Прототип схемы измерения и отображения информации

Принципиальные схемы модуля измерения и передачи и модуля приёма и отображения многоканального дистанционного вольтметра, на основе которого мы будем строить свою систему, приведены на рис.2 и рис.3 (см. [2]).

Многоканальный дистанционный вольтметр является устройством, позволяющим удалённо измерять значения переменных синусоидальных напряжений от нескольких различных источников (шесть каналов в данной реализации) и представлять полученную информацию на шести трёхразрядных семисегментных индикаторах.

Разработка этого устройства была обусловлена необходимостью постоянного контроля энергоснабжения оборудования, расположенного на некотором удалении от места нахождения человека. В настоящее время устройство применяется для контроля трёх фаз входного напряжения и трёх фаз снимаемого напряжения. Расстояние от места измерения до места индикации составляет 800м.

Конструктивно вольтметр выполнен в виде двух модулей - модуля измерения и передачи, располагающегося непосредственно в месте измерения, а так же модуля приёма и индикации, устанавливаемого на рабочем месте. Связь между двумя модулями осуществляется с помощью пары проводов. Канал связи гальванически развязан от узлов устройства, находящихся под опасным напряжением, передача информации производится токовым сигналом, имеющим значение до 30мА.

Рис. 2. Принципиальная схема модуля измерения и передачи многоканального вольтметра

Рис. 3. Принципиальная схема модуля приёма и отображения многоканального вольтметра

Технические характеристики устройства:

· Измеряемое напряжение: 100-330V AC, 50Hz;

· Интервал между измерениями: 0.5 сек. (обновляются все 6 значений);

· Напряжение питания модуля приёма и индикации: 7-25V DC;

· Напряжение пробоя гальванической развязки модулей: 5.0kV;

· Максимальная погрешность измерения: 1%.

Аналого-цифровое преобразование производится с помощью АЦП, интегрированного в МК ATmega8. Для измерения действующего значения переменного напряжения реализован алгоритм детектирования пика синусоидального сигнала и его последующее умножение на амплитудный коэффициент синусоиды.

Питание модуля измерения и передачи производится через бестрансформаторный блок питания от первого канала измеряемого напряжения. При падении напряжения на этом канале ниже уровня 90В модуль отключается. Светодиод служит для индикации процесса передачи информации приёмному модулю.

Питание модуля приёма и индикации осуществляется от внешнего источника постоянного напряжения 7-25В.

В нормальном режиме на всех индикаторах отображаются значения измеряемого напряжения, соответствующие определённому каналу. При отсутствии пакетов от передатчика в течении более 2-х периодов обновления (примерно 1.4 сек.) на всех индикаторах отображается слово "Err", что сигнализирует о нарушении канала связи, либо неисправности передатчика. Индикация возвращается в нормальный режим после получения очередного пакета. Снижение входного напряжения на каком-либо из каналов, кроме первого, ниже уровня 100В приводит к индикации прочерка "---" на соответствующем индикаторе, информация остальных каналов отображается в нормальном режиме. Внешний вид модуля приёма и индикации представлен на рисунках ниже.

В данном исполнении вольтметра производится измерение исключительно сетевого переменного напряжения, однако внеся минимальные изменения в программную часть МК передающего модуля, а так же изменив номиналы резисторов делителей напряжения и , возможно измерять и постоянное напряжение по всем или нескольким отдельным каналам.

Изменения, которые предлагается внести в базовую конфигурацию приведённой схемы многоканального вольтметра следующие:

· во-первых, напряжение питания контроллера модуля измерений необходимо сделать независимым, т.е. запитывать схему через выпрямитель и стабилизатор напряжения L7805CV от отдельной линии, не связанной с линией измерения;

Интересное из раздела

Автоматизированная система учета энергоресурсов
Вследствие роста тарифов на энергоресурсы, потребляемые населением (газ, вода, электроэнергия), встает вопрос о необходимости оперативного и достоверного контро ...

Проект кабельной линии связи на участке Пермь - Кузино железной дороги
В курсовом проекте приведены технические решения по следующим вопросам: выбор системы организации кабельной магистрали; организация связи и цепей автоматики ...

Определение параметров нелинейности усилителя аппаратуры ВЧ связи по ЛЭП на основе аппроксимации его коэффициента усиления и выбор оптимального режима
1. Аппроксимировать полиномом седьмой степени экспериментальную зависимость коэффициента усиления Кэ = f ( Uсм ) заданного усилительного каскада н ...