Paso 3: Introducción energía nodo diseño
La unidad de nodo de energía es responsable de las mediciones de la ÉMICA de la lectura y transmitir esta información una vez solicitada a la puerta de entrada. La unidad de nodo de energía se compone de tres partes principales: la medición de energía IC sí mismo, el circuito de detección y del circuito de aislamiento. El nodo de energía fue diseñado de tal manera que se puede conectar directamente a la estación Base con cables para que funcione como un sistema autónomo.
Interfaz de medición de energía (ÉMICA)
La CS5490 de la lógica del cirro se utiliza como la interfaz para la medida de la energía. De la revisión de la literatura estaba claro que una manera fácil de medir potencia era utilizar un ÉMICA como ningún cálculo adicional se necesita y nada más debe tenerse en cuenta. Un ÉMICA sólo necesita configurar y calibra y luego se pueden leer los registros para obtener la información pertinente. Había unos EMICs considerado como el MCP3903 de microchip. Utiliza la comunicación SPI con un total de 8 pines dedicados a la comunicación (SCK, SDO, SDI, CS, Reset y líneas listo 3 datos). La mayoría EMICs utilizan comunicación SPI. Sin embargo el chip de lógica uno que destacó fue el CS5490 de CIRRUS LOGIC. Utiliza UART para las comunicaciones y parece ser más potente que otros EMICs. Algunas de las características que tiene este IC son:
• Exactitud de medición de energía de 0,1%
• Resistencia de derivación de soportes y CT
• Medidas/cálculo de la en-viruta:
: Poder activo, reactivo y aparente
-RMS de voltaje y corriente
– Factor de potencia y frecuencia de línea
– Potencia, corriente y voltaje instantáneo
• Sobre corriente, voltaje Sag y voltaje Swell detección
• Ultra rápida de la en-viruta Digital calibrado
• Interfaz Serial de UART
• Sensor de temperatura de la en-viruta
• Solo fuente de alimentación de 3,3 V
• Bajo consumo de energía: 13 mW
El CS5490 incorpora 4 independiente orden convertidores de analógico a digital de Delta Sigma para canal, circuitos de referencia y el núcleo de procesamiento de señal EXL probada para proporcionar medición de energía activa, reactiva y aparente. En adición, RMS y potencia factor de cálculos están disponibles. Cálculos son salida a través de un pulso de energía configurable, o registros de acceso serial UART directo a la en-viruta. Medidas de potencia, la tensión y la corriente instantánea también están disponibles sobre el puerto serie. El UART de dos hilos que minimiza el costo de aislamiento cuando sea necesario.
Los CS5940 requiere sólo 3 pines en total Rx, Tx y Reset. EMICs generalmente están conectadas a la red para obtener las lecturas de voltaje y como tal es necesario aislar la IC desde el microprocesador comunicarse con él. En este proyecto se utilizaron optoacopladores para establecer una conexión aislada entre la puerta de entrada (Beaglebone negro) y la IC. El optoacoplador puede aislar los dos circuitos entre sí y transmite los datos usando la luz tiene un transistor sensible luz todo en un paquete pequeño. Convenientemente este también funciona como un desplazador de nivel como el Beaglebone negro funciona a 3.3V y algunas partes en la lógica de 5V y la energía medición IC sólo a 3,3 v lógica para resolver dos problemas con un dispositivo.
Una salida digital configurable proporciona pulsos de energía, cruce por cero, la dirección de energía, o interrumpe las funciones. Interrupciones pueden generarse para una variedad de condiciones incluyendo sag de tensión o swell, sobre corriente y mucho más. Integridad del registro de la en-viruta se asegura mediante la protección de checksum y escritura. El CS5490 está diseñado para una variedad de voltaje y sensores de corriente, incluyendo resistencias shunt, transformadores de corriente y bobinas de Rogowski.
La ÉMICA requiere algunos circuitos para hacer las mediciones. Para la medición de voltaje se utilizó un divisor del voltaje entre las dos líneas y para medición de corriente se utilizó una resistencia de derivación. La IC puede tomar un máximo de 250mV pico a pico en la medida de voltaje y corriente entradas de medición para que el CT o Resistor Shunt y divisores del voltaje debe escogerse de tal manera que los valores máximos nunca se alcanzará si no el IC pueden romperse.
