В данной статье представлена разработка USB-счетчика электроэнергии постоянного тока.
На основе представленной схемы вольтметра и прошивки микроконтроллера PIC18F2550. Была создана USB-программа, которая могла считать электричество для цепи с постоянным сопротивлением.
Поскольку счетчики постоянной энергии редки и дороги (20-30 тысяч рублей в России и 6-10 тысяч рублей в Китае и Индии), мы решили сами изготовить счетчик, который подходил бы для наших лабораторных исследований, что в конечном итоге и составило цену.
не более 400 руб.
, по комплектующим.
Мы сделали счетчик для измерения и сравнения энергии рекуперации в электродвигателях разной конструкции, но одинаковой мощности; его также можно использовать в качестве счетчика энергии, получаемой от ветрогенератора, солнечных батарей и других источников энергии постоянного тока.
Написанная программа умеет считать не только кВтч, но и Втч, Вт*с и т.д. В собранную схему включен делитель напряжения, который также представлял собой расчетное сопротивление (выделено красным).
Что было введено в программу USB (выделено красным): 
Значение множителя напряжения выделено синим цветом; перед измерениями его можно получить по приведенной здесь формуле: bit.ly/1oNdley .
Либо выбрать его с помощью мультиметра, то есть измерить напряжение аккумулятора мультиметром, а затем ввести такое значение множителя напряжения, чтобы программа USB (с помощью нашего счетчика) показывала на том же аккумуляторе то же напряжение, что и на мультиметре.
.
Величина сопротивления делителя напряжения может быть выбрана для пропускания как больших, так и малых токов.
Делитель напряжения все равно нужен, если мы подаем напряжение более 5 Вольт, на микроконтроллер нельзя подать более 5 Вольт, поэтому нужен делитель напряжения.
Стоит отметить, что схема в Протеусе отличается от схемы, реализованной аппаратно.
VCC (красный провод USB) пойдет не на 1 ногу, а на 20 ногу PIC. Также на схеме Протея не нарисованы 8-я и 19-я ноги; в железе 8 или 19 (по желанию) нужно отвести на землю.
Счетчик можно улучшить, если изменить прошивку микроконтроллера таким образом, чтобы микроконтроллер измерял значение тока (с помощью датчика тока) в цепи и подавал его в саму USB-программу, при этом ручной ввод значения сопротивления цепи больше не понадобится.
Для работы USB-программы ее необходимо установить.
Фреймворк 4.0 или его более поздние версии.
Если мы включаем программу USB в Windows 7 или 8, то нам нужно включить ее от имени Администратора.
Программа USB может обрабатывать неограниченное количество подключенных счетчиков; для этого вам нужно выбрать открыть программу и снова выбрать HID-совместимое устройство из списка вниз (выделено черным).
Устройства будут сопоставлены в списке в том порядке, в котором они включены в компьютер.
В программе USB также можно установить порог шума по напряжению (выделен зеленым), который будет считать за 0 вольт все значения, не превышающие выбранный порог шума; в примере указано 0,05 В.
Замечено, что в Windows XP иногда программа может не работать.
Для этого необходимо очистить журнал событий напротив счетчика электроэнергии постоянного тока, как его очистить и где он находится Здесь .
Алгоритм программы USB для расчета энергии постоянного тока:
Программа USB получает измеренное напряжение от микроконтроллера, затем делит его на входное сопротивление для получения тока.После этого измеренное напряжение умножается на входное значение умножителя напряжения, получается реальное напряжение, которое подается на счетчик перед делителем.
Это реальное напряжение умножается на ток и интегрируется с течением времени для получения значения энергии.
Ссылка на USB-программу: yadi.sk/d/CMS6Up4ZJzDYf Ссылка на исходники программы USB C#: github.com/neremin/USB_Voltmeter Ссылка на моделирование схемы в Протеусе и на прошивку PIC контроллера для кварца 20 МГц: yadi.sk/d/c76mzfURM9PqG Ссылка на исходники прошивок (asm,c) и прошивки для кварца 4 Мгц: yadi.sk/d/wA4p7RFjM9Qk2 Разработка USB-программы: Николай Еремин Управление проектом: Юлиан Барышников Спасибо: Моти Мизрахи за самоотверженное внедрение USB-вольтметра на своем сайте, а также советы по переписке.
Роману Веринскому и Виталию Павлову за бескорыстную помощь и советы по пайке и прошивке микроконтроллеров.
Виталию Азарову за самоотверженные советы по формулам и построению схемы измерения энергии постоянного тока.
Урри за самоотверженную проверку аппаратной схемы и исправление прошивки кварца на 20 МГц.
Александре Медьяниковой за самоотверженное фотографирование готовой схемы в аппаратном обеспечении.
Теги: #si #pic #счетчик энергии постоянного тока #электроника #оборудование #разработка #энергетика #энергия #DC #программирование
-
Какие Каталоги
19 Oct, 24 -
Аватары И Фотографии, Стиль Комментариев
19 Oct, 24 -
Отступы: Табуляция Или Пробелы?
19 Oct, 24 -
Экспресс-Оформление Документов
19 Oct, 24 -
Гигабитный Коммутатор Netgear Gs504T
19 Oct, 24
