтметра, подсоединенного к разъему Х4 и амперметра, подсоединенного к разъёму Х6 пульта контроля. Выбор контрольных точек осуществлять последовательным нажатием кнопок «1», «2», «3», «4», «5», «6» на панели пульта контроля;

7. Выключить питание платы, переведя тумблер в положение «выкл». Лампа L1 должна потухнуть;

8. Занести результаты наблюдений в таблицу 6.3.

Таблица 6.3 - Контрольные и измеренные значения выходных напряжений платы счетчика электроэнергии

ТТ,°С	В	, В требуемое	DD1, В	DD2, В	DD3, В	DD4, В	DD5, В	DD6, В
			Измеренное
20	187	4,5 - 5,1
	220	4,5 - 5,1
	244	4,5 - 5,1

03 Контроль работоспособности платы счетчика электроэнергии

1. Установить в КТХ значение температуры +20 єС;

2. Подключить плату счетчика электроэнергии к разъему Х5. Поместить плату в КТХ. Включить плату, переведя тумблер в положение «вкл». Должна загореться лампа L1;

3. Перевести тумблер «питание» на блоке питания в положение «сеть»;

4. Входное напряжение и ток подавать при помощи ручки регулировки питания на пульте контроля согласно таблице 6.2;

5. Контролировать напряжения на обмотке трансформатора используя осциллограф, подключенный к разъему Х2;

6. Выходное напряжение контролировать по вольтметру, подсоединенному к разъему Х4. Результаты должны входить в допустимые пределы, указанные в таблице 6.2;