Чип на счетчик электроэнергии: Российские умные счетчики электроэнергии защитят отечественные чипы

EM773 — новый чип для счетчиков электроэнергии

Микросхема EM773 на базе ядра Cortex-M0 стала первым в мире 32-битным ARM-решением для использования в счетчиках, не предусматривающих расчет размера оплаты

Компания NXP Semiconductors объявила о выпуске микросхемы для счетчиков электроэнергии EM773 – первого в мире 32-битного решения на базе платформы ARM®, разработанного специально для счетчиков электроэнергии, не предусматривающих расчет размера оплаты.

Инфраструктура учета энергопотребления с использованием передовых методов (AMI) и «интеллектуальные счетчики» становятся все более популярными среди контролирующих органов и компаний-поставщиков коммунальных услуг, обеспечивая возможность внедрения более эффективных стоимостных моделей и тарифов, а также стимулируя потребителей к изменению режима потребления электроэнергии.

Микросхема EM773 от компании NXP выводит задачу контроля энергопотребления за рамки традиционного подсчета стоимости потребляемой электроэнергии, позволяя разработчикам систем с легкостью интегрировать функцию контроля расхода энергии практически в любые устройства, тем самым, делая эту информацию более доступной и интуитивно понятной конечному пользователю.

Благодаря микросхеме EM773, потребители электроэнергии – как частные лица, так и промышленные предприятия – смогут в реальном времени контролировать потребление энергии с помощью самых разнообразных устройств – начиная от «умных» штепселей, «умных» электроприборов и экологичной бытовой электроники и заканчивая электросчетчиками уровня жилых зданий, промышленных предприятий или даже серверных кластеров в центрах обработки данных.

Микросхема для счетчиков электроэнергии EM773 содержит блок измерений с однофазным измерением питания и мощности и интерфейс прикладного программирования (API), в значительной степени упрощающий разработку применений в области учета энергопотребления, не предусматривающего расчет размера оплаты. Микросхема EM773 от компании NXP построена на базе процессора ARM Cortex

TM-M0.

«Экономией электроэнергии озабочены сегодня и бытовые и промышленные потребители, однако большинство современных электроприборов не позволяет контролировать фактическое потребление в тот или иной момент времени. Умные устройства, способные измерять и сообщать о расходе электроэнергии пользователю, могут стать эффективным средством контроля энергопотребления», – говорит Рольф Хертель (Rolf Hertel), директор подразделения интеллектуальных измерительных устройств компании NXP Semiconductors. – «Микросхема EM773 от компании NXP упрощает задачу контроля энергопотребления: она позволяет разработчикам, не обладающим глубокими знаниями в области метрологии, быстро разрабатывать применения для счетчиков, не предусматривающих расчет размера оплаты. Представляя микросхему EM773, компания NXP способствует ускорению разработок инновационных устройств, способных изменить наши привычки в потреблении электроэнергии – дома, в дороге и на предприятиях».

Благодаря использованию мощной платформы ARM Cortex-M0, микросхема EM773 компании NXP способна выполнять самые сложные коммуникационные задачи, такие как обеспечение работы многофункциональных беспроводных стеков на базе шины m-bus, что позволяет быстро передавать данные об энергопотреблении внутри дома или предприятия и выводить их на другие устройства, например, персональные компьютеры или смартфоны. Стандартный демонстрационный набор для микросхемы EM773 поставляется с беспроводным счетчиком расхода энергии устройствами, подключаемыми к розеткам, который передает данные измерений с помощью беспроводной шины m-bus на специальный USB-ключ, в котором используются беспроводной передатчик OL2381 и микроконтроллер LPC1343 производства компании NXP.

Разработанный NXP блок измерений, доступ к которому осуществляется с помощью простого интерфейса прикладного программирования (API), автоматически рассчитывает активную мощность в ваттах с точностью до 1%, а также реактивную мощность, кажущуюся мощность, коэффициент мощности и даже суммарный коэффициент гармонических искажений (THD). Кроме того, с демонстрационным набором для микросхемы EM773 поставляется приложение с открытым программным кодом для счетчика потребления энергии устройствами, подключенными к розетке, в котором интегрирована функция измерения энергопотребления в киловаттах в час (кВт•ч) с возможностью передачи данных для их отображения на экране персонального компьютера.

Мощная 32-битная платформа Cortex-M0 обеспечивает разработчикам систем производительность до 48 МГц при сохранении небольших размеров устройства и низкой стоимости чипа по сравнению с традиционными 8- и 16-битными микроконтроллерами. Благодаря наличию встроенной флэш-памяти объемом 32 кБ и 8 кБ статического ОЗУ микросхема EM773 от компании NXP поддерживает сложные пользовательские программные приложения и позволяет создавать недорогие решения за счет сокращения числа необходимых внешних компонентов. Дальнейшее снижение стоимости устройств, использующих микросхему EM773, возможно, благодаря наличию полного демонстрационного решения от NXP, а также поддержке стандартной среды разработки для платформы ARM.

 

Внутренняя архитектура EM773

 

Отличительные особенности

• Система
  • Процессорное ядро ARM Cortex-M0 с рабочей частотой до 48 МГц
  • Встроенный контроллер вложенных векторных прерываний (NVIC)
  • Последовательный интерфейс отладки
  • Системный таймер циклов
• Память
  • 32 КБайт FLASH памяти программ
  • 8 КБайт SRAM памяти данных
  • Поддержка внутрисхемного (ISP) и внутрисистемного (IAP) программирования посредством интегрированного ПО начальной загрузки
• Цифровая периферия
  • До 25 линий ввода/вывода общего назначения с конфигурируемыми подтягивающими резисторами
  • Линии ввода/вывода могут использоваться в качестве источников прерывания по фронту или по уровню сигнала
  • Один сильноточный (20 мА) выход управления
  • Два сильноточных (20 мА) входа на выводах шины I²C в режиме Fast-mode Plus
  • Три таймера/счетчика общего назначения с общим числом входов захвата два и выходов сравнения десять
  • Программируемый сторожевой таймер
• Аналоговая периферия
  • Измерительный модуль интеллектуального энергоучета с двумя токовыми входами и одним вольтовым входом
• Последовательные интерфейсы
  • UART с генератором дробной скорости передачи данных, внутренней FIFO и поддержкой протокола RS-485
  • Одноканальный контроллер SPI с режимом SSP, поддержкой 4-проводного SSI и Microwire, внутренней FIFO
  • Интерфейс I²C с полной поддержкой спецификации шины, режимом Fast-mode Plus, скоростью передачи данных до 1 Мбит/с, с функцией распознавания множества адресов и режимом мониторинга
• Система тактирования
  • Внутренний RC-генератор на 12 МГц с точностью 1% и опциональной возможность работы в качестве источника системной частоты
  • Кварцевый генератор с рабочей частотой от 1 МГц до 25 МГц
  • Программируемый тактовый генератор сторожевого таймера с рабочей частотой от 7.8 кГц до 1.8 МГц
  • Схема ФАПЧ, обеспечивающая работу ЦПУ с максимальной частотой без использования высокочастотного кварца. Может работать от системного тактового генератора или внутреннего RC-генератора
• Управление питанием
  • Интегрированный модуль управления питанием (PMU) минимизирует энергопотребление в режимах сна (Sleep), глубокого сна (Deep-sleep) и максимально пониженного потребления (Deep power-down)
  • Три режима пониженного энергопотребления: Sleep, Deep-sleep и Deep power-down
  • Выход процессора из режима Deep-sleep посредством специализированной стартовой логической схемы, использующей до 13 функциональных выводов
  • Сброс по включению питания (POR)
  • Схема определения недопустимого падения напряжения с четырьмя независимыми пороговыми значениями для сигнала прерывания и принудительного сброса
• Уникальный серийный номер идентификации устройства
• Диапазон напряжения питания: 1.8…3.6 В
• Диапазон рабочих температур: -40…+85°C
• Поставляется в 33-выводном корпусе HVQFN

 

Рабочий прототип	Печатная плата прототипа

 

Прототип USB-приемопередатчика

 

Прототип системы учета

Наличие и ссылки

Микросхема для счетчиков энергопотребления EM773 от компании NXP находится в массовом производстве, и ее можно приобрести уже сейчас. Демонстрационный набор для микросхемы EM773 будет представлен на стенде компании NXP на выставке Electronica 2010 в Мюнхене, Германия (зал A4, стенд 542). Техническое описание микросхемы EM773 и всего программного обеспечения для счетчика потребления энергии устройствами, подключенными к розеткам, USB-передатчика и демонстрационных приложений для ПК можно бесплатно загрузить со страницы сайта компании NXP, посвящённого интеллектуальным счетчикам, по адресу www.nxp.com/smartmetering.

 

Запросить образцы, средства разработки или техническую поддержку

 

Документация на EM773 (англ.)

Брошюра: Чип на базе ядра Cortex-M0 для безтарифных счетчиков элкектроэнергии (англ.)

Презентация: Решения для интеллектуальных систем энергоучета (англ.)

Презентация: Технический семинар по применению EM773 в интеллектуальных систем энергоучета (англ.)

Для чего нужны «умные» счетчики / Хабр

С 01.07.2020 планируется начало всеобщего перехода на «умные» счетчики электроэнергии. И все публикации по теме сводятся к тому, что мы избавимся от необходимости записывать цифры на бумажку. С моей точки зрения, это не что иное, как попытка переключить внимание с главного на второстепенное.

В энергетической компании я проработал достаточно, а потому считаю себя вправе дать собственный ответ на заголовок статьи.

Для профессионального энергетика умный счетчик — прибор привычный, и появился в хозяйстве задолго до того, как по опорам ЛЭП протянулись оптические кабели. На самом деле, интенсивного трафика эти счетчики не создают, и вполне могут довольствоваться GPRS модемом. Опять же, не до каждой подстанции есть оптика. и не каждая подстанция находится в зоне покрытия сотового оператора. А потому метрологу часто приходится одевать сапоги до ушей, и ехать к счетчику на вездеходе. Однако, показания не пишут на бумажку, а скачивают в ноутбук, настолько древний, что там есть девятипиновый COM – порт. Такое счастье, когда цифры сами текут по проводам, пришло намного позже, а такие места, где до сих пор работают по старинке, наверняка остались.

Не было бы оптики и GSM — так бы и бегали от точки к точке, горько плакали, но ни за что бы с умными счетчиками не расстались. Откуда такая любовь?

Так вот: главное — не как информация передается, а как она извлекается. Это только традиционный «глупый» счетчик копит единственную цифру нарастающим итогом. Настоящий «умный» — регулярно делает замеры через короткие промежутки времени. У нас например, была настройка — каждые 15 минут.

Зачем? А затем, чтобы иметь подробный суточный график потребленной мощности. Теперь вопрос, зачем график? А затем, чтобы осуществить особый подход к ценовой политике, совсем не такой, к которому мы все привыкли в быту.

Двух, трех и четырех тарифные планы учитывают время суток и сезон. В общем случае, главный ценовой фактор — время. Но это лишь косвенно решает основную задачу тарифного регулирования, борьбу с «рваным режимом», минимизацию пиковых нагрузок. Контроль потребляемой мощности позволяет решить задачу непосредственно, но такую возможность предоставляет только «умный» счетчик. Работу в режиме умеренного энергопотребления надо стимулировать, а за создание пиковых нагрузок — безжалостно наказывать прогрессивным тарифом.

А как вы хотели? Чем выше мощность, тем больше потери при передаче энергии. Превышение допустимой нагрузки — как минимум преждевременный износ оборудования, а то и вовсе авария. Следовательно, уровень оплаты, прогрессивный в зависимости от потребляемой мощности — это логично, справедливо и правильно. Вот почему поездка метролога на вездеходе к удаленной подстанции подчас оказывается вполне оправданной.

С 01.07.2020 на «умные» счетчики начнут переводить жилые дома. Для обывателя их рекламируют как традиционные двух, трех, или четырех тарифные, более выгодные, чем древние одно тарифные. Это правда. Однако, когда производители приборов учета рекламируют свою продукцию энергетикам, на первый план выкатывают возможность получить «профиль мощности». Очень грамотный ход, и тоже ни капли лукавства.

Теперь смотрим: компьютеры железные, процессоры мощные, график мощности запросто может быть построен для каждой квартиры. Вопрос к клубу знатоков: для населения профиль мощности будет учитываться в цене, или как?

Те, кто пользуется электричеством понемногу и равномерно, перемен не заметят. Но давайте посмотрим на многодетную семью: мама загрузила курицу в духовку на полтора киловатта, в стиральной машине включился ТЭН на два киловатта, в это время надо погладить белье утюгом опять полтора киловатта. Папа включает чайник, еще два киловатта, а в это время ребенок опрокидывает цветочный горшок. Для уборки включается пылесос как минимум киловатт. Это не на долго, чайник скоро закипит, пылесос выключат, и остальные дела потихоньку завершатся. Однако, недремлющий «умный» счетчик все это безобразие в профиле мощности нарисует. Готов ли современный обыватель к такому повороту? Тем не менее, платежную квитанцию получит неизбежно.

Вопрос о передаче данных тоже интересный. Пусть трафика не много, но подключение стоит денег. Кто будет платить? Поставщик электроэнергии? А сам он откуда деньги берет? Из тарифа, откуда еще? Значит, в конечном итоге за передачу данных заплатит абонент, вопрос лишь в том, насколько хорошо это будет замаскировано. В современном многоквартирном доме достаточно безлимитного интернета, согласно здравому смыслу, «умные» счетчики без связи не останутся. Теоретически, на тарифе не должно сильно отразиться, а реальную практику мы скоро увидим.

Но что, если счетчик в таком месте, где возможен только мобильный интернет? В таком случае, передача данных окажется дороже, чем стоимость потребленной электроэнергии. В теории рядом могут быть другие такие счетчики, можно объединить их в группу и подключить к одной общей точке. А если нельзя, если они разбросаны на большом расстоянии? Станет ли поставщик электроэнергии тянуть к каждому счетчику собственный информационный кабель? Любопытно будет узнать.

Согласно декларации, установка «умных» счетчиков для абонентов бесплатна. А о том, что тарифы будут другие — полная тишина. Как ни маскируй, а стоимость передачи данных неизбежно окажется в тарифе, об этом тоже молчат.

Подумаем теперь вот о чем: сам по себе «умный» счетчик — прибор не дешевый. Абонентская сеть огромна. Возникает вопрос: кто такой добрый и богатый, что берется делать установку за собственные деньги? Откуда столько энтузиазма и доброжелательной медийной поддержки?
Здесь надо понимать, какие возможности открывает автоматическая передача данных. «Умный» счетчик служит нервным рецептором на конце щупальца невероятно многоногого монстра, имя которому АСКУЭ — автоматическая система коммерческого учета электроэнергии. Она не просто клиент-серверная, она многоуровневая. То есть, сервера региональных энергетических и сбытовых компаний не только собирают показания с установленных счетчиков, но и передают агрегированные данные серверам вышестоящих организаций. В результате, где-то кто-то видит полную картину. Причем, «полную» — сказано оптимистично, поскольку то, что творится на «последней миле», в бытовом секторе — тайна, покрытая мраком. В «полной» картине получается так: на нужды населения приходится 10 — 15% всей потребляемой мощности, а в структуре стоимости электроэнергии, расходы на потери и содержание сетей низкого и среднего напряжения составляют без малого 40%. Простым смертным на это плевать, но кому-то дурно. Он возмущен до глубины души, но вынужден терпеть.

Точнее, терпел до тех пор, пока не наработал богатый опыт использования систем АСКУЭ. Теперь стало понятно, как обуздать неукротимые сети низкого и среднего напряжения. С помощью «умных» счетчиков можно сделать все бытовое энергопотребление прозрачным, понятным и управляемым. Но самое главное — уровень централизации управления можно довести до максимума. Здесь и кроется разгадка, почему этот «кто-то» такой щедрый и богатый. Предполагается радикальное изменение всей системы продаж электроэнергии населению, ни больше, ни меньше.

Процесс перехода на «умные» счетчики планируется завершить к 2035 году. Что тогда будет?

Надо понимать, что замена оборудования — всего лишь мера технического обеспечения. Главных перемен следует ждать в экономической и управленческой областях. Говоря по простому, все региональные энергосбыты из великих князей превратятся в мелких жандармов. Они будут обязаны содержать в порядке необходимый парк приборов учета, обеспечивать передачу данных и обслуживать определенное количество собственных серверов. Вполне возможно, на них же возложат рутинную задачу рассылки платежных квитанций. Однако, номера банковских счетов изменятся, и управлять денежными потоками будет кто-то гораздо более другой. Разумеется, все субъекты системы ЖКХ и вовсе будут исключены из процесса торговли электричеством, окончательно и бесповоротно. В квитанциях управляющих компаний останется только строка «содержание жилья», платить за все остальное граждане будут напрямую.

Короче, с 2035 года «энергию людям» продавать будет кто-то один, в одиночку купит на оптовом рынке, в одиночку продаст в розницу. Региональные энергосбыты формально останутся, но работать будут не «за долю», а «за зарплату».

Таким образом, с моей точки зрения, «умные» счетчики нужны для:

• технического обеспечения деятельности крупного сбытового монополиста;
• внедрения тарифов, прогрессивных в зависимости от потребляемой мощности.

Если я чего-то неправильно понял, поправьте пожалуйста…

Антимагнитная пломба на электросчетчик: виды и принцип работы

Для предотвращения хищения электроэнергии, воды и газа компании, предоставляющие коммунальные услуги, устанавливают на счётчики антимагнитные пломбы. При этом самостоятельно снять её со счётчика не повредив целостность или ухитриться использовать магниты, чтобы не сработал индикатор у вас не выйдет. В этой статье мы расскажем подробнее о том, что такое антимагнитная пломба на электросчетчик и как она работает.

Что это такое

Чтобы не платить за коммунальные услуги потребители идут на различные ухищрения, обычно это или так называемые «обводы», или установка мощных магнитов (например, неодимовых) для остановки счётного механизма. Это касается всех видов коммунальных услуг – на воду, газ и электросчетчиков. Чтобы предотвратить хищение снабжающие компании устанавливают на прибор наклейку с антимагнитной меткой, или как её еще называют – индикатор магнитного поля.

Как устроена антимагнитная пломба? Это сложное устройство, которое выполняет ряд защитных функций. Внешне – это обычная наклейка, на которой размещена полоска или капсула. Она может устанавливаться на электросчетчик и другие приборы учета, которые можно остановить магнитом. Последняя выполняет функции индикатора. Она содержит магнитную суспензию, говоря простым языком кучку мелких частиц, которые покинут своё начальное местоположение при касании устройства магнитом или другим источником поля. Принцип работы и конструкция защитной наклейки на электросчетчик (или счетчик газа или воды) обеспечивают чувствительность в среднем в 100 млТл (мили Тесла).

Такие пломбы бывают разных видов, но принцип действия у них примерно одинаков. Обобщено можно разделить их на две основных группы, на фото вы можете увидеть, как выглядит каждый вариант:

1. Полоска. При поднесении магнита её цвет изменяется со светлого на тёмный.
2. Капсула. Под воздействием магнитного поля целостность капсулы нарушается, или магнитная суспензия другим образом теряет первоначальный вид.

Интересно! Каждая пломба имеет свой уникальный номер. Он нанесен и на самой наклейке, и на корешке, который остаётся у пломбировщика.

На видео ниже вы видите, как срабатывают наклейки-антимагниты разных типов и что происходит с пломбой при поднесении магнита:

Законна ли установка антимагнитной пломбы

Мы разобрались из чего состоит и как выглядит наклейка-антимагнит, теперь давайте разберемся, почему поставщики энергоресурсов могут их устанавливать. В качестве примера можно привести как минимум 2 нормативных документа РФ, которые подтверждают основания для установки защиты на прибор учета:

1. Пункт 81.11 постановления Правительства РФ от 6 мая 2011 года № 354 (в редакции от 19 сентября 2013) «О предоставлении коммунальных услуг собственникам и пользователям помещений в многоквартирных домах и жилых домов».
2. СП 30.13330.2012 «Внутренний водопровод и канализация зданий».

Согласно этому организация, которая предоставляет услуги, имеет право устанавливать пломбу-антимагнит на прибор счетчик. При этом если вы повредите наклейку или попытаетесь её снять – будете должны выплатить штраф, его размер варьируется в соответствии с п. 52 “Правил предоставления коммунальных услуг собственникам и пользователям коммунальных услуг”. Снабжающая компания в случае срыва пломб, рассмотрим на примере системы водоснабжения, имеет право начислить стоимость потребления в 10-кратном размере или исходя из расчетного потребления ресурса согласно максимальной пропускной способности трубы водоснабжения за период с последней проверки целостности пломбы.

Можно ли её обмануть

Не смотря всю серьезность антимагнитных пломб на счетчики потребители всё равно продолжают искать пути бесплатного использования природных ресурсов. Давайте рассмотрим, как умудряются обмануть антимагнит и работоспособность всех существующих способов.

1. Срыв пломбы и установка магнитов на электросчетчик или водомер, с целью последующей установки пломбы обратно. Этот способ не работает, поскольку все современные наклейки-антимагниты оборудованы защитой от срывания. При её отклеивании на ней проступает надпись типа «open avoid» или другая и наклеить назад, чтобы её не было заметно, у вас не выйдет.
2. Нагрев для аккуратного снятия наклейки также не даст результатов, потому что многие пломбы при нагреве меняют цвет, то же самое касается и резкого охлаждения.
3. Установка дубликата, который не реагирует на магнитное поле. Всё достаточно просто, особо хитрые граждане снимают настоящую пломбу и клеят дубликат. Визуально сложно отличить оригинальную наклейку от муляжа, но при проверке инспектор может выявить это нарушение. В результате нарушителю выпишут штраф.

Мы рассмотрели, что такое антимагнитная пломба для счетчика и как она работает, а также, как пытаются обмануть устройство. Однако на практике использование любых способов обмана и воровства ресурсов, предоставляемых снабжающими компаниями, карается штрафом, а в особо сложных случаях – вплоть до уголовной ответственности. Не используйте магниты для остановки электросчетчика и других счетчиков, а также пломбы-муляжи, не обладающие антимагнитными свойствами. Тем более не все современные электросчетчики можно остановить магнитом.

Материалы по теме:

Российские чипы защитят умные счетчики электроэнергии

Компания «Современные Радио Технологии» (СРТ) разработала чип, который защитит персональные данные российских пользователей, обеспечит информационную и технологическую безопасность устройств промышленного интернета вещей.

Микросхема будет применяться в широком классе IoT-устройств различных производителей, в том числе будет использована для производства умных счетчиков электроэнергии.

Производство микросхемы может быть развернуто в России, переговоры об этом ведутся с участниками рынка. Для обеспечения информационной безопасности и защиты данных предполагается использование российских сертифицированных криптографических алгоритмов на отечественном микрочипе, что позволит обеспечить внедрение механизмов шифрования по ГОСТ.

Цель внедрения новых чипов — замещение критической импортной компонентной базы доверенной микросхемой российской разработки.

«Наши решения для зарождающегося рынка Интернета вещей особенно актуальны для тех сфер, где информация является стратегическим ресурсом, доступ к которому третьих лиц нельзя допускать. Учет электроэнергии как раз является такой сферой, а наша система полностью российская и работает в российской юрисдикции. Поэтому, есть технологическая прозрачность, и нет риска использования информации через специально оставленные уязвимости в коде. И отмечу, что для собственного производства чипы уже появятся в конце 2 квартала этого года. А для широкого рынка технология будет доступна отечественным компаниям уже в начале 2020 года», — заявил генеральный директор ООО «СРТ» Денис Симакин.

Дизайн чипа разрабатывается с учетом требований работы защищенного отечественного протокола беспроводной передачи данных XNB. Чип является универсальным и может быть использован для решения широкого круга задач в области беспроводной телематики, включая такие сферы как транспорт, ЖКХ, «Умный город», экологический мониторинг, сельское хозяйство и др., где от корректности работы устройств Интернета вещей зависит устойчивость работы критической инфраструктуры, обеспечение безопасности производственных и технологических процессов.

Протокол XNB работает на базе технологии LPWAN (Low-power Wide-area Network – «энергоэффективная сеть дальнего радиуса действия») — беспроводной технологии передачи малых объёмов данных на дальние расстояния, разработанной для распределённых сетей телеметрии, межмашинного взаимодействия и IoT для простых датчиков, счётчиков и сенсоров.

К нынешнему моменту ряд операторов связи ведут строительство сетей IoT на базе технологии LoRa — запатентованном компанией Semtech (США) закрытом протоколе передачи данных. При этом базовое ПО для таких сетей разрабатывается французской компанией Actility, а агрегируемые, в том числе и персональные данные в России передаются в нелицензируемом диапазоне частот. Это накладывает ряд ограничений на возможность использования технологии для отечественного энергетического сектора, включая электроэнергетику и сферу ЖКХ, несет риски для государства, бизнеса и потребителей.

Отечественные технологии Интернета вещей для крупнейших российских инфраструктурных компаний, операторов связи и производителей микроэлектроники будут в открытом доступе. Взаимодействием с заинтересованными компаниями займется специальная рабочая группа, которая будет разрабатывать и реализовать задачи под конкретного партнера. 

По словам проректора МФТИ Сергея Гаричева, борьба за этот рынок очевидна, но на него нужно выходить с готовым качественным продуктом. «Протокол XNB уже работает, проверен соответствующими службами и будет совершенствоваться с привлечением и других разработчиков. Базовый чип тоже практически готов и также будет развитие в части дизайна и технологии. Это подразумевает выход на рынок в будущем и других игроков», — отметил он.

Российский протокол передачи данных и сертифицированный чип позволят исключить несанкционированную передачу данных (от передачи данных на «чужие» сервера, до управления взрывными устройствами на сетях IoT), возможность несанкционированного вмешательства со стороны третьих лиц и перехвата управления над устройствами обеспечения ресурсоснабжения (газ, электричество, вода, тепло), а также обеспечит функциональную и технологическую независимость от иностранных поставщиков оборудования и ПО.

Антимагнитная пломба на электросчетчик | Блог «Надежные пломбы»

Магнитная пломба на электрический счетчик: общая информация

В наше время пользователи электроэнергии для того, чтобы обойти показатели счетчиков, используют сильные магниты (неодимовые), их устанавливают на счетчик потребления электроэнергии, чтобы они замедляли вращение механизмов прибора.

Для предотвращения несанкционированного потребления электричества магнитом или механической перемоткой после вскрытия счетчика, служащие ЖКХ применяют антимагнитную пломбу-наклейку.

Антимагнитная наклейка – это этикетка размером 60 х 20 мм, с перфорированным дублирующим номером. На этикетку наносится индивидуальный номер, дублирующийся на отрезной части. Цвет самой наклейки красный, знаки маркировки – черные. Материал двухслойный который при попытке демонтажа отслаивается и появляется надпись “OPEN VOID”, “ВСКРЫТО”.

В центре наклейки имеется капсула с магнитной жидкостью, которая меняет форму при приближении магнита. Суспензия, находящая в блистере, содержит микрочастицы железа, которые связываться силиконом и изначально выглядят как аккуратная капля с гладкими краями.

Если на эту жидкость воздействовать магнитным полем более 80 МТл, частицы железа разрывают аккуратную оболочку и растекаются или перемещаются к месту влияния магнитного поля. Таким образом, при визуальном осмотре устройства можно легко заметить факт воздействия.

Сфера применения

Номерная наклейка Антимагнит – одноразовая пломба которая устанавливается на счетчик и применяется для:

1. Контроля вскрытия электросчетчика;
2. Контроля воздействия магнитным полем;

Мифы и реальность

Мы решили провести свои исследования по поводу эффективности работы антимагнитной пломбы-наклейки, так как много в интернете предложений от домашних экспертов как вскрыть антимагнитную пломбу без повреждений.

Мифы:

• Стикер может отойти от корпуса счетчика если нагреть ее феном.
• Подковырнуть острым предметом и удалить прозрачный датчик с магнитной суспензией.
• Воспользоваться магнитом, а потом восстановить.

Реальность:

• При нагреве феном ничего не происходит, а пытаясь ее снять, разрушается целостность защиты. Материал оставляет след на приборе, а саму этикетку уже не восстановить.
• При попытке снять капсулу острым предметом опять нарушается сама этикетка, потому что составляет одно целое с блистером, в котором находится магнитная жидкость.
• Если с антимагнитой наклейкой производились манипуляции с магнитом, то жидкость смещалась. А значит оставила черный след, частицы железа конечно могут сместиться в другом направлении, но вот черный след все равно оставит.

Как правильно опломбировать?

Для более надежной работы противомагнитной пломбы ее следует правильно устанавливать:

• Снять подложку с наклейки.
• Приклеить наклейку на чистую, обезжиренную спиртом поверхность.
• Удалить пузырьки, расправив этикетку.
• Приклеить отрывной уникальный номер в книгу учета.

Капсула срабатывает при приближении к ней магнита на расстояние 3-4 см, поэтому желательно клеить пломбы около того места, где именно останавливают работу электросчетчика магнитом.

Установка антимагнитной наклейки производится вручную, без использования какого-либо оборудования.

При опломбировании приборов учета следует придерживаться показателей: от +4°C до +50°C. Это позволяет эксплуатировать наклейку в температурном диапазоне: от -50°C до +60°C.

Видео — принцип работы антимагнитной пломбы

Наша компания является производителем антимагнитных пломб-наклеек, которые можно купить в упаковках по 100 штук. Выпускаем согласно ГОСТа 31283-2004.

— АЛЬФА A1800 — Счётчики электроэнергии

Счетчики электроэнергии АЛЬФА А1800 многотарифные, многофункциональные, микропроцессорные разработаны с применением мирового опыта компании ELSTER в учёте энергоресурсов. АЛЬФА А1800 является дальнейшим развитием счётчиков серии АЛЬФА, АЛЬФА Плюс и ЕвроАЛЬФА, установленных по всему миру в количестве более 4 млн.
 
Передовая технология на базе измерительного чипа ALPHA® гарантирует высокую точность и надёжность работы счётчика, а развитые функциональные возможности и защитные качества удовлетворяют самым строгим стандартам и отвечают всем требованиям современной и будущей энергетики.

Опционально: GSM/GPRS модемы серии «Метроника 100» для удаленного снятия показаний с A1800. Выдерживают перенапряжения в сети 0,4 кВ.
 
Назначение
Многофункциональный микропроцессорный счётчик АЛЬФА A1800 трансформаторного включения предназначен для учёта активной и реактивной энергии и мощности в трёхфазных сетях переменного тока в режиме многотарифности, хранения измеренных данных в своей памяти, а также передачи их по цифровым и импульсным каналам связи на диспетчерский пункт по контролю, учёту и распределению электроэнергии.
 
Счётчик АЛЬФА А1800 предназначен для установки на перетоки, генерацию, высоковольтные подстанции, в распределительные сети и на промышленные предприятия.
 
Функциональные возможности счетчиков АЛЬФА А1800
• Измерение активной и реактивной энергии и мощности с классом точности 0.2S, 0.5S в режиме многотарифности.
• Измерение параметров электросети с нормированными погрешностями.
• Фиксация максимальной мощности нагрузки с заданным усреднением.
• Фиксация даты и времени максимальной активной и реактивной мощности для каждой тарифной зоны.
• Запись и хранение данных графика нагрузки и параметров сети в памяти счётчика.
• Передача результатов измерений по цифровым и импульсным каналам связи.
• Автоматический контроль нагрузки и сигнализация о выходе параметров сети за установленные пределы.
• Учёт потерь в силовом трансформаторе и линии электропередачи.
Счётчик АЛЬФА A1800 может быть оборудован одновременно несколькими независимыми цифровыми интерфейсами (RS-485, RS-232) для поддержки различных задач в информационном обмене.
 
Счётчик АЛЬФА А1800 обладает увеличенной памятью, что позволяет ему вести запись трёх независимых массивов профиля нагрузки по энергии и мощности с разными интервалами усреднения (1, 2, 3, 5, 6, 10, 15, 30 и 60 мин.) А также до 32 различных графиков параметров сети с двумя различными интервалами.
 
Кроме того, записанные за последний интервал данные параметров сети, которые хранятся в отдельном блоке памяти счётчика, можно считывать напрямую с частотой порядка нескольких секунд. Коммерческие данные по электроэнергии и мощности можно считывать при этом по второму цифровому интерфейсу, с другой частотой, например 30-мин. Что позволяет использовать счётчик АЛЬФА А1800 одновременно в качестве прибора коммерческого учёта и как датчика (с замещающими данными) для систем оперативно-диспетчерского и технологического управления SCADA.
 
Встроенная плата дополнительного питания, замена батареи без вскрытия счётчика, 16-сегментный дисплей с подсветкой, открытый протокол ANSI для чтения счётчика – дополнительные опции, которые обеспечивают удобство работы с новым счётчиком.
 
Расширенные функции защиты
Счетчик АЛЬФА А1800 отличается повышенным уровнем защиты коммерческой информации от ошибок и преднамеренных действий.

• Защита от несанкционированного доступа (паролями на ПО, счётчик и пломбированием).
• Фиксация даты и времени снятия крышки счетчика и крышки клеммника.
• Запись фактов изменения конфигурации счётчика.
• Фиксация попыток связи с неверным паролем.
• Фиксация отключения фаз напряжения.
• Измерение мощности по модулю для каждой фазы.
• Фиксация фактов реверса энергии.
• Фиксация превышения заданных порогов по мощности.
• Самодиагностика.
• Увеличенный журнал событий (до 255 записей во всех журналах, до 35 наборов авточтения).
  Счётчик АЛЬФА A1800 защищен прочным поликарбонатным корпусом и обладает исключительными рабочими характеристиками, даже при изменчивых и суровых внешних условиях, будь то экстремальные температуры, вода или пыль.

Стандарты и сертификаты
Счетчики АЛЬФА А1800 успешно прошли все необходимые испытания и внесены в Государственный реестр средств измерений РФ под №31857–11.
Счётчики АЛЬФА А1800 выпускаются в соответствии с ТУ 4228–011–29056091–11 и стандартами:

• ГОСТ Р 52320-2005. Общие требования. Испытания и условия испытаний.
• ГОСТ Р 52323-2005. Статические счётчики активной энергии классов точности 0,2S и 0,5S.
• ГОСТ Р 52322-2005. Статические счётчики активной энергии кл. точности 1 и 2.
• ГОСТ Р 52425-2005. Статические счётчики реактивной энергии.
• ГОСТ 22261-94. Средства измерений электрических и магнитных величин. ГОСТ 13109-97.
  Производство Эльстер Метроника сертифицировано по международным стандартам качества ISO 9001. Сертификат выдан международной независимой организацией DEKRA по сертификации продукции в области энергетики.

Новое в счетчиках АЛЬФА А1800
Функциональные возможности счетчика электоэнергии АЛЬФА А1800

• Классы точности 0,1, 0,2S, 0,5S
• 6 измерений: активная, реактивная, полная энергия и максимальная мощность в двух направлениях в многотарифном режиме
• Измерение параметров сети с нормированными погрешностями
• Увеличенная память (1МБ) для записи:
  – графиков нагрузки с 3 различными интервалами усреднения
  – до 32 каналов по параметрам сети
• 2 независимых цифровых порта с двумя интерфейсами RS-485 и RS-232
• Встраиваемый GSM/GPRS модем с интерфейсом RS-485 (опрос 10-20 счётчиков через один счётчик)
• Открытый протокол ANSI
• Встроенная плата дополнительного питания
• Расширенные функции защитыРегистрация фактов снятия крышки зажимов и основной крышки счётчика
• Журналы (событий, изменений, авточтений, провалов напряжения, мониторинга сети (в том числе, фиксация токов сети при отсутствии напряжения, небаланс напряжения и тока, отсутствие тока))
• Подсветка дисплея
• Учёт потерь
• Универсальность подключения по номинальным напряжениям и типам сетей. Счётчик АЛЬФА А1800 с интервалом 0,5 сек обновляет 32 параметра трехфазной сети, которые можно передавать в системы телемеханики.

Программное обеспечение

Для получения актуальной версии программного конфигуратора обращайтесь в отдел технического сопровождения по электронной почте [email protected].
Для предоставления консультаций по вопросам эксплуатации, ремонта и отладки счётчиков электроэнергии, а также модернизации и обновления обращаться на адрес [email protected].

 

Дополнительные опции

КАК ОФОРМИТЬ ЗАКАЗ?

При заказе на счетчик AS220, AS3500, A1140, А1700, А1800 с встроенным GPRS модемом:

При заказе встраиваемого GPRS модема отдельно:

Заполните «Спецификацию на заказ модемов Метроника 100» и отправьте ее региональному менеджеру.

Остались вопросы?

Проконсультируйтесь с менеджером по телефону/электронной почте или через форму обратной связи.

 

 

 

Предоплатный счетчик электроэнергии DDSD101-DT | Wasion Group

Однофазный предоплатный счетчик электроэнергии DDSD101-DT

Наш однофазный предоплатный счетчик электроэнергии DDSD101-DT в основном состоит из UIU (блока пользовательских интерфейсов) и MCU (блока микроконтроллера), которые могут быть подключены через M_BUS и ПЛК. Протокол связи этого счетчика соответствует стандартам IEC62055-41 и IEC61107. Все технические характеристики соответствуют техническим требованиям IEC62053-21 класса 1 и класса 2 статических счетчиков ватт-час.

Этот однофазный предоплатный счетчик электроэнергии DDSD101-DT имеет усовершенствованный чип управления, специальный чип для измерения электрической энергии, высокоточный чип с часами, а также отдельные электронные компоненты.

Основные функции
1. Однофазный предоплатный счетчик электроэнергии может быть использован для измерения мгновенного напряжения, тока, количества электроэнергии, записи различных данных и др.
2. Он имеет функцию записи различных событий для ведомств управления электроэнергией. Он записывает время и статус электронного счетчика энергии при возникновении некоторых событий, таких как открытие верхней крышки, превышение мощности, сбой питания. Конструкция не позволяет незаконно изменять данные.
3. Предоплатный счетчик имеет систему ввода 20-значного TOKEN-кода в качестве среды передачи данных, тем самым реализуется предоплатный режим.
4. Этот электросчетчик имеет функцию инфракрасной связи и дополнительную функцию связи RS485 для обеспечения автоматического считывания счетчика и значений параметров.
5. Он имеет функцию информирования об окончании электричества и превышения определенного порога, предупреждающую о необходимости покупки электроэнергии.
6. Однофазный предоплатный счетчик для DIN рейки имеет защищенную от вмешательства конструкцию, поддерживает различные функции обнаружения и тревоги.
7. Однофазный предоплатный счетчик электроэнергии производства компании Wasion отличаются низкой потребляемой мощностью. Он обеспечивание автоматическое считывание счетчика через порт VTC (виртуальной передачи TOKEN-кода).

Технические параметры

Номинальное напряжение	230В
Диапазон напряжения	0.7Un ~1.3Un
Номинальный ток	5 (80A)10 (60)A
Частота	50 Гц ± 5%, 60 Гц ± 5%
Точность измерения	Класс1, Класс 2
Постоянный импульс (по выбору)	1600 имп/кВч, 1000 имп/кВч
Выдерживаемое переменное напряжение	4 кВ
Выдерживаемое напряжение импульса	6кВ
Кратковременный выброс напряжения	4.4кВ
Пылевлагозащита	IP51
Уровень изоляции	II
Рабочая температура	-10 °C ~ + 45 °C
Лимит рабочей температуры	-25 °C ~ + 55 °C
Температура хранения/транспортировки	-25 °C ~ + 85 °C
Влажность	30%～95%, без конденсата
Потребляемая мощность	< 10ВА，2Вт
Подача электропитания	Линейный 1-фазный переменный ток
Среднее время до отказа	≥ 60,000 часов
Срок службы	≥ 10 лет
Размеры (Д × Ш ×В)	134.4×55×125(мм)

Компания Wasion Group является ведущим китайским поставщиком приборов учета электроэнергии. Мы производим и продаем 10 миллионов единиц различных интеллектуальных счетчиков в год. Услуги OEM и ODM могут быть также доступны.

Система интеллектуального счетчика

на кристалле | Силовая электроника

Микромодуль LTM9100 (микромодуль) от Linear Technology принимает логические входы, которые позволяют его внутреннему изолированному контроллеру переключателя питания управлять переключением MOSFET / IGBT с внешним питанием при напряжении до 1000 В постоянного тока. Он использует барьер гальванической развязки для отделения логических входов от контроллера выключателя питания, который может включать и выключать источники питания высокого напряжения. При этом изолирующий барьер защищает свои низковольтные логические входы от соседнего высоковольтного контроллера переключателя мощности.

Во многих компьютерных приложениях используются высокие напряжения, которыми можно управлять с помощью LTM9100. Одно из таких приложений — промышленные моторные приводы, которые могут работать от 170 до 680 В постоянного тока. Сетевые солнечные системы могут работать с напряжением до 600 В и более. Первичная мощность некоторых современных истребителей составляет 270 В постоянного тока. Литий-ионные аккумуляторы в электромобилях могут достигать напряжения до 400 В.

Кроме того, центры обработки данных рассматривают возможность распределения высоковольтной мощности для снижения тока, потерь в кабелях I ² R и веса кабелей.В этих типах приложений компьютерные команды могут создавать логические входы, которые позволяют LTM9100 управлять высоковольтной мощностью, которую необходимо включать и выключать с помощью контролируемого пускового тока.

Ключом к защите электропитания LTM9100 является его внутренний барьер гальванической развязки 5 кВ _RMS , который отделяет цифровой входной интерфейс от контроллера переключателя питания, который управляет внешним N-канальным MOSFET или IGBT-переключателем ( Рис. 1 ). Микромодуль имеет интерфейс I ² C, который обеспечивает доступ к изолированным цифровым измерениям тока нагрузки, напряжения и температуры шины, что позволяет контролировать мощность и энергию шины высокого напряжения.

1. LTM9100 используется в качестве изолированного драйвера переключателя нагрузки верхнего плеча с использованием внешнего силового МОП-транзистора.

Вы можете настроить этот изолированный контроллер переключателя питания для использования в приложениях с высокой или низкой стороны (отсюда и его имя Anyside), как показано на Рис. 2 . Кроме того, его можно использовать в плавучих приложениях.

Регулируемые пороги блокировки при пониженном и повышенном напряжении гарантируют, что нагрузка будет работать только тогда, когда входное напряжение находится в допустимом диапазоне. Автоматический выключатель с ограничением тока защищает источник питания от перегрузки и короткого замыкания.

Этот изолированный контроллер выключателя питания минимизирует пусковой ток за счет плавного пуска нагрузки. Он достаточно универсален для управления пусковым током в платах с горячей заменой, трансформаторах переменного тока, моторных приводах и индуктивных нагрузках.

Более старый метод управления пусковым током использует термисторы с отрицательным температурным коэффициентом (NTC) или ограничители пускового тока NTC. Эти устройства начинают с высокого сопротивления при комнатной температуре до включения питания или нагрузки; высокое сопротивление ограничивает пусковой ток при включении.Однако, если цепь быстро выключается и включается, ограничения пускового тока не происходит, потому что резистор недостаточно остыл, чтобы восстановить свое высокое сопротивление.

2. LTM9100 может быть сконфигурирован как для работы на стороне высокого, так и на стороне низкого уровня (возврат на землю).

Другие методы управления пусковым током включают симисторы перехода через ноль, схемы управления активным коэффициентом мощности (PFC) и индуктивную входную фильтрацию с демпфированием. Они могут быть сложными, громоздкими и в первую очередь для входов переменного тока.

Рис. 3 — упрощенная схема LTM9100, показывающая его изолирующий барьер, который разделяет микромодуль на логическую сторону и изолированную сторону.Для питания изолированной стороны используется полностью интегрированный регулятор напряжения, включая трансформатор, поэтому внешние компоненты не требуются. Логическая сторона содержит драйвер полного моста, работающий на частоте 2 МГц, который связан по переменному току с первичной обмоткой трансформатора. Блокирующий конденсатор постоянного тока предотвращает насыщение трансформатора из-за дисбаланса рабочего цикла драйвера. Трансформатор масштабирует первичное напряжение, которое выпрямляется симметричным удвоителем напряжения. Такая топология снижает синфазные возмущения напряжения на изолированной стороне заземления и устраняет насыщение трансформатора, вызванное вторичным дисбалансом.

Встроенный регулятор напряжения подает 10,4 В и 5 В для контроллера переключателя питания. Изолированные измерения тока нагрузки и двух входов напряжения выполняются 10-разрядным АЦП и доступны через интерфейс I ² C. Логика и интерфейс I ² C отделены от контроллера переключателя питания изоляционным барьером 5 кВ _RMS , что делает LTM9100 идеальным для систем, в которых контроллер переключателя питания работает с шинами до 1000 В, _{постоянного тока,} . Гальваническая развязка необходима для защиты цепей управления, безопасности оператора и прерывания цепей заземления.

3. Барьер гальванической развязки разделяет LTM9100 на изолированную сторону и логическую сторону. 10-битный АЦП в контроллере переключателя питания контролирует напряжение SENSE на резисторе считывания тока RS. Цепи высокого напряжения

управляются путем кодирования сигналов в импульсы и передачи их через границу изоляции с помощью трансформаторов без сердечника, сформированных в подложке микромодуля, как показано на Рис. 4 . Бесперебойная связь гарантируется для переходных процессов в синфазном режиме 50 кВ / мкс.Эта система, укомплектованная обновлением данных, проверкой ошибок, безопасным отключением в случае сбоя и чрезвычайно высокой устойчивостью к синфазным помехам, является надежным решением для изоляции двунаправленных сигналов.

Чтобы гарантировать прочный изолирующий барьер, каждый LTM9100 проходит производственные испытания на 6 кВ _RMS . Кроме того, он будет соответствовать стандарту UL 1577, что позволит производителям конечного оборудования сэкономить месяцы времени на сертификацию. Сквозная изоляция на большом расстоянии означает высокий уровень электростатического разряда ± 20 кВ через барьер.

LTM9100 идеально подходит для использования в сетях, где заземление может принимать различные напряжения.Изолирующий барьер блокирует высокие перепады напряжения и исключает контуры заземления и чрезвычайно устойчив к синфазным переходным процессам между плоскостями заземления.

Хотя его основное применение — управление внешним N-канальным переключателем MOSFET, вы также можете использовать IGBT. Это может быть необходимо для приложений с напряжением выше 250 В, где традиционные полевые МОП-транзисторы с достаточным уровнем SOA (безопасная рабочая зона) и низким R _{DS (ON)} могут быть недоступны.

IGBT доступны с номинальным напряжением 600 В, 1200 В и выше.Не все IGBT подходят, однако, только те, которые предназначены для работы на постоянном или близком к постоянному току, как указано в их технических характеристиках рабочих характеристик SOA. Дополнительную озабоченность вызывает напряжение насыщения коллектор-эмиттер IGBT. Пороговое значение сливного штифта составляет 1,77 В. В некоторых случаях напряжение насыщения IGBT, V _{CE (SAT)} , может быть выше, чем это, что требует делителя напряжения на входном контакте Drain.

4. LTM9100 передает сигналы и мощность через изолирующий барьер. Сигналы кодируются в импульсы и проходят через границу изоляции с помощью трансформаторов без сердечника, сформированных в подложке микромодуля.Это обеспечивает чрезвычайно надежную схему двунаправленной связи.

IGBT следует выбирать с максимальным пороговым напряжением между затвором и эмиттером, В _{GE (TH)} , что соответствует минимальному хорошему состоянию питания LTM9100 GATE, или В _S минимальному UVLO (блокировка при пониженном напряжении) 8,5 В. Пороговое напряжение, указанное в таблице электрических характеристик устройства, часто соответствует очень низким токам коллектора.

Внутренний усилитель (A1), подключенный к контактам Sense, контролирует ток нагрузки через внешний резистор считывания RS, обеспечивая защиту от перегрузки по току и короткого замыкания.В условиях перегрузки по току ток ограничивается до 50 мВ / RS посредством регулирования затвора. Если состояние перегрузки по току сохраняется более 530 мкс, ворота отключаются.

При использовании силового полевого МОП-транзистора LTM9100 контролирует напряжение стока и затвора, чтобы определить, полностью ли усилен полевой МОП-транзистор. После успешного включения полевого МОП-транзистора два сигнала Power Good выводятся на контакты PG и PGIO. Эти штифты позволяют включать и упорядочивать нагрузки. Вывод PGIO также может быть настроен как вход или выход общего назначения.

Перед включением полевого МОП-транзистора оба напряжения питания внутреннего привода затвора V _S и V _CC2 должны превышать их пороговые значения блокировки при пониженном напряжении. MOSFET отключается до тех пор, пока не будут выполнены все условия запуска.

10-битный аналого-цифровой преобразователь (АЦП) в контроллере переключателя мощности измеряет напряжение считывания, полученное с усилителя A1. Кроме того, он измеряет напряжения на выводах ADIN2 и ADIN, которые используются для вспомогательных функций, таких как измерение напряжения шины или температуры и т. Д.

Интерфейс I ² C позволяет читать регистры данных АЦП. Это также позволяет хосту опрашивать устройство и определять, произошла ли ошибка. Вы можете использовать контакт ALERT * на логическом входе в качестве прерывания, чтобы хост мог реагировать на сбой в режиме реального времени. Два контакта с тремя состояниями, ADR0 и ADR1, позволяют программировать восемь возможных адресов устройства. Интерфейс также можно настроить по выводам для однопроводного широковещательного режима, отправляя данные АЦП и информацию о неисправности через вывод SDA на хост без синхронизации линии SCL.Эта однопроводная односторонняя связь упрощает проектирование системы.

Цепи логического управления питаются от внутреннего LDO-стабилизатора, который получает 5 В от источника питания VS. Выход 5 В доступен на выводе VCC2 для управления внешними цепями (ток нагрузки до 15 мА). VCC2 развязан внутри конденсатором емкостью 1 мкФ.

В диапазоне температур от -40 ^o C до 105 ^o C LTM9100 предлагается в корпусе BGA 22 мм x 9 мм x 5,16 мм с расстоянием утечки 14,6 мм между логической стороной и изолированной стороной.

ИС для измерения энергии | Analog Devices

Некоторые файлы cookie необходимы для безопасного входа в систему, но другие необязательны для функциональной деятельности. Сбор наших данных используется для улучшения наших продуктов и услуг. Мы рекомендуем вам принять наши файлы cookie, чтобы обеспечить максимальную производительность и функциональность нашего сайта. Для получения дополнительной информации вы можете просмотреть сведения о файлах cookie. Узнайте больше о нашей политике конфиденциальности.

Принять и продолжить Принять и продолжить

Файлы cookie, которые мы используем, можно разделить на следующие категории:

Строго необходимые файлы cookie:

Это файлы cookie, которые необходимы для работы аналога.com или предлагаемые конкретные функции. Они либо служат единственной цели передачи данных по сети, либо строго необходимы для предоставления онлайн-услуг, явно запрошенных вами.

Аналитические / рабочие файлы cookie:

Эти файлы cookie позволяют нам выполнять веб-аналитику или другие формы измерения аудитории, такие как распознавание и подсчет количества посетителей и наблюдение за тем, как посетители перемещаются по нашему веб-сайту. Это помогает нам улучшить работу веб-сайта, например, за счет того, что пользователи легко находят то, что ищут.

Функциональные файлы cookie:

Эти файлы cookie используются для распознавания вас, когда вы возвращаетесь на наш веб-сайт. Это позволяет нам персонализировать наш контент для вас, приветствовать вас по имени и запоминать ваши предпочтения (например, ваш выбор языка или региона). Потеря информации в этих файлах cookie может сделать наши службы менее функциональными, но не помешает работе веб-сайта.

Целевые / профилирующие файлы cookie:

Эти файлы cookie записывают ваше посещение нашего веб-сайта и / или использование вами услуг, страницы, которые вы посетили, и ссылки, по которым вы переходили.Мы будем использовать эту информацию, чтобы сделать веб-сайт и отображаемую на нем рекламу более соответствующими вашим интересам. Мы также можем передавать эту информацию третьим лицам с этой целью.

Отклонить файлы cookie

Smart Meter на чипе Freescale

Freescale Semiconductor предлагает производителям интеллектуальных счетчиков взять за образец новый «интеллектуальный счетчик на кристалле» и в течение нескольких месяцев выпускать интеллектуальные счетчики с производственной линии.

Это одно из обещаний новой эталонной схемы измерения Freescale «система на кристалле», анонсированной во вторник, которая объединяет многие функции интеллектуальных счетчиков, которые теперь выполняются дискретными компонентами, а также некоторые функции, которые трудно найти в современных счетчиках.

Согласно Джеффу Боку, менеджеру по глобальному маркетингу подразделения промышленных микроконтроллеров Freescale. Практически все функции интеллектуального счетчика интегрированы, за исключением выбора средств связи — беспроводная сеть, линия электропередач, сотовая связь и т. Д. — новая система является «функционально производимым счетчиком [со] всем программным и аппаратным обеспечением, необходимым для того, чтобы кто-то мог начать сборку. современная система «, — сказал он.

Чипсет будет продаваться по цене от 3,60 до 4,22 доллара за штуку при заказе от 10 000 и более, в основном в зависимости от того, сколько флэш-памяти и SRAM хочет заказчик, и предназначены ли они для однофазных бытовых и небольших коммерческих счетчиков или более тяжелых трехфазных. промышленные счетчики, говорится в сообщении компании.

Интеллектуальные счетчики представляют собой небольшой, но растущий рынок для таких производителей микросхем, как Freescale, Texas Instruments, NEC и Analog Devices, поскольку они стремятся к росту в условиях экономического спада, отрицательно сказывающегося на продажах на их традиционных рынках. Согласно отчету Gartner, в 2012 году интеллектуальные счетчики могут принести полупроводниковым компаниям возможность получить 2 миллиарда долларов.

Но по большей части этот бизнес был связан с продажей дискретных продуктов, которые производители счетчиков интегрируют сами. Какие компании могут быть заказчиками интегрированной системы «счетчик на кристалле»?

Что ж, крупные известные производители счетчиков в Северной Америке и Европе — по большей части это General Electric, Landis + Gyr, Itron, Sensus и Elster — «могут использовать отдельные части или, в некоторых случаях, большие части конструкции. в своих собственных разработках «, — сказал Бок (см. 8.3M Smart Meters and Counting в США).

Но на развивающихся рынках, таких как Индия, Китай и Латинская Америка, «их первое намерение может заключаться в том, чтобы сделать как можно меньше для его изменения», — сказал он. «Они могут даже подумать о том, чтобы взять наш дизайн» и заклеймить его как свой собственный, — сказал он.

Это может быть громким призывом к более фрагментированной индустрии интеллектуальных счетчиков в развивающемся мире.

Бок отмечает, что новый набор микросхем нацелен на производителей счетчиков среднего и высокого класса, с функциями, включая высокоточное измерение электроэнергии и систему, позволяющую поддерживать счетчик в рабочем состоянии во время загрузки нового программного обеспечения.

Но Freescale — ранее Motorola Semiconductor — также включила некоторые ключевые функции, которые, хотя и полезны для всех интеллектуальных счетчиков, звучат так, как будто они предназначены для решения проблем, с которыми в основном сталкиваются развивающиеся рынки.

Например, набор микросхем включает устройство защиты от несанкционированного доступа и часы реального времени для отражения попыток взлома счетчиков для кражи электроэнергии, а также более низкое энергопотребление в целом, чтобы счетчики могли дольше работать от батарей в сети, которая видит много отключений и отключений.Все эти проблемы гораздо чаще встречаются на таких рынках, как Индия и Латинская Америка, чем в Соединенных Штатах и ​​Европе.

Еще одна ключевая проблема, с которой сталкиваются такие развивающиеся рынки, — это стоимость, то есть как можно более низкая стоимость. Например, Freescale нацелена на недорогие решения для нужд умных сетей Китая (см. Снижение стоимости умных сетей в Китае).

«Преобладающая тенденция — это стремление к интеграции … и стремление к увеличению затрат», — сказал Бок. Конечно, Freescale не единственная, кто улавливает эти тенденции.

Teridian Semiconductor Corp., например, производит микросхемы для измерения напряжения, тока, коэффициента мощности и других характеристик электроэнергии, которые сейчас используются в интеллектуальных счетчиках примерно 52 производителей, включая такие крупные, как General Electric, Landis + Gyr и Elster, сказал Джерри Фитч, генеральный директор и президент Teridian.

Teridian также включает в себя функции времени использования, защиты от взлома и отображения, а также программное обеспечение в полные системы, — сказал Джерри Фитч, президент и генеральный директор. Ирвин, Калифорния.По словам Fitch, компания продает свои чипы по ценам от 1,25 до 4 долларов, в зависимости от требуемой функциональности.

В то время как Северная Америка и Европа были и продолжают оставаться крупнейшими рынками для Teridian, Китай и Индия «становятся гораздо более крупными частями нашего бизнеса, чем они были раньше», — сказал он.

В Китае может быть развернуто от 30 до 40 миллионов счетчиков в год в рамках новой государственной инициативы по интеллектуальным сетям, а Индия, вероятно, будет развертывать около 10 миллионов счетчиков в год, около 3 миллионов из которых будут содержать микросхемы Teridian, сказал он.

Но пока что производители счетчиков не стали внедрять системы на кристалле так быстро, как надеялись разработчики микросхем. По крайней мере, таков опыт компании Analog Devices, запустившей в прошлом году именно такую ​​интегрированную систему. Хотя он поставляет дискретные компоненты по крайней мере одному из пяти крупнейших производителей интеллектуальных счетчиков, а также Siemens и нескольким китайским производителям интеллектуальных счетчиков, он не видел большого распространения этих «SOC», сказал Ронн Клигер, линейка продуктов Analog Devices. директор.

«Большая часть мира по-прежнему проектирует с использованием дискретных компонентов», — сказал он.«Причины в том, что это дает им гибкость, неопределенность будущих требований и, откровенно говоря, способность заставить поставщиков конкурировать друг с другом по цене».

Индия была исключением из этого правила, сказал Клигер. В Индии компания Texas Instruments добилась более широкого успеха своей системы на кристалле, которая включает микроконтроллер и аналого-цифровой преобразователь для считывания электроэнергии и преобразования ее в цифровой формат, но не включает программное обеспечение для этого.

Это дешевле, чем включать программное обеспечение, и в Индии «так уж получилось, что у них есть большой опыт в области программного обеспечения», чтобы заполнить пробел самодельным кодом, так сказать.Это помогает снизить затраты на рынке, который Клигер считает «самым чувствительным к затратам» в мире.

Тем не менее, направление полупроводникового бизнеса способствовало интеграции, и интеллектуальные счетчики не являются исключением, сказал он. Все дело во времени.

«Вполне могут быть рыночные ниши, в которых заказчики стандартизировали то, что им нужно, и полностью открыты для решений« система на кристалле », — сказал Клигер. «Это просто не в мейнстриме» сегодня.

Бен Шуман, аналитик из Pacific Crest Securities, согласился с тем, что «отрасль на самом деле недостаточно стандартизирована или основана на одном типе архитектуры, поэтому экономия средств перевесит то, от чего вы откажетесь в плане гибкости. .«

И, конечно же, интеграция — это« хлеб с маслом »производителей счетчиков, от этой роли они, возможно, не захотят отказываться, — добавил он. с какими производителями смарт-счетчиков работает Freescale или какова может быть ее доля на рынке в отрасли, по его словам, компания уже работает со «значительными крупными альфа-заказчиками здесь и во всем мире, многие из которых насчитывают миллионы единиц».

---

Взаимодействуйте с провидцами индустрии интеллектуальных сетей из североамериканских коммунальных предприятий, поставщиков инновационного оборудования и программного обеспечения и ведущих отраслевых консорциумов в The Networked Grid 4 ноября в Сан-Франциско.

::. IJSETR. ::

International Journal of Scientific Engineering and Technology Research (IJSETR) — международный журнал, предназначенный для профессионалов и исследователей во всех областях информатики и электроники. IJSETR публикует исследовательские статьи и обзоры по всей области инженерных наук и технологий, новые методы обучения, оценки, проверки и влияние новых технологий, и он будет продолжать предоставлять информацию о последних тенденциях и разработках в этой постоянно расширяющейся теме.Публикации статей отбираются путем двойного рецензирования, чтобы гарантировать оригинальность, актуальность и удобочитаемость. Статьи, опубликованные в нашем журнале, доступны онлайн.

Журнал объединит ведущих исследователей, инженеров и ученых в интересующей области со всего мира. Темы, представляющие интерес для представления, включают, помимо прочего:

• Электроника и связь
Машиностроение

• Электротехника

• Зеленая энергия и нанотехнологии

• Машиностроение

• Компьютерная инженерия

• Разработка программного обеспечения

• Гражданское строительство

• Строительное проектирование

• Строительное проектирование

• Электромеханическое машиностроение

• Телекоммуникационная техника

• Коммуникационная техника

• Химическая инженерия

• Пищевая промышленность

• Биологическая и биосистемная инженерия

• Сельскохозяйственная инженерия

• Инженерная геология

• Биомеханическая и биомедицинская инженерия

• Инженерные науки об окружающей среде

• Новые технологии и передовая инженерия

• Беспроводная связь и сетевое проектирование

• Тепловедение и инженерия

• Управление бизнесом, экономика и информационные технологии

• Органическая химия

• Науки о жизни, биотехнологии и фармацевтические исследования

• Тепло и Masstranfer and Technology

• Биологические науки

• пищевая микробиология

• Сельскохозяйственные науки и технологии

• Водные ресурсы и экологическая инженерия

• Городские и региональные исследования

• Управление человеческими ресурсами

• Polution Engineering

• Математика

• Наука

• Астрономия

• Биохимия

• Биологические науки

• Химия

• Натуральные продукты

• Физика

• Зоология

• Наука о продуктах питания

• Материаловедение

• Прикладные науки

• Науки о Земле

• Универсальная аптека и LifeScience

• Квантовая химия

• Аптека

• Натуральные продукты и научные исследования

• Челюстно-лицевая и оральная хирургия

• Вопросы маркетинга и торговая политика

• Глобальный обзор деловых и экономических исследований

• управление бизнесом, экономика и информационные технологии

Особенность IJSETR…

• Прямая ссылка на аннотацию

• Открытый доступ для всех исследователей

• Автор может искать статью по названию, заголовку или ключевым словам

• Прямая ссылка на аннотацию к каждой статье

• Статистика по каждой статье как нет. раз его просмотрели и скачали

• Быстрый процесс публикации

• Предложение автору, если статья нуждается в модификации

• Пост-публикация работает как индексация каждой статьи в разные базы данных.

• Журнал издается как в электронной, так и в печатной версии.

• Отправка печатной версии автору в течение недели после онлайн-версии

• Надлежащий процесс экспертной оценки

• Журнал предоставляет электронные сертификаты с цифровой подписью всем авторам после публикации статьи

• Полная статистика по каждому выпуску будет отображаться в ту же дату выпуска выпуска

.

Выбор микроконтроллера для интеллектуальных счетчиков энергии

Интеллектуальные счетчики электроэнергии быстро развиваются с использованием различных архитектур, используемых на рынках по всему миру (а также различных нормативных требований).Поскольку они находятся в процессе развертывания сотнями миллионов потребителей коммунальных услуг, существует большой интерес и большая награда за успешные разработки интеллектуальных счетчиков.

В своей основной форме счетчики коммунальных услуг обеспечивают измерение энергии и мощности, передачу данных, обслуживание часов в реальном времени и отображение данных на передней панели счетчика. Ключевые требования к конструкции интеллектуальных счетчиков включают следующее: (1) они должны работать с низким энергопотреблением, чтобы они могли работать в течение продолжительных периодов времени от батареи, и (2) они должны включать функции безопасности, которые могут защитить содержимое сообщений и безопасность сохраненные данные.

Базовые счетчики также обеспечивают одностороннюю связь, позволяя поставщикам электроэнергии автоматически и удаленно считывать показания счетчика с использованием различных коммуникационных решений, включая радиочастотную беспроводную связь, передачу данных по линиям электропередач и передачу данных по общей системе пакетной радиосвязи (GPRS).

Интеллектуальные счетчики с архитектурой Advanced Metering Infrastructure (AMI) обеспечивают двустороннюю связь и предлагают такие преимущества, как повышенная надежность и точность, возможность мониторинга отключений и удаленное отключение, а также возможность добавления переменных тарифов, стимулирующих потребителей перекладывать пиковые нагрузки.Интеллектуальные счетчики также могут напрямую связываться с другими счетчиками и внутренними дисплеями, что позволяет коммунальным предприятиям и их клиентам лучше управлять потреблением энергии.

По мере того, как реализации и архитектуры становятся все более сложными, счетчикам электроэнергии требуется больше вычислительной мощности и больше флэш-памяти для программных стеков, протоколов связи и обновлений микропрограмм. Счетчик также имеет интерфейс связи. В США многие компании выбрали беспроводное радио ZigBee в качестве канала связи с коммунальным предприятием, а в Европе ряд коммунальных предприятий согласились использовать узлы связи по линиям электропередач.

Требования к микроконтроллеру

Низкое энергопотребление является основным требованием интеллектуального счетчика энергии и, в свою очередь, микроконтроллера, который позволяет определять / измерять потребление энергии. Низкое энергопотребление также выгодно, потому что, хотя электросчетчики питаются от сети, они должны иметь возможность использовать энергию батареи в случае потери питания, чтобы часы реального времени (RTC) продолжали работать.

MCU для приложения интеллектуальных счетчиков должны иметь аналого-цифровые преобразователи высокого разрешения для измерения тока и напряжения; обычно 16- или 24-битная скорость аналого-цифрового преобразования не является проблемой, поэтому можно использовать сигма-дельта-преобразователи.Двойные аналогово-цифровые преобразователи обычно необходимы для одновременных измерений, а третий аналогово-цифровой преобразователь может потребоваться для измерения температуры и обнаружения вторжения — это необходимо для предотвращения взлома измерителя. Передача данных, скорее всего, должна быть зашифрована с использованием AES, DES, RSA, ECC или SHA-256. ИС с высоким уровнем подавления электромагнитной совместимости снижает потребность во внешних компонентах. И для регистрации данных и для хранения данных калибровки может потребоваться EEPROM.

Метрология может быть одно-, двух- или трехфазным измерением энергии.Однофазный счетчик широко используется в большинстве жилых помещений. Обычно он имеет одно напряжение и один ток, которые необходимо измерить, и поддерживает низкую и среднюю нагрузку. Двухфазный счетчик, который не так распространен во всем мире и используется в основном в Японии, измеряет два напряжения и два тока. Каждая фаза отклонена на 180 °, и это обычно для средних и больших нагрузок. Наконец, трехфазные измерения обычно используются для больших офисных помещений и промышленных приложений. Есть три разных фазы, которые на 120º не совпадают по фазе друг с другом.Необходимо измерить три напряжения и три тока, поэтому для получения мгновенного снимка энергопотребления и коэффициента мощности необходимо как минимум шесть АЦП. Включение каскада с программируемым усилением для каждого аналого-цифрового преобразователя в MCU-кандидат является большим подспорьем для интерфейса датчика.

При измерении энергии MCU может решать многие задачи. На рис. 1 представлена ​​функциональная блок-схема, на которой в центре показан процессор, а также различные периферийные устройства, с которыми может потребоваться процессор в хорошей конструкции интеллектуального счетчика.

Рисунок 1: Типовая блок-схема интеллектуального счетчика.

Итак, теперь, когда мы определили требования к MCU для обслуживания интеллектуальных счетчиков энергии, где мы можем найти такое? Вот несколько возможностей.

32-разрядная ИС для измерения энергии

NXP EM773FHN33 — это недорогая 32-разрядная ИС для измерения энергии на базе ARM Cortex-M0. Он работает на частоте 48 МГц и имеет контроллер вложенных векторных прерываний, отладку последовательного интерфейса, 32 Кбайт флеш-памяти и 8 Кбайт SRAM.Кроме того, в дополнение к периферийным устройствам MCU включает интерфейс шины I²C, RS-485 / EIA-485 UART, один интерфейс SPI с функциями SSP, три счетчика / таймера общего назначения, до 25 контактов ввода / вывода общего назначения. и «метрологический механизм», предназначенный для сбора входных сигналов напряжения и тока для расчета активной мощности, реактивной мощности, полной мощности и коэффициента мощности нагрузки.

Есть два входа по току и вход по напряжению, и деталь имеет заявленную точность измерения 1%. Он поставляется в формате 7 x 7 x 0.85-миллиметровый тонкий пластиковый корпус HVQFN с термическим усилением, плоский с четырьмя элементами и 33 выводами. ИС измерения энергии имеет точность 1 процент для масштабируемых источников входного сигнала до 230 В / 50 Гц / 16 A и 110 В / 60 Гц / 20.

16-битный микроконтроллер с АЦП высокого разрешения

16-битный микроконтроллер Texas Instruments MSP430AFE253IPW с низким энергопотреблением предназначен для использования в измерительных приложениях с однофазным метрологическим аналоговым интерфейсом, который поддерживает точность 0,1% при динамическом соотношении 2400: 1 диапазон. MSP430AFE253IPW имеет три 24-битных сигма-дельта аналого-цифровых преобразователя и до 16 Кбайт флэш-памяти, 512 байт ОЗУ и средства измерения температуры.

Этот MCU также имеет один, более быстрый, 10-битный аналого-цифровой преобразователь. Спецификация точности, приведенная для 24-битного аналого-цифрового преобразователя, представляет собой ошибку смещения ± 0,2 процента от максимального значения полной шкалы, что составляет примерно 19-битный преобразователь. Ток питания в активном режиме составляет всего 220 мкА на частоте 1 МГц, 2,2 В, а в режиме ожидания — 0,5 мкА. Он работает при температуре от -40 ° до 85 ° C. Один из A / D может использоваться для защиты от несанкционированного доступа.

Существует девять версий семейства устройств MSP430AFE2xx (рис. 2), и все они имеют интерфейсы SPI и UART, ЖК-контроллер, 16-битные таймеры / ШИМ, сторожевой таймер и аппаратный умножитель.Эти чипы не имеют часов реального времени или шифрования данных.

Рисунок 2: Семейство MSP430AFE2xx от TI предлагает интерфейсы SPI и UART, а также ЖК-контроллер.

8- или 32-битные варианты

8-битный микроконтроллер Freescale MC9S08GW (рис. 3) оснащен двумя 16-битными аналого-цифровыми преобразователями со специальными дифференциальными усилителями и поддерживает до 16 каналов. Устройство имеет 64 Кбайт флеш-памяти, RTC с защитой от несанкционированного доступа, ЖК-контроллер до 288 сегментов и проверку данных CRC.Он работает на частоте до 20 МГц при напряжении от 3,6 до 2,15 В и до 10 МГц при напряжении 1,8 В. Чип поставляется в корпусе LQFP размером 10 x 10 мм или 14 x 14 мм.

Еще одна возможность от Freescale — это 32-разрядные микроконтроллеры на базе K30 Cortex-M4 с маломощным сегментным ЖК-контроллером, который управляет до 320 сегментами (рисунок 3). PK30X256VLQ100 имеет один 6-битный аналого-цифровой преобразователь, 256 Кбайт флэш-памяти, RTC, контроллер прерываний и проверку данных CRC.

Рисунок 3: Блок-схема Freescale K30.

MCU с ЖК-драйвером и режимами пониженного энергопотребления

Microchip PIC18F87K90 — хороший выбор для измерения, хотя его 24-канальное аналого-цифровое преобразование ограничено 12-битным разрешением. Он имеет часы реального времени, 128 Кбайт флэш-памяти и 1 Кбайт EEPROM, а также ЖК-накопитель на 192 пикселя и четыре внешних прерывания. В режиме пониженного энергопотребления ток питания ИС составляет максимум 600 нА при 60 ° C. RTC потребляет максимум 4,6 мкА при 3,3 В и 60 ° C. Погрешность интегральной линейности аналого-цифрового преобразователя обычно составляет ± 1 младший бит, но составляет ± 6.0 LSB максимум — большой разброс. Погрешность дифференциальной линейности составляет типичное значение ± 1 и максимальное значение + 3,0 / –1,0. Это выше промышленного диапазона температур. Шифрование или защита от несанкционированного доступа не предусмотрены.

Подход SoC

Несколько иной подход используется Analog Devices, чей ADE7880 на самом деле не микроконтроллер, а скорее SOC с «вычислительными блоками», настроенными для приложения электронного счетчика. Он предназначен для измерения трехфазной энергии и оснащен механизмом адаптивного мониторинга гармоник в реальном времени.

Устройство ADE7880 включает в себя сигма-дельта (Σ-Δ) аналого-цифровые преобразователи (АЦП) второго порядка, цифровой интегратор, опорную схему и всю обработку сигналов, необходимую для выполнения всего (основная и гармоническая) Измерения активной и полной энергии, вычисления среднеквадратичных значений, а также измерения активной и реактивной энергии только основной гармоники. ИС может контролировать три выбираемые пользователем гармоники в дополнение к основной гармонике. Он автоматически отслеживает основную частоту и обеспечивает обновления измерений гармоник в реальном времени.Гармонический анализ включает в себя расчет среднеквадратического значения тока, напряжения, активной, реактивной и полной мощности, коэффициента мощности, гармонических искажений и общих гармонических искажений и шума (THD + N).

ADE7880 включает в себя семь Σ-Δ аналого-цифровых преобразователей второго порядка, цифровой интегратор, опорную схему и всю необходимую мощность для обработки сигналов. Он поддерживает стандарты IEC 62053-21, IEC 62053-22, IEC 62053-23, EN 50470-1, EN 50470-3, ANSI C12.20 и IEC 61000-4-7 и требует около 25 мА для работы.

Сводка

Шесть примеров микроконтроллеров для приложений интеллектуальных счетчиков, обсуждаемых здесь, очень эффективны и образуют фокус системы интеллектуальных счетчиков. Хотя некоторые микроконтроллеры доступны со встроенными AFE, в других случаях требования к захвату и преобразованию сигналов могут привести к использованию отдельной микросхемы аналогового интерфейса. В счетчике электроэнергии AFE измеряет ток и напряжение, преобразует полученные значения в цифровую форму, а затем отправляет цифровые значения в микроконтроллер.Во всех случаях для полноценной работы интеллектуального счетчика потребуются другие компоненты. Периферийные устройства, необходимые для интеллектуальных счетчиков, — это такие устройства, как микросхемы EEPROM и оптопара, обеспечивающая изоляцию линий. И, конечно же, программное обеспечение необходимо для выполнения различных функций обработки данных, включая расчеты энергопотребления и обработку затрат на электроэнергию заказчика.

Тем не менее, все упомянутые микроконтроллеры доступны сейчас, а с одной или двумя внешними ИС можно реализовать полную функцию интеллектуального счетчика — и при очень низком энергопотреблении.Для получения дополнительной информации используйте ссылки для доступа к страницам продуктов на веб-сайте Digi-Key.

Отказ от ответственности: мнения, убеждения и точки зрения, выраженные различными авторами и / или участниками форума на этом веб-сайте, не обязательно отражают мнения, убеждения и точки зрения Digi-Key Electronics или официальную политику Digi-Key Electronics.

Фермеры угрожают герао сотрудников PSPCL за установку умных счетчиков | Ludhiana News

PATIALA: Фермеры объявили сотрудникам gherao Punjab State Power Corporation Limited (PSPCL), если они приедут установить умные счетчики в своих деревнях.В некоторых деревнях союзы фермеров также сделали аналогичное заявление. У
PSPCL около 95 тыс. Потребителей электроэнергии, и в качестве пилотного проекта планировалось установить 96 000 счетчиков в городских и сельских районах штата. Чиновники заявили, что монтажные работы начались несколько дней назад. Учитывая приватизацию электроэнергетики, профсоюзы фермеров в Пенджабе утверждают, что за установкой цифровых интеллектуальных счетчиков стоит глубоко укоренившийся заговор.
Видео с призывом к фермерам протестовать против установки счетчиков разошлось по группам в социальных сетях с сообщением: «Правящее правительство капитана в Пенджабе ввело новое правило, согласно которому цифровой счетчик будет установлен с чипом, прикрепленным для предоплаченная электроэнергия.Электричество в нашем доме будет похоже на мобильную подзарядку, и когда деньги со счета закончатся, подача электричества будет отключена до того момента, когда мы перезарядим наш чип ».
Профсоюзы фермеров также обратились к фермерам с призывом не разрешать установку этих интеллектуальных счетчиков и протестовать или протестовать против сотрудников PSPCL, прибывающих в их деревни, чтобы установить их. «В противном случае сбудется мечта правительства о приватизации электроэнергии и передаче ее нескольким корпорациям. Наша молодежь уже протестует у границ Дели.С потребителя взимается плата в размере 7000 рупий за этот счетчик. Так что проинформируйте лидеров фермерских профсоюзов о сотрудниках, которые приезжают в деревню для установки этих счетчиков », — говорится в видео.
Генеральный секретарь BKU (Экта Уграха) С.С. Кокари Калан сказал: «Установка этих интеллектуальных счетчиков является важным шагом на пути к приватизации электроэнергии. Сотрудники, прибывающие в деревни для установки этих счетчиков, получат гераоэд ». Директор по генерации
PSPCL Парамджит Сингх сказал: «Установка интеллектуальных счетчиков началась в соответствии с инструкциями, и до сих пор не запущена система предоплаты.«
сотрудника PSPCL заявили, что это не имеет никакого отношения к приватизации или новому счету за электроэнергию. «Имея встроенный модем, эти интеллектуальные счетчики можно считывать, не посещая место, и можно сэкономить время и энергию. Эти счетчики также имеют опцию предоплаты. Потребителю не нужно будет вносить «авансовый гарантийный депозит» при подключении к новому подключению, если он / она переходит на систему предоплаты электроэнергии. Каждый год у PSPCL появляется более 30 000 новых потребителей », — сказал старший сотрудник PSPCL.

Обзор и дизайн современных счетчиков электроэнергии / Sudo Null IT News

В последнее время электронные счетчики пришли на смену электронным индукционным счетчикам. В этих счетчиках счетный механизм вращается не с помощью катушек напряжения и тока, а с помощью специализированной электроники. Кроме того, средствами подсчета и отображения показаний могут быть микроконтроллер и цифровой дисплей соответственно. Все это позволило уменьшить габаритные размеры устройств, а также снизить их стоимость.

В состав практически любого электронного счетчика входят одна или несколько специализированных вычислительных микросхем, выполняющих основные функции преобразования и измерения. На вход такой микросхемы в аналоговом виде поступает информация о напряжении и силе тока от соответствующих датчиков. Внутри чипа эта информация оцифровывается и определенным образом преобразуется. В результате на выходе микросхемы формируются импульсные сигналы, частота которых пропорциональна текущей потребляемой мощности нагрузки, подключенной к счетчику.Импульсы поступают в счетный механизм, который представляет собой электромагнит, согласованный с шестернями на колесах с цифрами. В случае более дорогих счетчиков с цифровым дисплеем используется дополнительный микроконтроллер.

Рассмотрим несколько попавшихся мне похожих моделей микросхем и счетчиков.

На рисунке ниже в разобранном виде показан один из самых дешевых и популярных однофазных счетчиков NEVA 103. Как видно из рисунка, устройство довольно простое. Основная плата состоит из специализированной микросхемы, ее обвеса и блока стабилизатора мощности на основе балластного конденсатора.На дополнительной плате есть светодиод, показывающий потребляемую нагрузку. В данном случае — 3200 импульсов на 1 кВт * ч. Также можно снимать импульсы с зеленой клеммной колодки, расположенной в верхней части счетчика. Счетный механизм состоит из семи колес с цифрами, коробки передач и электромагнита. Он отображает рассчитанную электроэнергию с точностью до десятых долей кВтч. Как видно из рисунка, редуктор имеет передаточное число 200: 1. По моим замечаниям это означает «200 импульсов на 1 кВтч».То есть 200 импульсов, поданных на электромагнит, будут способствовать прокрутке последнего красного колеса на 1 полный оборот. Это соотношение кратно соотношению для светодиодного индикатора, что не случайно. Коробка передач с электромагнитом помещена в металлический ящик под двумя экранами для защиты от помех внешним магнитным полем.

В этой модели счетчика используется микросхема ADE7754. Рассмотрим его структуру.

На контакты 5 и 6 поступает аналоговый сигнал от токового шунта, который расположен на первом и втором выводах измерителя (на фото в этом месте есть повреждения).На контакты 8 и 7 поступает аналоговый сигнал, пропорциональный линейному напряжению. Через контакты 16 и 15 можно установить коэффициент усиления внутреннего операционного усилителя, который отвечает за ток. С помощью узлов АЦП оба сигнала преобразуются в цифровую форму и, пройдя определенную коррекцию и фильтрацию, поступают на умножитель. Умножитель умножает эти два сигнала, в результате по законам физики на его выходе получается информация о текущей потребляемой мощности.Этот сигнал отправляется в специализированный преобразователь, который генерирует готовые импульсы на счетное устройство (контакты 23 и 24), а также на контрольный светодиод и счетный выход (контакт 22). Через пины 12,

Стандартная принципиальная схема практически представляет собой схему рассматриваемого счетчика.

Общий минусовой провод подключен к нулю 220В. Фаза поступает на вывод 8 через делитель на резисторах, служащий для снижения уровня измеряемого напряжения.Сигнал с шунта через резисторы поступает на соответствующие входы микросхемы. В этой тестовой схеме выводы конфигурации 12-14 подключены к логической единице. В зависимости от модели счетчика они могут иметь разную конфигурацию. В данном обзоре эта информация не так важна. Светодиодный индикатор подключается к соответствующему контакту последовательно с оптической изоляцией, с другой стороны которой подключается клеммная колодка для удаления информации счета (K7 и K8).

Из того же семейства микросхем есть аналогичные аналоги для трехфазных измерений.Скорее всего, они встроены в дешевые трехфазные счетчики. В качестве примера на рисунке ниже показана структура одной из этих микросхем, а именно ADE7752.

Вместо двух узлов АЦП их 6: по 2 на каждую фазу. Отрицательные входы OU напряжения объединяются и отображаются на выводе 13 (ноль). Каждая из трех фаз подключена к собственному положительному входу операционного усилителя (контакты 14, 15, 16). Сигналы от токовых шунтов для каждой фазы подключаются по аналогии с предыдущим примером.Для каждой из трех фаз сигнал, характеризующий текущую мощность, извлекается с помощью трех умножителей. Эти сигналы, помимо фильтров, проходят через дополнительные узлы, которые активируются через вывод 17 и служат для обеспечения работы математического модуля. Затем эти три сигнала суммируются, получая таким образом общую потребляемую мощность по всем фазам. В зависимости от двоичной конфигурации контакта 17 сумматор суммирует либо абсолютные значения трех сигналов, либо их модулей.Это необходимо для тех или иных тонкостей измерения электричества, детали которых здесь не рассматриваются. Этот сигнал поступает на преобразователь аналогично предыдущему примеру с однофазным счетчиком. Его интерфейс также практически идентичен.

Стоит отметить, что указанные выше микросхемы используются для измерения активной энергии. Более дорогие счетчики могут измерять как активную, так и реактивную энергию. Рассмотрим, например, микросхему ADE7754. Как видно из рисунка ниже, его структура намного сложнее, чем структура микросхем из предыдущих примеров.

Микросхема измеряет активную и реактивную трехфазную электрическую мощность, имеет интерфейс SPI для подключения микроконтроллера и выход CF (вывод 1) для внешней регистрации активной электроэнергии. Вся остальная информация с чипа считывается микроконтроллером через интерфейс. Через него осуществляется настройка микросхемы, в частности установка многочисленных констант, отраженных на структурной схеме. В результате данная микросхема, в отличие от двух предыдущих примеров, не является автономной, и для построения счетчика на основе этой микросхемы требуется микроконтроллер.На структурной схеме можно визуально наблюдать узлы, отвечающие за измерение активной и реактивной энергии. Здесь все намного сложнее, чем в двух предыдущих примерах.

В качестве примера рассмотрим еще один интересный прибор — трехфазный счетчик «Энергомера ЦЭ6803В Р32». Как видно из фото ниже, этот счетчик еще не эксплуатировался. Достался он мне в незапечатанном виде с незначительными механическими повреждениями снаружи. При этом он был полностью в рабочем состоянии.

Как видно на основной плате, устройство состоит из трех идентичных узлов (справа), цепей питания и микроконтроллера. Внизу основной платы находятся три идентичных модуля на отдельных платах, по одному для каждого узла. Эти модули представляют собой микросхемы AD71056 с минимально необходимым весом. Данная микросхема представляет собой однофазный счетчик электроэнергии.

Модули припаяны вертикально к основной плате. Скрученные провода подключают к этим модулям токовые шунты.

За пару часов мне удалось нарисовать электрическую схему устройства. Рассмотрим это подробнее.

В правой части схемы показана схема однофазного модуля, о которой говорилось выше. Микросхема D1 этого модуля AD71056 аналогична микросхеме ADE7755, которая рассматривалась ранее. На четвертый контакт модуля подается напряжение 5В, на третий — сигнал напряжения. Со второго контакта информация в виде импульсов о потребляемой мощности снимается через вывод CF микросхемы D1.Сигнал от токовых шунтов поступает через контакты Х1 и Х2. Конфигурационные входы микросхемы SCF, в данном случае S1 и S0, расположены на контактах 8-10 и сконфигурированы как «0,1,1».

Каждый из трех таких модулей обслуживает соответственно каждую фазу. Сигнал для измерения напряжения подается на модуль через цепочку из четырех резисторов и снимается с нулевой клеммы («N»). Следует отметить, что общим проводом для каждого модуля является соответствующая ему фаза. Но общий провод всей схемы подключен к нулевой клемме.Это сложное решение для обеспечения питания каждого узла схемы описано ниже.

Каждая из трех фаз идет на стабилитроны VD4, VD5 и VD6 соответственно, затем на RC-цепи балласта R1C1, R2C2 и R3C3, затем на стабилитроны VD1, VD2 и VD3, которые соединены своими нулевыми анодами. . С первых трех стабилитронов снимается напряжение питания для каждого модуля U3, U2 и U1, соответственно, выпрямленное диодами VD10, VD11 и VD12. Микросхемы-регуляторы D1-D3 используются для получения напряжения питания 5В.С стабилитронов VD1-VD3 снимается напряжение питания общей цепи, распрямляется диодами VD7-VD9, собирается в одной точке и подается на регулятор D4, откуда снимается 5В.

Общая схема микроконтроллера (МК) D5 PIC16F720. Очевидно, он служит для сбора и обработки информации о текущей потребляемой мощности, получаемой от каждого модуля в виде импульсов. Эти сигналы поступают от модулей U3, U2 и U1 на выводы MK RA2, RA4 и RA5 через оптические изоляторы V1, V2 и V3 соответственно.В результате на выводах RC1 и RC2 МК генерирует импульсы для механического счетного устройства M1. Он похож на устройство, о котором говорилось ранее, и также имеет соотношение 200: 1. Сопротивление катушки высокое и составляет около 500 Ом, что позволяет подключать ее напрямую к МК без дополнительных транзисторных цепей. На контакте RC0 МК генерирует импульсы для светодиодного индикатора HL2 и для внешнего импульсного выхода на разъеме XT1. Последнее реализовано через оптическую развязку V4 и транзистор VT1.В этой модели счетчика коэффициент составляет 400 импульсов на 1 кВтч. На практике при тестировании этого счетчика (после мелкого ремонта) было замечено, что электромагнитная катушка счетного механизма срабатывает синхронно со вспышкой светодиода HL2, но один раз (в два раза меньше). Это подтверждает соответствие соотношения 400: 1 для индикатора и 200: 1 для счетного механизма, о чем говорилось ранее.

Слева есть место для 10-контактного разъема XS1, который служит для прошивки, а также для UART интерфейса МК.

Таким образом, трехфазный счетчик «Энергомера ЦЭ6803В Р32» состоит из трех однофазных измерительных микросхем и микроконтроллера, обрабатывающего информацию с них.

Чип на счетчик электроэнергии: Российские умные счетчики электроэнергии защитят отечественные чипы