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手工打造智能功率表、限电器(一)
发表日期:2010-11-12 11:51:02 来源:《无线电》杂志 作者:吴汉清 【 】 浏览:12243次 评论:0

 

 

    上次我们介绍了把电能表改成用数码管显示用电量,在此基础上对电路和程序略作修改,就可使它具有功率表和限电器的功能。

 

功率表


    通过上一篇文章的介绍我们知道:电能表电路芯片AD7755的CF端输出的脉冲信号周期跟用电功率有关,用电功率越大,周期越小,因此通过测量此输出脉冲的周期即可知道所接负载的功率,根据这一原理我们可以给电能表增加功率测量的功能。

 

硬件电路


    电路见图1。因为数码管既要显示电量又要用它显示功率,所以在前面的电路上增加R12和发光二极管VD4,用作显示功率时的指示,当VD4点亮时数码管显示的是功率,反之显示的是电量。

 

              

                                           图1  功率表电路原理图

 

程序设计


    程序只在第一篇文章程序的基础上作了两处修改:一是增加了功率的计算,二是增加了功率显示。
    在INT0外部中断处理子程序中增加一条语句“P=5625000/time;”用来作功率计算,其中变量P是功率,单位是0.1W(数码管只显示P的整数部分)。变量time是AD7755CF端输出的脉冲信号周期,单位是毫秒(ms)。下面说一下这个公式的推导过程,以便读者换用其他规格的电能表时自己修改程序。

 

    笔者使用的电能表的电能表常数为6400imp/kWh,用电功率为1W时CF每小时输出的脉冲数为6.4个,其周期为3600/6.4=562.5(s)=562500(ms),因为负载功率跟CF输出的脉冲信号周期成反比,所以当脉冲周期为time时测量功率为562500/time(W),因为P的单位为0.1W,所以P=(562500/time)×10=5625000/time。如果使用的电能表的电能表常数为3200imp/kWh,不难算出P=11250000/time。

 

跟显示有关的定时器T0中断服务子程序改动如下:
voidtimer0_ovf_isr(void)
{
TCNT0=0x83;
n++;
time++;
if(time>562500)//长时间空载时P清0
{
P=0;
time--;
}
if(n<2000)//前两秒显示电量
{
 y=total;
 LED_OFF;//发光二极管VD4熄灭
}
else//后两秒显示功率
{
 y=P;
 LED_ON;//发光二极管VD4点亮

if(n==4000)n=0;
DS_show();//调用显示函数
}
其中变量n作时间计数器,每中断一次加1ms,每计满2000个数电量和功率显示交替一次,如果只想显示功率,读者可以自己修改程序。

voidtimer0_ovf_isr(void)
{
……
if(n==4000)
{
n=0;
m++;
if(m==1)
{
 if(P>8000)OUT_OFF;//负载功率大于800W,断电
else
 {
 OUT_ON;//负载功率小于800W,正常供电
 m--;
 }
}
if(m==75)m=0;//断电5分钟后恢复检测
}
……
}

 

 

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