ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐIỆN tử Đo điện năng từ xa qua mạng RS485
NỘI DUNG ĐỒ ÁN
100 MB Bao gồm tất cả file Đo điện năng từ xa qua mạng RS485, lưu đồ giải thuật... thuyết minh Đo điện năng từ xa qua mạng RS485, bản vẽ nguyên lý Đo điện năng từ xa qua mạng RS485, bản vẽ thiết kế, FILE lập trình, ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐIỆN tử Đo điện năng từ xa qua mạng RS485
PHẦN I :
TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ ĐO LƯỜNG NĂNG LƯỢNG TRONG CÔNG NGHIỆP
Chương 1 : Khái quát các phương pháp đo điện năng
Chương 2 : Giới thiệu IC đo điện năng AT73C540 (hãng Atmel) Chương 3 : Giới thiệu IC đo điện năng AD7755 (hãng Analog Devices) Chương 4 : Giới thiệu IC đo điện năng SA2002H (hãng Sames)
CHƯƠNG 1 :
KHÁI QUÁT CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐO ĐIỆN NĂNG
LỜI GIỚI THIỆU
Những thay đổi quan trọng đã và đang xảy ra trong ngành công nghiệp đo lường năng lượng. Việc bãi bỏ tính độc quyền cung cấp đã tạo ra một môi trường cạnh tranh gay gắt hơn đối với những nhà cung cấp điện năng. Vì vậy nhu cầu quản lý và đo lường điện năng đòi hỏi một mức độ cao hơn trước đây. Các nhà cung cấp điện năng sẽ phải cung cấp những dịch vụ tiện ích cho người sử dụng với chi phí thấp nhất có thể được. Và một trong những dịch vụ đó là lắp đặt đồng hồ đo điện năng theo công nghệ mới hiện nay (công nghệ solid state).
Ngoài những lợi ích trước mắt như độ chính xác cao, gọn nhẹ đồng hồ này
còn cho phép khả năng linh hoạt hơn trong lắp đặt và sửa chữa, quản lý và cập nhật thông tin nhanh và chính xác hơn thông qua mạng.
CẤU TẠO MỘT ĐỒNG HỒ ĐO ĐIỆN NĂNG
Một đồng hồ đo điện năng chủ yếu dựa trên một trong hai công nghệ chính là xử lý tín hiệu tương tự hoặc tín hiệu số. Xử lý tín hiệu ở đây liên quan đến việc nhân và lọc để tạo ra thông tin cần thiết (ví dụ như kWh…). Đồng hồ cơ đo điện năng đang được sử dụng phổ biến hiện nay được xếp vào loại đồng hồ dạng này.
NHỮNG NHƯỢC ĐIỂM CỦA ĐỒNG HỒ ĐO ĐIỆN NĂNG DẠNG TƯƠNG TỰ
Xử lý tín hiệu tương tự là một kỹ thuậ t không linh hoạt. Một đồng hồ dạng này không thể dễ dàng tái thiết lặp để phù hợp với một yêu cầu mới hoặc nhu cầu nâng cấp lên sau khi đã sử dụng.
Đồng hồ dạng tương tự không có tính ổn định đối với những thay đổi lớn của điều kiện môi trường và thời gian.
Đồng hồ dạng tương tự có cấu tạo phức tạp, chi phí sản xuất cũng như chuẩn hoá cao hơn so với đồng hồ dạng số.
Đồng hồ dạng tương tự không có tính tích hợp cao (cốt lõi của việc giảm chi phí).
ĐỒNG HỒ ĐO ĐIỆN N ĂNG THEO CÔNG NGHỆ MỚI
Đồng hồ số làm việc dựa trên nguyên tắc chuyển đổi tín hiệu tương tự sang tín hiệu số (ADC : Analog to Digital Converter). ADC lấy mẫu tại mỗi thời điểm
tín hiệu tươ ng tự đưa vào và sau đó chuyển chúng về dạng số.
Một khi đã ở dạng tín hiệu số, các mạch xử lý tín hiệu số hoặc vi xử lý có thể dễ dàng xử lý các tín hiệu này .
Chính vì cốt lõi của đồng hồ này là việc chuyển đổi tín hiệu tương tự sang tín hiệu số nên đòi hỏi ADC cần phải phù hợp với một số yêu cầu sau:
../ Độ phân giải cao, từ 16bit trở lên. Chính vì tầm hoạt đông rộng
(4%lb đến 400%lb) và yêu cầu độ chính xác cao (0.5%) nên độ phân giải của ADC phải cao. Một trong những cách để đạt được điều này là sử dụng kỹ thuật Oversampling và DSP.
../ Tốc độ lấy mẫu ít nhất phải từ 2 đến 4 kSPS (kilo Sample per Second). Theo định luật Nyquist tần số lấy mâu phải gấp hai lần tần số lớn nhất của tín hiệu đo.
../ Chi phí thấp. Ngoài chi phí cho ADC còn phải lưu ý đến chi phí của
các linh kiện đi kèm với ADC.
../ Công suất tiêu thụ thấp. Một trong những thử thách của việc thiết kế đồng hồ la việc thiết kế bộ nguồn cung cấp (PSU : Power Supply Unit). Bộ nguồn phải có chi phí thấp và độ tin cậy cao (khả năng hoạt động từ 15 đến
20 năm).
KỸ THUẬT OVERSAMPL ING
Một trong những cách đáp ứng được yêu cầu đạt được độ phân giải cao cho ADC là sử dụng lý thuyết lượng tử hoá tăng độ phân giải ADC trong băng thông mong muốn. Điều này có thể thực hiện được bằng kỹ thuật Oversampling, ví dụ như việc lấy mẫu tại tần số cao hơn tần số Nyquist. Giả sử ta sử dụng một IC ADC 12bit và lấy mẫu với tốc đô 100kSPS tín hiệu có tần số tối đa 2kHz thì độ
phân giải đạt được có thể được tính theo công thức.
S
6.02x12bits
1.76dB
10 log10
100kHz
4kHz
SNR = 87.98dB = 14.3bi
Với kỹ thuật trên, độ phân giải của ADC đã tăng lên 14.3bit so với 12 bit. Tóm lại độ phân giải sẽ tăng ½ LSB khi tăng gấp đôi tốc độ lấy mẫu.
CẤU TRÚC ADC
ADC hiện nay dựa trên 5 công nghệ chuyển đổi chính:
../ SAR ( Successive Approximation)
../ Flash (Parallel) và Half Flash
../ Integrating (Dual Slope)
../ V/F (Voltage to Frequency)
../ - (Sigma – Delta)
SAR (SUCCESSIVE APPROXIMATION) ADC
ADC dựa trên kỹ thuật xấp xỉ liên tiếp được sử dụng rất phổ biến. Kỹ thuật này dựa trên việc so sánh liên tục tín hiệu lấy mẫu, sau đó chuyển điên áp này thành giá trị nhị phân thích hợp.
Ưu điểm
../ Tốc đô cao, có thể đạt được tốc độ 1 triệu mẫu/1 giây.
../ Tiêu thụ năng lượng khá thấp so với các loại ADC khác.
../ Chi phí tương đối thấp đối với ADC có độ phân giải thấp (nhỏ hơn
12bit).
Nhược điểm
../ Chi phí cao khi độ phân giải đòi hỏi cao (lớn hơn 14bit).
../ Tín hiệu ngõ ra các bộ biến đổi (biến áp hoặc biến dòng) pha i được xử lý trước khi đưa đến ADC, điều này khiến cho chi phí tăng lên.
FLASH (PARALLEL) VÀ HALF FLASH ADC
Kỹ thuật Flash chuyển tín hiệu lấy mẫu thành giá trị nhị phân theo một bước hoặc hai bước (đối với loại Half Flash). Vì vậy thời gian chuyển đổi rất ngắn. Cấu trúc này thường được dùng cho ADC có độ phân giải thấp (8bit đến
10bit) nhưng lại có tốc độ lấy mẫu cao (từ 20 đến 50 MSPS).
Ưu điểm
../ Tốc độ chuyển đổi rất cao. Nhược điểm
../ Độ phân giải thấp.
../ Tiêu thụ công suất lớn.
../ Chi phí tương đối cao.
../ Tín hiệu ngõ ra các bộ biến đổi (biến áp hoặc biến dòng) phải được xử lý trước khi đưa đến ADC, điều này khiến cho chi phí tăng lên.
INTEGRATING (DUAL SCOPE) ADC
Công nghệ này thường được sử dụng trong việc đo lường có tốc độ chậm nhưng đòi hỏi độ chính xác cao như trong các đồng hồ số đa năng. Nó có thể đạt được độ phân giải tối đa 22bit và có khả năng nén, hạn chế nhiễu cao.
Ưu điểm
../ Độ chính xác cao.
../ Công suất tiêu thụ khá thấp.
../ Chi phí tương đối thấp. Nhược điểm
../ Tốc đô chuyển đổi bị hạn chế. Độ chính xác giảm đi khi tốc độ lấy mẫu tăng.
V/F (VOLTAGE TO FREQUENCY) ADC
Công nghệ V/F chuyển đổi tín hiệu lấy mẫu thành giá trị nhị phân tương ứng theo hai bước : thứ nhất chuyển tín hiệu vào sang tần số rồi sử dụng một bộ đếm để chuyển tần số này sang giá trị nhị phân. Vì vậy, theo lý thuyết thì độ phân giải đạt được có thể tăng lên đáng kể.
Ưu điểm
../ Độ chính xác cao.
../ Công suất tiêu thụ thấp.
../ Chi phí tương đối thấp. Nhược điểm
../ Giống như loại Integrating ADC, loại này bị giới hạn bởi tốc độ lấy mẫu. Độ chính xác của nó tỉ lệ nghịch với tốc độ lấy mẫu.
../ Cần một bộ đếm ngoài (vi xử lý hoặc IC số) để chuyển đổi giá trị.
� -Ll (SIGMA – DELTA) ADC
Trong những năm gần đây, công nghệ Sigma – Delta đã trở nên phổ biến trong việc chế tạo ADC. Một trong những ưu đ iểm lớn nhất của loại này là có thể tích hợp chúng với DSP (Digital Signal Processing) hoặc VLSI (Very Large Scale Integration).
Về cơ bản thì Sigma – Delta có thể chuyển đổi một tín hiệu tương tự với
độ phân giải cực thấp (1bit ) với tốc độ cực kỳ cao. Bằng cách sử dụng kỹ thuật
Oversampling và loại nhiễu, nó có thể đạt đựơc độ phân giải cao.
Ưu điểm
../ Độ phân giải cao, có thể đạt được 22bit.
../ Tốc độ chuyển đổi tương đối cao so với hai loại Integrating ADC và
V/F ADC.
../ Có thể tích hợp với IC khác tạo nên một IC đơn có nhiều tính năng với chi phí thấp.
../ Chính vì sử dụng kỹ thuật Oversampling nên không đòi hỏi việc xử lý tín hiệu đầu vào.
Nhược điểm
../ Cần có bộ điều c hế cao hơn một khi đòi hỏi tốc độ chuyển đổi cao.
../ Công suất tiêu thụ tương đối cao co với loại SAR và Integrating
ADC.
XỬ LÝ TÍN HIỆU SỐ ĐÃ ĐƯỢC CHUYỂN ĐỔI
Một khi đã được chuyển đổi sang giá trị số, các giá trị điện áp và dòng điện sẽ được nhân với nhau, lọc và xử lý để đưa ra các dữ liệu yêu cầu. Các bộ biến đổi dòng và áp (voltage and current transducers) có nhiệm vụ chuyển tín hiệu điện lưới thành tín hiệu có biên độ nhỏ hơn phù h ợp với ADC. Sau khi được lấy mẫu và chuyển đổi, các tín hiệu này được xử lý bằng các mạch số để đưa ra các dữ liệu cần thiết như: công suất thực, công suất phản kháng, công suất biểu kiến… Ngoài ra đồng hồ còn có các tính năng khác như bộ nhớ để lưu các giá trị hoặc các thông số chuẩn hoá, bộ nguồn cung cấp và thiết bị hiển thị (LED hoặc LCD) để hiển thị giá trị đã đo được. Thêm vào đó các tính năng như AMR (Automatic Meter Reading) có thể mở rộng việc giao tiếp và quản lý của đồng hồ.
..................................................................
ĐỘ TIN CẬY CỦA THIẾT BỊ
Trong những năm qua những đồng hồ cơ đo điên năng đang sử dụng rất đựơc người sử dụng tin cậy mặc dù độ chính xác của chúng chỉ đạt được 2% và tuổi thọ không thể vượt quá 30 năm. Chính vì thế, để đồng hồ theo công nghệ mới có thể thay thế được thế hệ đồng hồ cũ thì chúng phải đạt được độ tin cậy qua các cuộc kiểm tra.
SAI SÓT TRONG QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT
Hư hỏng loại này có thể chia làm hai loại: hư hỏng bên trong và hư hỏng bên ngoài. Hư hỏng bên trong như hư hỏng linh kiện, sai sót do quá trình sản xuất. Hư hỏng bên ngoài phần lớn do quá trình vân chuyển vầ đóng gói gây nên.
Để hạn chế hai loại hư hỏng này người ta thường tiến hành hai cuộc kiểm
tra.
KIỂM TRA THIẾT BỊ Ở NHIỆT ĐỘ CAO
Những cuộc kiểm tra dạng này được gọi là kiểm tra độ bền của thiết bị. Chính trong những điều kiện khắc nghiệt của cuộc kiểm tra m ới đánh giá đựơc mức độ hoàn hảo của thiết bị. Tỉ lệ hư hỏng bên trong có thể nhận biết được qua các phản ứng hoá học theo công thức Arrhenius:
A.exp Ea kT
Qua công thức trên, các nhà sản xuất có thể tính được tỉ lệ hư hỏng trong một thời gian xác định.
KIỂM TRA TÍNH CHỊU ĐỰNG CỦA THIẾT BỊ ĐỐI VỚI CÁC TÁC ĐỘNG BÊN NGOÀI
Chủ yếu trong cuộc kiểm tra này, nhà sản xuất sẽ kiểm tra độ tin cậy của
thiết bị khi chị u các tác động về cơ khí như bị rớt, va chạm mạnh… Điều này rất quan trọng ví như thiết bị có thể hư sau vài giờ ở nhiệt độ cao nhưng có thể sẽ bị hư hỏng ngay lập tức khi bị va chạm mạnh.
HƯ HỎNG DO SHOCK ĐIỆN
Hư hỏng do sh ock điện phần lớn do sử dụng thiết bị ở phạm vi quá tầm hoạt động tối đa được đề cập trong tài liệu đính kèm. Để hạn chế sai sót này, nhà sản xuất thường tích hợp các mạch bảo vệ chống tĩnh điện trong IC như tăng khả na ng chịu ESD (Eletrostatic Discharge)... Việc kiểm tra này bảo đảm rằng các IC vẫn hoạt động tốt sau khi bị shock điện trong một thời gian ngắn
KẾT LUẬN
Qua các điều đã trình bày ở trên cho thấy các công nghệ mới đã làm giảm chi phí một cách đáng kể trong việc đo lường và quản lý điện năng. Các IC tích hợp chuyên dụng được sản xuất ngày càng nhiều làm giảm thời gian thiết kế và tăng tính linh hoạt cho các thiết bị đo. Chính điều này đã thúc đẩy các nhà sản xuất IC không ngừng mở rộng và phát triển ngành công nghiệp đo lường.
CHƯƠNG 2 :
IC ĐO ĐIỆN NĂNG AT73C540 (HÃNG ATMEL
GIỚI THIỆU KHÁI QUÁT
../ Điện áp nguồn cung cấp thấp (nguồn 3V), công suất tiêu thụ thấp.
../ Điện áp so sánh nội bên trong IC.
../ Độ chính xác cao: <0.2% trong phạm vi hoạt động.
../ Ngõ ra phát xung hỗ trợ nhiều tốc độ: từ 10 đến 1.000.000 imp/kWh.
../ Ngõ vào dòng điện có bộ khuếch đại độ lợi lập trình được (PGA: Programmable Gain Amplifier).
../ Cho phép sử dụng bộ biến dòng hoặc điện trở shunt.
../ Phát hiện công suất tiêu thụ âm và giảm áp lưới.
../ Chi phí thấp.
AT73C540 là một IC đơn đo điện năng tiêu thụ một pha của hãng Atmel có khả năng đo công suất tiêu thụ giống như một điện năng kế một pha (công tơ mét). AT73C540 bao gồm hai bộ ADC theo công nghệ Sigma – Delta và khối xử lý tín hiệu.
SƠ ĐỒ KHỐI
SƠ ĐỒCHÂN IC
Chân |
Chức năng chân |
VDA, VSA |
Cấp nguồn cho mạch xử lý tín hiệu tương tự trong IC. VDA nối
với nguồn ổn định +3V và VSA nối với mass. |
VDD, VSS
XI, XO |
Cấp nguồn cho mạch xử lý tín hiệu số trong IC. VDD nối vơi nguồn +3V và VSS nối mass. Ngõ vào và ra dao động. Giá trị thạch anh mặc định là 7.3728MHz. Trong trường hợp dùng nguồn dao động ngoài, chân XO được bỏ trống và dao động được đưa vào chân XI. |
XRES |
Chân reset của IC (tích cực mức thấp). |
VIN |
Ngõ vào điện áp, tầm đo có thể thay đổi từ –1V đến +1V so
với điện áp chân VREF. |
IINN, IINP |
Ngõ vào dòng điện. Điện áp tối đa sau bộ biến dòng là 1V giữa hai ngõ vào. |
VREF |
Ngõ vào điện áp so sánh. |
EP |
Ngõ ra xung đếm điện năng. Mối liên hệ giữa công suất tiêu thụ và tần số xung có thể thay đổi được. |
NEG |
Ngõ ra phát hiện công suất tiêu thụ âm (tích cực mức cao). |
VOL |
Ngõ ra phát hiện sụt điện áp lưới quá ngưỡng cho phép. |
ZC |
Tích cực mức cao ít nhất 0.25mS khi áp lưới qua zero. |
GC |
Ngõ vào điều khiển độ lợi dòng điện (tích cực mức thấp). |
THÔNG SỐ KỸ THUẬT
Ngõ ra xung EP cho phép tính toán được điện năng tiêu thụ theo công thức:
P kW xMC
3600 s
imp kWh
Trong đó, P là công suất thực (kW), MC l à hằng số đo (số xung/kWh).
HẰNG SỐ ĐO
Tần số xung trên ngõ ra EP tỉ lệ với công suất tiêu thụ qua hằng số đo. Hằng số đo càng lớn, số xung/kWh càng lớn.
Hằng số đo MC phụ thuộc vào tần số xung clock, điện áp đo cực đại, dòng
đo cực đại, và hệ số tỷ lệ nội theo công thức :
MC 2xEPRATExfCLK
55xUMAX xI MAX
với EPRATE là hệ số tỷ lệ nội được mô tả trong phần dưới
THAY ĐỔI HỆ SỐ TỶ LỆ NỘI
Trong thời gian khởi động IC , các ngõ ra NEG, ZC và VOL đư ợc xem như ngõ vào. Nếu một chân nối với điện trở kéo lên, chân đó xem như ở trạng thái tích cực (logic 1). Một chân bị bỏ trống (NC : not connected) hoặc nối với tải (LED …), sẽ được coi là đang ở trạng thái thấp (logic 0). Trạng thái này quyết định giá trị hệ số tỷ lệ nội được đề cập ở công thức trên.Bằng cách kết hợp các tần số xung clock và trạng thái ba chân NEG, VOL và ZC, người sử dụng có thể chọn lựa tần số xung phát, độ ch ính xác cũng như cấu hình phù hợp với nguồn tải tiêu thu.
TRẠNG THÁI CÔNG SUẤT
Ngõ ra NEG cho người sử dụng biết trạng thái của công suất. Nếu ngõ ra NEG ở mức cao, công suất tiêu thụ hiện tại là âm. Tuy nhiên IC vẫn tính toán công suất chính xác bất kể trạng thái công suất.
Cấu hình đồng hồ đo với tốc độ 1000 xung/1kWh
Cấu hình đồng hồ đo với tốc độ 10.000 xung/1kWh
GIÁM SÁT ĐIỆN ÁP LƯỚI
Ngõ ra VOL cho phép người sử dụng gia m sát nguồn điện lưới đang sử dụng. Nếu nguồn điện lưới rớt xuống quá một giá trị ngưỡng đã định, IC sẽ báo động thông qua ngõ ra VOL. Nguỡng giới hạn có giá trị 40% tầm áp hoạt động, tần số lấy mẫu bằng 1/150.000 tần số xung clock.
.......................................
CHƯƠNG 4 :
GIỚI THIỆU IC ĐO ĐIỆN NĂNG SA2002H (HÃNG SAMES)
GIỚI THIỆU KHÁI QUÁT :
../ Bảo vệ chống tĩnh điện ESD.
../ Công suất tiêu thụ thấp <25mW.
../ Phù hợp với nhiều loại biến dòng khác nhau
../ Điện áp so sánh chính xác trên IC
../ Dao động chính xác trên IC
../ Hoạt động trong phạm vi nhiệt độ rộng.
Chip SA2002H là một mạch tích hợp đo công suất và năng lượng bằng xung có tần số tỷ lệ với công suất tiêu thụ. Phương pháp đo là cộng dồn các giá trị công suất. Năng lượng có thể được tính bằng cách tích phân công suất theo thời gian.
SƠ ĐỒ KHỐI\
SƠ ĐỒCHÂN
Chức năng |
Mô tả |
GND |
Chân mass cho tín hiệu tương tự. Điện áp cho chân này nên nằm trong khoảng giữa VDD và V SS |
VDD |
Chân cấp nguồn dương cho IC. Điện áp cung cấp cho chân này có giá trị điển hình là +2.5V, nếu sử dụng điện trở shunt để biến dòng thì có thể cung cấp điện áp lên đến +5V. |
VSS |
Chân cấp nguồn âm cho IC. Giá trị điển hình là –2.5V. Nếu có sử dụng điện trở shunt thì có thể sử dụng nối mass chân này. |
IVP |
Ngõ vào điện áp. |
IIN,IIP |
Ngõ vào dòng điện. |
VREF |
Cung cấp điên áp so sánh. Trạng thái tối ưu có thể đạt được bằng cách nối chân này với VSS qua một điện trở 25K . |
FOUT |
Ngõ ra tần số. |
DIR |
Ngõ ra trạng thái công suất. |
FMO |
Ngõ ra FMO tích cực mỗi khi đi ẹn áp lưới qua điểm Zero và bắt đầu cạnh dương. |
TP1 |
Để trống các chân này |
TP2 |
|
TP3 |
|
TP4 |
THÔNG SỐ KỸ THUẬT
TÍNH TOÁN CÔNG SUA T
Trong hình bên dưới, điện áp rơi trên điện trở shunt có giá trị trong khoảng
0 đến 16mV hiệu dụng (biến đổi từ dòng lưới 0 đến 80 A qua điện trở shunt
200 ). Điện áp này được chuyển đổi sang dòng điện từ 0 đến 16uA hiệu dụng bằng điện trở R1 và R2. Ngõ vào dòng điện bão hoà ở giá trị 25 A b iên độ.
Đối với ngõ vào điện áp, điện áp lưới (230VAC) được chia áp bởi các điện trở (R3,R4 và P1) xuống còn khoảng 14V hiệu dụng. Dòng điện tại bộ biến đổi A/D được hạn chế trong tầm 14 A hiệu dụng tại giá trị điện áp lưới thông dụng bằng điện trở R5 (1M ). Biến trở P1 còn được dùng để chuẩn hóa.
Trong cấu hình này, với điện áp lưới khoảng 230V và dòng điện khoảng
80A, tần số ngõ ra sẽ có giá trị là 1360Hz. Do đó, 1 xung ra tại ng õ ra FOUT
tương ứng với 1 công suất tiêu thụ theo tỷ số (230V x 80A)/1360Hz = 13.53Ws.
CẤU HÌNH CHO TÍN HIỆU VÀO TƯƠNG TỰ
Các mạch ngõ vào điện áp và dòng điện được trình bày như hình dưới. Những ngõ vào này được bảo vệ chống tĩnh điện ESD bằng các các diode kẹp. Nhánh hồi tiếp từ ngõ ra của 2 tầng khuếch đại AI và AV tạo ra các xung ngắn trên các tín hiệu đầu vào. Vì vậy giá trị nhân đôi chính xác của tín hiệu dòng điện ngõ vào được đưa vào mạch xử lý tín hiệu tương tự.
..................................................................................
EEPROM AT24C64. Nếu chọn dung lượng bộ nhớ lớn hơn giá trị thực hiện có của phần cứng, một lỗi lưu bộ nhớ sẽ xuất hiện, các dữ liệu được ghi sẽ bị mất và người sử dụng không thể xem được các giá trị cũ.
Mỗi khi người sử dụng thay đổi giá trị một thiết lập, một nút Apply tương ứng sẽ hiện ra cho phép cập nhật ngay giá trị đó.
Thiết lập thứ ba và thứ tư dùng để định lại thời gian cho thiết bị. Thời gian
trên thiết bị được xử lý bởi IC RTC DS12887.Thay đổi thời gian trên thiết bị sẽ làm thay đổi trình tự lưu giữ giá trị điện năng đã đựơc lưu giữ trước đo và có thể làm mất đi tính logger của thiết bị
Thiết lập thứ năm thay đổi tốc độ truyền dữ liêu của thiết bị. Có 5 tốc độ chọn lựa: từ 9600bps, 19200bps, 38400bps, 57600bps, đến 115200bps. Lưu ý là sau khi người sử dụng truyền đi lệnh đặt laị tốc độ truyền cho thiết bị thì người sử dụng cũng phải thiết lập lại tốc độ truyền của cổng nối tiếp máy tính đang sử dụng để kết nối với các thiết bị phù hợp với tốc độ truyền mới. Nếu hai tốc độ này không phù hợp với nhau, dữ liệu sẽ không thể được nhận giữa máy tính và thiết bị hoặc có thể gây ra lỗi frame truyền.
Thiết lập thứ sáu thay đổi giao thức truyền dữ liệu giữa máy tính và thiết
bị. Mặc dù có hai chọn lựa là RS485 và ModBus nhưng do giới hạn thời gian nên
chương trình chỉ sử dụng giao thức tự định nghĩa dùng RS485 để giao tiep
. Các
giao thức truyền thông khác như ModBus, ProfiBus, CAN, InterBus-S có thể được thêm vào sau này.
Thiết lập thứ bảy cho phép người sử dụng định thời gian lưu giá trị điện năng vào trong bộ nhớ ROM. Có ba giá trị cần phải thiết lập là giờ:phút:giây. Sau khi thiết lập, thiết bị sẽ kiểm tra thời gian trong mỗi ngày và sẽ lưu gi á trị điện năng khi nào thời gian hiện tại trùng với thời gian lấy mẫu. Như vậy cứ mỗi một ngày, thiết bị lại lưu một giá trị. Dữ liệu này được đóng gói trong 16byte, với
dung lượng bộ nhớ tối thiểu 8Kbyte, thiết b ị có thể lưu được nhiều nhất 500 ngày trước khi dữ liệu cũ bị ghi đè lên. Có thể tăng số ngày lên toi cách gắn thêm bốn IC EEPROM AT24C64 vào thiết bị.
đa 2000 ngày bằngThiết lập cuối cùng có thể thay đổi giá trị điện năng hiện tại trên thiết bị. Thiết lập này rất có ích mỗi khi thiết bị bị reset, mất nguồn cung cấp hoặc di chuyển, gắn với công tơ mét khác. Khi giá trị mới được thiết lập, thiết bị sẽ tăng gía trị bắt đầu từ giá trị mới này. Tuỳ theo độ phân giải của công tơ mét gắn với
thiết bị, giá trị mới này được phân tích ra thành các ô nhớ 8bit tương ứng và truyền xuống thiết bị.
Khi người sử dụng nhấp vào một trong các Tab thuộc tính của thiết bị (số
Tab = số thiết bị) và nhấp vào nút Refresh thì các giá trị thuộc tính cũng như điện năng của thiết bị đó sẽ được hiện ra để quan sát. Ngoài ra, nếu thiết bị có lưu các gái trị điện năng trong bộ nhớ EEPROM thì chương trình sẽ đọc về và hiển thị
chúng dưới dạng đò thị biến thiên.
Việc lưu và in các dữ liệu này ra tập tin hay ra giấy giúp cho việc quản lý được dễ dàng hơn.
PROPERTIES
Thay đổi các thuộc tính cổng nối tiếp trên máy tính.
Mỗi thiết bị được thêm vào chương trình đã được thêm vào đeu menu xổ xuống khi nhấp chuột phải trên nút thiết bị đó.
xuất hiên
Device 001•s properties '
000000.02
Point of time: 07:44:10 PM Sunday.Jan 13 2002
Properties
Resolution: 420 r/kWh Memory size: 8 Kbyte Baudrate: 57600 bps Protocol: RS485 Network
Sample hour : 12:30:00
REMOVEDòng lệnh cuối cùng cho phép người sử dụng gỡ bỏ thiết bị hiện có trong chương trình
HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI
Qua quá trình làm luận văn, theo yêu cầu đề tài của thầy hướng dẫn đặt ra, cho thấy luận văn đã thực hiện được một số yêu cầu và vẫn còn chưa thoả mãn được một số yêu cầu được đặt ra:
Đạt yêu cầu:
../ Hiển thị thông tin chi tiết trên thiết bị
../ Tính năng thời gian thực và data logger
../ Lưu trữ dữ liệu khi không có nguồn cung cấp
../ Khả năng giao tiếp mạng thiết bị (256 thiết bị)
../ Khả năng truyền dữ liệu ở tốc độ cao
Chưa thoả mãn yêu cầu:
../ Tính ổn định của thiết bị.
../ Khả năng tích hợp chưa cao (chưa sử dụng được IC chuyên dụng)
../ Phần mềm vi xử lý còn phức tạp, chưa tối ưu.
../ Phần mềm Energy meter còn ít tính năng, chưa hoàn toàn hết lỗi.
ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN
Vì vậy, có thể cho rằng hướng phát triển của đề tài sau này có thể gói gọn trong các mục tiêu sau:
../ Mở rộng khả năng tích hợp (dùng các IC chuyên dụng đã đề cập trong phần I)
../ Thu gọn và tăng tính ổn định cho phần cứng thiết bị cũng như phần mềm xử lý.
../ Tăng cường khả năng quản lý thiết bị (tăng số lượng thiết bị trong mạng, cho phép đọc dữ liệu qua mạng điện thoại, lưu trữ và in ấn…
TÀI LIỆU THAM KHẢO
TÀI LIỆU
../ Đo lường và điều khiển bằng máy tính – NXB Khoa Học Kỹ Thuật
Tác giả Ngô Diên Tập
../ Kỹ năng lập trình Visual Basic 5 (Sơ cấp và Trung cấp) – Ngọc Anh
Thư Press
Tác giả Nguyễn Tiến – Đặng Xuân Hưởng – Nhuyễn Văn Hoài – Trương Ngọc Văn
../ Kỹ thuật ghép nối máy tính – NXB Khoa Học Kỹ Thuật
Tác giả Ngô Diên Tập
../ Lập trình ghép nối máy tính trong Windows – NXB Khoa Học Kỹ
Thuật
Tác giả Ngô Diên Tập
../ LVTN “Đo điện năng từ xa qua đường dây tải điện” Tác giả Nguyễn Quốc Đại
../ LVTN “Mạch đo điện áp – dòng điện – hệ số công suất – công suất
AD&DC dùng MP8952” Tác giả Phan Phiên Bình
../ Mạng truyền thông công nghiệp – NXB Khoa Học Kỹ Thuật
Tác giả Hoàng Minh Sơn
../ Giáo trình vi xử lý – Khoa Điện – Điện Tử ĐHBK
../ Microcontroler Data Book - Atmel
../ Vi xử lý trong đo lường và điều khiển – NXB Khoa Học Kỹ Thuật
Tác giả Ngô Diên Tập
CDROM
../ Atmel Products – Sept 2001
../ CDROM của Thầy Huỳnh Văn Kiểm
../ DAQ Designer 2001 – National Instruments
../ Farneld Semiconductors Datasheets
../ Full-line Data Catalog 2001 Edition – Maxim
../ IC Master 2000
../ Measurement Studio – National Instruments
../ Microchip Technical Library
WEBSITES
../ http://home.iae.nl
../ www.8052.com
../ www.analog.com
../ www.atmel.com
../ www.chipcenter.com
../ www.maxim-ic.com
../ www.national.com
../ www.repairfaq.org
../ www.sames.co.za
../ www.themeterguy.com