Счетчик электрической энергии

Полезная модель относится к электротехнике и предназначена для измерения активной энергии в электрических сетях для ее учета на промышленных предприятиях, объектах энергетики и быту.

Счетчик электрической энергии, содержит модуль преобразования, жидкокристаллический индикатор, микроконтроллер, последовательный интерфейс, источник питания, энергонезависимую память, кнопку изменения режима индикации. Кнопка изменения режима индикации выполнена оптической, состоящей из излучателя и приемника, подключенных к портам ввода/вывода микроконтроллера. Для подтверждения срабатывания кнопки счетчик снабжен устройством звуковой сигнализации.

Технический результат, проявляющийся при использовании предлагаемой полезной модели, - упрощение конструкции корпуса счетчика, повышение срока его службы, повышение защищенности счетчика от воздействия окружающей среды.

Полезная модель относится к электротехнике и предназначена для измерения активной энергии в электрических сетях для ее учета на промышленных предприятиях, объектах энергетики и быту.

Известен счетчик электрической энергии (www.energomera.ru/products/meters/ce6827m), содержащий модуль преобразования, жидкокристаллический индикатор, микроконтроллер, последовательный интерфейс, источник питания, энергонезависимую память. Счетчик снабжен двумя механическими кнопками управления, расположенными на корпусе.

Причины, препятствующие получению технического результата, который обеспечивается полезной моделью, по аналогу следующие. Счетчик снабжен механическими кнопками управления, расположенными на корпусе счетчика. Такие кнопки имеют низкую механическую прочность и малый срок службы при частом использовании, что понижает срок службы счетчика. Для установки таких кнопок на счетчике необходима специальная конструкция корпуса счетчика, в корпусе должны быть выполнены отверстия для толкателей кнопок, что делает корпус менее защищенным.

За прототип принят счетчик электрической энергии Меркурий 201 (www.incotex.com.ru), содержащий модуль преобразования, жидкокристаллический индикатор, источник питания, энергонезависимую память, микроконтроллер, последовательный интерфейс. Счетчик снабжен механической кнопкой изменения режима индикации.

Признаки прототипа, совпадающие с существенными признаками заявляемой полезной модели, следующие.

Счетчик электрической энергии, содержит модуль преобразования, жидкокристаллический индикатор, микроконтроллер, последовательный интерфейс, источник питания, энергонезависимую память, кнопку изменения режима индикации.

Причины, препятствующие получению технического результата, который обеспечивается полезной моделью, по прототипу следующие.

Счетчик снабжен механической кнопкой изменения режима индикации, расположенной на корпусе счетчика. Такая кнопка имеет низкую механическую прочность и малый срок службы при частом использовании, что понижает срок службы счетчика. Для установки такой кнопки на счетчике необходима специальная конструкция корпуса счетчика, в корпусе должно быть выполнено отверстие для толкателя кнопки, что делает корпус менее защищенным.

Технический результат, проявляющийся при использовании предлагаемой полезной модели, - упрощение конструкции корпуса счетчика, повышение срока его службы, повышение защищенности счетчика от воздействия окружающей среды.

Существенные признаки заявляемой полезной модели следующие. Счетчик электрической энергии содержит модуль преобразования, жидкокристаллический индикатор, микроконтроллер, последовательный интерфейс, источник питания, энергонезависимую память, кнопку изменения режима индикации.

В отличие от прототипа в счетчике электрической энергии кнопка изменения режима индикации выполнена оптической, состоящей из излучателя и приемника, подключенных к портам ввода/вывода микроконтроллера, счетчик снабжен устройством звуковой сигнализации.

Снабжение счетчика оптической кнопкой управления, подключенной к портам ввода/вывода микроконтроллера и расположенной внутри корпуса устройства, позволило упростить конструкцию корпуса счетчика, повысить срок его службы и защищенность счетчика от воздействия окружающей среды. Устройство звуковой сигнализации предназначено для подтверждения срабатывания кнопки.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на рис.1 изображена блок-схема заявляемого счетчика электрической энергии, а на рис.2 - принцип работы оптической кнопки.

Счетчик электрической энергии содержит модуль преобразования 1, микроконтроллер 2, жидкокристаллический индикатор 3, оптическую кнопку 4, последовательный интерфейс 5, энергонезависимую память 6, источник питания 7, устройство звуковой сигнализации 8.

Счетчик работает следующим образом. Модуль преобразования 1 измеряет мощность электроэнергии, протекающей через счетчик и преобразует измеренное значение в числоимпульсный сигнал. Числоимпульсный сигнал поступает на счетный вход микроконтроллера 2, который интегрирует полученный сигнал во времени и сохраняет накопленное значение в энергонезависимой памяти 6 и формирует необходимые сигналы для вывода информации на жидкокристаллический индикатор 3. При поступлении запроса, адресованного счетчику через последовательный интерфейс 5 микроконтроллер 2 считывает необходимые данные из энергонезависимой памяти 5 и передает их через последовательный интерфейс 5 устройству, сформировавшему запрос. Источник питания 7 служит для преобразования напряжения сети в напряжение пригодное для питания модуля преобразования 1, микроконтроллера 2, последовательного интерфейса 5, энергонезависимой памяти 6, жидкокристаллического индикатора 3, оптической кнопки 4, и устройства звуковой сигнализации 8. При срабатывании оптической кнопки 4 микроконтроллер 2 выдает короткий сигнал на устройство звуковой сигнализации 8, считывает необходимые данные из энергонезависимой памяти 6 и изменяет информацию на жидкокристаллическом индикаторе 3. При следующем срабатывании оптической кнопки 4 снова будет выдан короткий звуковой сигнал и выведена другая информация на жидкокристаллический индикатор 3.

В состав оптической кнопки (рис.2) входит излучатель 1 и приемник 2, расположенные в прозрачном корпусе или за прозрачным окном 3 (см. рис.2а). Срабатывание кнопки определяется при регистрации приемником сигнала от излучателя, отраженного пальцем 5 (рисунок 2г). Приемник подключается к порту ввода микроконтроллера, излучатель включается портом вывода.

При применении оптической кнопки возникает проблема "засветки" приемника солнечным светом и излучением ламп накаливания (источник засветки 4 - рисунок 2б), спектр которых содержит ИК излучение. При наличии этой проблемы приемник выдает сигнал о срабатывании. Для устранения этой проблемы нами был разработан специальный алгоритм, позволяющий избавиться от воздействия засветки.

Алгоритм работы микроконтроллера с оптической кнопкой:

0) в начальном состоянии излучатель погашен (рис.2а).

1) проверяется сигнал с приемника кнопки. Если сигнал есть, то выдерживаем паузу и возвращаемся к п.1. Сигнал возможен только в случае засветки (рис.2в).

2) если сигнала с приемника нет, то зажигаем излучатель (рисунок 2б).

3) проверяем сигнал с датчика. Если сигнала нет, значит, кнопка не нажата (рис.2б). Если сигнал есть - нажата (рис.2г).

4) гасим излучатель. И возвращаемся к пункту 1.

Этот алгоритм позволяет избежать засветки, т.к. при наличии засветки кнопка не обрабатывается, а при поднесении пальца засветка пропадает, т.к. палец перекрывает лучи внешнего источника излучения - это показано на рисунке 2г.

В счетчике электрической энергии оптическая кнопка выполняет функцию смены режима индикации. При поднесении пальца к оптической кнопке, микроконтроллер в электросчетчике обнаруживает нажатие, для определения нажатия выдает короткий звуковой сигнал, и переключает режим индикации на жидкокристаллическом индикаторе.

Счетчик электрической энергии, содержащий модуль преобразования, жидкокристаллический индикатор, микроконтроллер, последовательный интерфейс, источник питания, энергонезависимую память, кнопку изменения режима индикации, отличающийся тем, что кнопка изменения режима индикации выполнена оптической, состоящей из излучателя и приемника, подключенных к портам ввода/вывода микроконтроллера, для подтверждения срабатывания кнопки счетчик снабжен устройством звуковой сигнализации.