8千瓦4通道AC开关,带电量计量功能。 第一部分

为了使一栋大房子自动化,出现了打开/关闭强大负载的任务-泳池泵,锅炉甚至整个房间(当没有人居住时),我也想知道它们消耗的能量。 但是,没有具有必要特性(甚至接近它们)的现成设备。 我必须自己发明它。 第一个版本原来不是很实用,但是显示了一些工作,您就可以完成设备的制作。



坦白说,我几乎没有创建强大的交流设备的经验。 因此,在开发该设备时,我试图最大限度地发挥其安全性-避雷器,设计用于焊接强力铜轮胎的宽路,屏蔽板的中间层。 在第一个版本中,存在一些过剩和错误(例如,在电源模块上的数据表中,电压输出1和Vout1-原来是不相同的,所以我不得不剪切轨道,并且我分开了microUSB连接器只是错了,所以它上的端口没有作品)。

为了进行切换,选择了80安培的双稳态继电器EW80。 我必须说,选择不是很成功-情况是漏水的,并且在高湿度的本地条件下可能不合适。 不幸的是,从可用的供应商那里选择功能强大的双稳态继电器并不是太大,因此您将不得不分别密封每个继电器或密封整个外壳。 作为控制键,我采用了手边可用的ADP3624 MOSFET驱动器(每对继电器一个),该驱动器可使两个极性的绕组通电,并在跳闸后使它们断电。 ACS759-100霍尔传感器测量功耗以及通过低功率变压器的线路电压。 作为ADC和控制微控制器的是STM32F373CBT6。

为了简化成品设备的连接,将输入电压提供给一个连接器,并且将焊接在电路板上的7x3mm铜总线延伸到所有开关通道。 在到负载的导线可能很长的情况下(几十米),决定同时切换零位和相位,以避免干扰,失真和安全性问题。 由于该板没有外部保护设备(“插头”,RCD)的设计,因此其上没有安全元件,只有避雷器可防止高压脉冲。 每个通道都有一个指示灯LED,还有一个信号电路(“高音扬声器”和一个用于10安培外部负载的继电器),但尚未实现它们在软件中的使用。

该设备通过具有电气隔离的串行端口(理论上可以使用USB端口)进行控制,其协议类似于调光器中使用的协议。 稍后,我将其替换为MQTT-over-serial。



我必须马上说一下,该电路证明不是很成功,并且在下一版本中会有所变化-用于为电流传感器供电的3.3伏电压稳定性和控制器都不会受到批评,这会导致数十瓦的功率测量错误(即使没有负载)我很可能会分别为每个传感器提供稳定的3.3v参考电压源。 在控制器中使用16位ADC也许也值得,但不幸的是,它的速度不是太高-现在每秒测量的电流和电压约为5000次,理论上可以用16位完成,但是我还没有设法实现稳定他通过DMA与许多渠道合作。

控制器固件每十秒钟显示一次有关每个通道的负载消耗和电源电压的数据,接收命令以打开和关闭通道。 该软件非常粗糙,还必须重做才能添加各种控制功能(例如,网络中的过压,过载,电路板过热等)。

github上的代码

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN402375/


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