Étape 3: Énergie nœud conception introduction
L’unité de nœud de l’énergie est chargée de lire les mesures de l’EMIC et relayer cette information une fois demandée de la passerelle. L’unité de nœud énergétique se compose de trois parties principales : la mesure d’énergie IC lui-même, le circuit de détection et le circuit de l’isolement. Le nœud de l’énergie a été conçu de telle sorte qu’il peut être connecté directement à la Station de Base avec des fils de fonctionner comme un système autonome.
L’énergie mesure frontend (EMIC)
Le CS5490 de logique de cirrus est utilisé comme le frontend pour le mesurage de l’énergie. De la revue de la littérature, il était clair qu’un moyen facile de mesurer la puissance devait utiliser un EMIC car aucun calculs supplémentaires ne sont nécessaires et rien d’autre a besoin d’être pris en considération. Un EMIC seulement doit être configuré et étalonné et ensuite les registres peuvent être lus pour obtenir les informations pertinentes. Il y avait quelques MTCI considérée comme la MCP3903 de microchip. Il emploie une communication SPI avec un total de 8 broches, dédié à la communication (SCK, SDO, SDI, CS, Reset et 3 données lignes prêt). La plupart MTCI utilisés communication SPI. Cependant l’une puce logique qui se démarque est la CS5490 de CIRRUS LOGIC. Il utilise l’UART pour les communications et semble être plus puissant que les autres MTCI. Certaines des fonctionnalités que cette IC a sont :
• Précision de mesure de l’énergie de 0,1 %
• Appuis résistance de Shunt et CT
• On-chip des mesures et des calculs :
– Alimentation active, réactive et apparente
– RMS tension et courant
-Facteur de puissance et fréquence de ligne
– Puissance, le courant et tension instantanée
• Au-dessus du courant, la tension s’affaisser et détection de gonfler de tension
• Ultra rapide sur puce étalonnage numérique
• UART Interface série
• Sonde de température sur puce
• Simple alimentation de 3,3 V
• Faible consommation d’énergie : 13 mW
Le CS5490 intègre 4e indépendants commander des convertisseurs analogique-numérique de Delta-Sigma pour canal, les circuits de référence et le noyau de traitement du signal EXL éprouvée pour fournir la mesure de l’énergie active, réactive et apparente. En outre, RMS et puissance facteur calculs sont disponibles. Les calculs sont sortie par une impulsion d’énergie configurable, ou UART serial rejoindre directement sur puce enregistre. Mesures de puissance, tension et courant instantané sont également disponibles sur le port série. L’UART bifilaire réduit le coût d’isolation si nécessaire.
Le CS5940 ne nécessite que 3 points au total Rx, Tx et Reset. MTCI est généralement raccordés au réseau pour obtenir les lectures de tension et comme tel, il est nécessaire d’isoler l’IC du microprocesseur communique avec elle. Optocoupleurs ont été utilisés dans ce projet d’établir une connexion isolée entre la passerelle (Beaglebone noir) et l’IC. L’optocoupleur peut isoler les deux circuits les uns des autres car il transmet les données à l’aide de la lumière et il a un transistor sensible lumière tous logé dans un petit paquet. Idéalement cela fonctionne également comme un levier de vitesses niveau comme le noir de Beaglebone fonctionne à 3.3V et dans certaines régions à logique 5V et l’énergie comptage IC qu’à 3, 3V logique résoudre deux problèmes avec un seul appareil.
Une sortie numérique configurable fournit des impulsions d’énergie, de passage à zéro, de direction de l’énergie, ou interrompt les fonctions. Interruptions peuvent être générées pour une variété de conditions affaissement tension ou gonflement, au-dessus du courant, et bien plus encore. Sur puce Registre intégrité est assurée par l’intermédiaire de protection checksum et écriture. Le CS5490 est conçu pour s’interfacer à une variété de tension et de capteurs de courant, y compris les résistances, transformateurs de courant et bobines de Rogowski.
L’EMIC nécessite-t-il des circuits d’effectuer les mesures. Pour mesure de tension, un diviseur de tension a été utilisé entre les deux lignes et pour mesure de courant, une résistance de shunt a été utilisée. L’IC peut avoir un maximum de 250 mV crête à crête sur les deux la mesure de la tension et les entrées de mesure courant donc le CT ou résistance de Shunt et diviseurs de tension doivent être choisis de telle sorte que les valeurs maximales ne seront jamais atteint dans le cas contraire l’IC peuvent casser.
