JAJU951A October   2024  – February 2025

 

  1.   1
  2.   概要
  3.   リソース
  4.   特長
  5.   アプリケーション
  6.   6
  7. 1システムの説明
    1. 1.1 最終製品
      1. 1.1.1 電気メーター
    2. 1.2 主なシステム仕様
  8. 2システム概要
    1. 2.1 ブロック図
    2. 2.2 主な使用製品
      1. 2.2.1 ADS131M03
      2. 2.2.2 MSPM0L2228
      3. 2.2.3 THVD1400
      4. 2.2.4 ΣISO6731
      5. 2.2.5 DRV5032
    3. 2.3 設計上の考慮事項
      1. 2.3.1 ハードウェア実装の設計
        1. 2.3.1.1 アナログ入力
          1. 2.3.1.1.1 電圧測定のアナログ フロント エンド
          2. 2.3.1.1.2 電流測定のアナログ フロント エンド
      2. 2.3.2 エネルギー計測ソフトウェア
        1. 2.3.2.1 ソフトウェア アーキテクチャ
        2. 2.3.2.2 構成
          1. 2.3.2.2.1 クロック供給方式
          2. 2.3.2.2.2 SPI
          3. 2.3.2.2.3 GUI 通信用の UART のセットアップ
          4. 2.3.2.2.4 リアルタイム クロック
          5. 2.3.2.2.5 LCD コントローラ
          6. 2.3.2.2.6 ダイレクト メモリ アクセス
    4. 2.4 ハードウェア、ソフトウェア、テスト要件、テスト結果
      1. 2.4.1 必要なハードウェアとソフトウェア
        1. 2.4.1.1 注意および警告
        2. 2.4.1.2 ハードウェア
          1. 2.4.1.2.1 テスト構成への接続
          2. 2.4.1.2.2 電源オプションとジャンパ設定
        3. 2.4.1.3 較正
      2. 2.4.2 テストと結果
        1. 2.4.2.1 テスト構成
          1. 2.4.2.1.1 計測読み取り値の表示とキャリブレーション
            1. 2.4.2.1.1.1 LCD から結果を表示する
            2. 2.4.2.1.1.2 PC の GUI から結果を表示する
        2. 2.4.2.2 電気メータの計測精度のテスト
        3. 2.4.2.3 電気メータの計測精度の結果
  9. 3デザイン ファイル
    1. 3.1 回路図
    2. 3.2 部品表 (BOM)
    3. 3.3 PCB レイアウトに関する推奨事項
      1. 3.3.1 レイアウト プリント
    4. 3.4 Altium プロジェクト
    5. 3.5 ガーバー ファイル
    6. 3.6 アセンブリの図面
  10. 4関連資料
    1. 4.1 商標
  11. 5著者について
  12. 6改訂履歴

1.1.1 電気メーター

電気メーターに期待される精度の要件と処理量が急速に増加するにつれ、単一の計測用システム オン チップ (SoC) でこの問題を解決するのはますます困難になっていきます。スタンドアロン ADC およびホスト マイクロコントローラ (MCU) を使用したデュアルチップ アプローチは、電気メーター SoC の制限を克服し、世界の特定市場または特定地域のニーズにより適したシステム デザインを可能にします。ADS131M03 のような高精度でコスト最適化された非絶縁型スタンドアロン ADC およびコスト最適化された MSPM0L2228 MCU を LCD コントローラおよびバックアップ (VBAT) 電源ドメインと組み合わせることで、次のようなさまざまな利点を持つコスト最適化された新世代の単相電気メーターを実現できます。

  • 3 チャネル (または 2 チャネルのみ) の同時サンプリング デルタ シグマ ADC を使用した魅力的なコストのシャント電流センサを採用して、0.5S の精度要件を満たします。
  • MSPM0L2228 ホスト MCU は、よりシンプルでより小型の PCB 向けに、最大 8×51 および 4×55 のソフトウェア定義可能な COM および SEG ラインを使用してセグメント LCD ディスプレイを駆動します。
  • MSPM0L2228 の VBAT アイランドには、低周波数クロック システム (LFOSC、LFXT)、リアルタイム クロック、改ざん検出、タイムスタンプ ロジック、独立型ウォッチドッグ タイマ、32 バイトのバックアップ メモリが含まれます。
  • 外部 SPI フラッシュ メモリと 2 つの UART インターフェイス (1 つは EN 62056-21 に準拠する IrDA 光学ポート用、もう 1 つは絶縁型 RS-485 通信用) をサポートしています。

TIDA-010940 ファームウェアは、受信した ADS131M03 データ サンプルを連続処理することにより、単相エネルギー測定用の各種計測パラメータの計算を特にサポートしています。最も重要なパラメータは次のものです。これらは、キャリブレーション GUI、または基準計測テスト システムに接続された ACT および REACT パルス出力から確認できます。

  • パルス生成出力からの有効エネルギー (kWh)、無効エネルギー (kvarh)、皮相エネルギー (kVAh)
  • RMS ライン電流と RMS ライン電圧
  • 力率
  • ライン周波数

さらに、MSPM0L2228 は基板の LCD (液晶ディスプレイ) を駆動し、基板上の絶縁型 RS-485 回路を経由してパーソナル コンピュータ (PC) のグラフィカル ユーザー インターフェイス (GUI) との通信を行います。