Đồ án Đồng hồ đo điện năng tiêu thụ (Phần 1)

Nội dung text: Đồ án Đồng hồ đo điện năng tiêu thụ (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - TRUYỀN THÔNG ĐỒNG HỒ ĐO ĐIỆN NĂNG TIÊU THỤ GVHD: ThS. NGUYỄN TRƯỜNG DUY SVTH: VÕ DUY CHÍNH MSSV: 11141018 SVTH: LÊ CAO NGUYÊN MSSV: 11141145 S K L 0 0 4 5 7 7 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 12/2016
2. BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ-CÔNG NGHIỆP ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG ĐỀ TÀI: ĐỒNG HỒ ĐO ĐIỆN NĂNG TIÊU THỤ GVHD: ThS. Nguyễn Trường Duy SVTH: Võ Duy Chính MSSV: 11141018 SVTH: Lê Cao Nguyên MSSV: 11141145 Tp. Hồ Chí Minh - 12/2016
3. BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ-CÔNG NGHIỆP ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG ĐỀ TÀI: ĐỒNG HỒ ĐO ĐIỆN NĂNG TIÊU THỤ GVHD: ThS. Nguyễn Trường Duy SVTH: Võ Duy Chính MSSV: 11141018 SVTH: Lê Cao Nguyên MSSV: 11141145 Tp. Hồ Chí Minh - 12/2016 i
4. TRƯỜNG ĐH. SPKT TPHCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Khoa Điện – Điện tử ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC Bộ Môn Điện Tử Công Nghiệp Tp. HCM, ngày 1 tháng 12 năm 2016  NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên : Võ Duy Chính MSSV:11141018 Lê Cao Nguyên MSSV:11141145 Chuyên ngành: Công nghệ kỹ thuật Điện tử - Truyền thông Mã ngành: 41 Hệ đào tạo: Đại học chính quy Mã hệ: 1 Khóa: 2011 Lớp : 11141DT I. TÊN ĐỀ TÀI: ĐỒNG HỒ ĐO ĐIỆN NĂNG TIÊU THỤ II. NHIỆM VỤ: 1. Các số liệu ban đầu: Phát triển hướng điều khiển và giám sát thông qua mạng internet đã có nhưng còn chưa phổ biến tại Việt Nam. Cùng với đó, việc thu nhận dữ liệu thông qua mạng internet đang ngày càng phát triển. 2. Nội dung thực hiện: Tìm hiểu cảm biến YHDC current transformer để đo các thông tin cường độ dòng điện xoay chiều, công suất. Tìm hiểu về tính năng GPRS của SIM900 để gửi dữ liệu lên Internet. III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 09/2016 IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 12/2016 V. HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: ThS. Nguyễn Trường Duy CÁN BỘ HƯỚNG DẪN BM. ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP ThS. Nguyễn Trường Duy ii
5. TRƯỜNG ĐH. SPKT TPHCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Khoa Điện – Điện tử ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC Bộ Môn Điện Tử Công Nghiệp Tp. HCM, ngày 1 tháng 12 năm 2016 LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên 1: Võ Duy Chính Lớp: 11141DT1A MSSV: 11141018 Họ tên sinh viên 2: Lê Cao Nguyên Lớp: 11141DT2A MSSV: 11141145 Tên đề tài: ĐỒNG HỒ ĐO ĐIỆN NĂNG TIÊU THỤ Xác nhận Tuần/ngày Nội dung GVHD 1 Gặp giáo viên hướng dẫn, nhận nhiệm vụ đồ án. 2 Nộp đề cương đồ án tốt nghiệp. 3 Tìm hiểu và mua cảm biến YHDC current transformer. 4 Thiết kế sơ đồ khối hệ thống. Tìm hiểu về board Arduino UNO, lập trình đọc giá trị 5 của cảm biến. 6 Lập trình hiển thị giá trị cảm biến lên LCD 20x4. 7 Tìm hiểu về chức năng GPRS của SIM900A. 8+9 Tìm hiểu về ngôn ngữ PHP và thiết kế giao diện web. 10 Lập trình truyền dữ liệu lên Web qua SIM900A. 11 Kiểm nghiệm thiết bị, cân chỉnh hệ thống. 12 Viết báo cáo đề tài. Kiểm tra tổng thể, sửa chữa sai sót nếu có và hoàn thiện 13+14+15 đề tài. GV HƯỚNG DẪN ThS. Nguyễn Trường Duy iii
6. LỜI CAM ĐOAN Chúng tôi cam đoan các kết quả nghiên cứu đưa ra trong đồ án này dựa trên các kết quả thu được trong quá trình nghiên cứu của chúng tôi, không sao chép bất kỳ kết quả nghiên cứu nào của tác giả khác. Nội dung của đồ án có tham khảo và sử dụng một số thông tin, tài liệu từ các nguồn sách, tạp chí được liệt kê trong danh mục các tài liệu tham khảo. Người thực hiện đề tài Võ Duy Chính Lê Cao Nguyên iv
7. LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên nhóm xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn của thầy Nguyễn Trường Duy, khoa Điện - Điện Tử, Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM. Trong suốt thời gian thực hiện đề tài này, với sự hướng dẫn của thầy về nội dung và phương pháp nghiên cứu, sự giúp đỡ về các kiến thức chuyên ngành, những chia sẻ kinh nghiệm thực tế vô cùng quý báu giúp cho nhóm có điều kiện thuận lợi để hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp này. Đồng thời nhóm xin cảm ơn các quý thầy, cô trong khoa Điện - Điện Tử đã giảng dạy, truyền đạt cho chúng em những kiến thức vô cùng bổ ích và cần thiết để chúng em có tiền đề để thực hiện đồ án tốt nghiệp. Nhóm cũng xin cảm ơn các thầy, cô trong bộ môn Điện Tử Công Nghiệp đã ân cần chỉ bảo và góp ý cho chúng em trong quá trình thực hiện đồ án, các thầy cô luôn làm việc tích cực trong công tác quản lý và thông tin đến từng sinh viên để việc bảo vệ đồ án luôn đảm bảo đúng tiến độ. Nhóm cũng xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, các bạn bè đã khích lệ tinh thần, tạo động lực mạnh mẽ để nhóm tập trung, tích cực làm việc giúp hoàn thành tốt đề tài. Trân trọng cảm ơn! Người thực hiện đề tài Võ Duy Chính Lê Cao Nguyên v
8. MỤC LỤC Trang bìa i Nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp ii Lịch trình thực hiện đồ án tốt nghiệp iii Lời cam đoan iv Lời cảm ơn v Mục lục vi Liệt kê hình vẽ viii Liệt kê bảng x Tóm tắt xi Chương 1. TỔNG QUAN 1 1.1 Đặt vấn đề 1 1.2 Mục tiêu 1 1.3 Nội dung nghiên cứu 1 1.4 Giới hạn 2 1.5 Bố cục 2 Chương 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT 3 2.1 Giới thiệu về phương pháp đo điện năng bằng công tơ điện. 3 2.2 Giới thiệu một số thiết bị đã có trên thị trường 4 2.2.1 Công tơ điện cơ 1 pha 4 2.2.2 Công tơ điện tử 1 pha kiểu DT01P-RF 6 2.2.3 Công tơ điện xoay chiều kiểu điện tử 1 pha loại đơn giản – VSE11-S 10 2.3 Giới thiệu linh kiện và module sử dụng 13 2.3.1 Giới thiệu về Board Arduino 13 2.3.2 Cảm biến YHDC Curent transformer 15 2.3.3 LCD 20x4 17 2.3.4 Module SIM900 20 2.4 LÝ THUYẾT VỀ INTERNET 27 2.4.1 Các khái niệm về Internet 27 2.4.2 Ngôn ngữ HTML 27 2.4.3 Ngôn ngữ PHP 28 2.4.4 Hệ quản trị cơ sở dữ liệu SQLite 29 2.4.5 Ngôn ngữ CSS 30 Chương 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ 32 vi
9. 3.1 Sơ đồ khối phần cứng hệ thống 32 3.2 Sơ đồ nguyên lý của từng khối 32 3.2.1 Khối vi điều khiển 33 3.2.2 Khối cảm biến 33 3.2.3 Khối hiển thị 34 3.2.4 Khối Internet 35 3.2.5 Khối Module SIM900A 35 3.2.6 Khối nguồn 35 3.3 Thiết kế Web 36 3.3.1 Mô tả Database 36 Chương 4. THI CÔNG HỆ THỐNG 42 4.1 Đóng gói và thi công mô hình 42 4.1.1 Đóng gói mô hình 42 4.1.2 Thi công mô hình 42 4.2 LẬP TRÌNH HỆ THỐNG 43 4.2.1 Lưu đồ hệ thống 43 4.2.2 Lưu đồ SIM900A 44 4.2.3 Phần mềm lập trình cho Arduino 45 4.2.4 Phần mềm lập trình Web Adobe Dreamweaver CS6 46 4.2.5 Phần mềm WinSCP để upload code lên website 47 Chương 5. KẾT QUẢ_NHẬN XÉT_ĐÁNH GIÁ 49 5.1 Kết quả 49 5.2 Nhận xét hệ thống 51 5.3 Ưu điểm hệ thống 52 5.4 Nhược điểm hệ thống 52 Chương 6. KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 53 6.1 Kết luận 53 6.2 Hướng phát triển đề tài 53 PHỤ LỤC 55 vii
10. LIỆT KÊ HÌNH VẼ Hình Trang Hình 2.1: Hình ảnh công tơ điện 1 pha 2 dây. 4 Hình 2.2: Sơ đồ nối dây công tơ điện cơ 5 Hình 2.3: Sơ đồ nguyên lý công tơ cơ 1 pha 5 Hình 2.4: Hình ảnh công tơ điện kiểu DT01P-RF 6 Hình 2.5: Sơ đồ đấu nối hệ thống của công tơ điện kiểu DT01P-RF 7 Hình 2.6: Sơ đồ khối công tơ điện kiểu DT01P-RF 8 Hình 2.7: Công tơ điện xoay chiều 1 pha kiểu điện tử VSE11-S 10 Hình 2.8: Sơ đồ đấu dây công tơ 12 Hình 2.9: Sơ đồ khối công tơ điện xoay chiều kiểu điện tử 1 pha - VSE11-S 12 Hình 2.10: Sơ đồ chân Arduino Uno 14 Hình 2.11: Cảm biến YHDC SCT-013 Current transformer 15 Hình 2.12: Sơ đồ kích thước cảm biếnYHDC SCT-013 Current transformer 16 Hình 2.13: Sơ đồ kết nối cảm biếnYHDC SCT-013 Current transformer 17 Hình 2.14: Hình ảnh LCD 20x4 17 Hình 2.15: Sơ đồ chân LCD 18 Hình 2.16: Modul I2C - LCD 20 Hình 2.17: Hình ảnh thực tế của SIM900 20 Hình 2.18: Chuyển từ chế độ hoạt động bình thường sang chế độ nghỉ (sleep mode) 24 Hình 2.19: Đưa module về trạng thái hoạt động 25 Hình 3.1: Sơ đồ khối hệ thống 32 Hình 3.2: Sơ đồ kết nối cảm biến YHDC current transformer 34 Hình 3.3: Sơ đồ nguyên lý giữa Arduino và module I2C – LCD 34 Hình 3.4 : Sơ đồ nguyên lý arduino với Sim 900A 35 viii
11. Hình 3.5: Giao diện phần mềm XAMPP 36 Hình 3.6: Giao diện trang dashboard 37 Hình 3.7 : Giao diện trang phpMyAdmin 38 Hình 3.8: Quản lý về giá điện tính theo bậc trong trang phpMyAdmin 39 Hình 3.9: Theo dõi điện năng sử dụng hàng tháng trong trang phpMyAdmin 39 Hình 3.10: Biểu đồ dùng HighChart 41 Hình 4.1: Mô hình đồng hồ đo điện năng 42 Hình 4.2: Mô hình kết nối trạm chính 42 Hình 4.3: Lưu đồ hệ thống 43 Hình 4.4: Lưu đồ SIM900A 44 Hình 4.5: Giao diện phần mềm arduino 1.6.0 45 Hình 4.6: Giao diện phần mềm Adobe Dreamweaver CS6 47 Hình 4.7: Giao diện phần mềm winSCP 48 Hình 5.1 : Hình ảnh demo sản phẩm 49 Hình 5.2: Trang chủ của Website 50 Hình 5.3: Hình ảnh trang giám sát 50 Hình 5.4: Hình ảnh giá điện tính theo bậc thang 51 Hình 5.5: Thêm thông tin khách hàng 52 ix
12. LIỆT KÊ BẢNG Bảng Trang Bảng 2.1: Giá trị điện tiêu chuẩn 8 Bảng 2.2: Các thông số kỹ thuật đặc trưng 9 Bảng 2.3: Chủng loại và hằng số công tơ 10 Bảng 2.4: Thông số điện 11 Bảng 2.5: Điều kiện môi trường 11 Bảng 2.6: Thông số kỹ thuật 11 Bảng 2.7: Thông số kỹ thuật board Arduino Uno 13 Bảng 2.8: Chức năng các chân LCD 18 Bảng 2.9: Tính năng của SIM900 20 Bảng 2.10: Các chế độ hoạt động của SIM 900A 22 Bảng 2.11: Tập lệnh thiết lập và cài đặt tin nhắn 24 Bảng 2.12 :Tập lệnh với tính năng GPRS 25 x
13. TÓM TẮT Cùng với sự phát triển của nền công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước, ngành công nghiệp đo lường năng lượng đã và đang có những thay đổi quan trọng. Việc bãi bỏ tính độc quyền về cung cấp đã tạo ra một môi trường cạnh tranh gay gắt hơn đối với những nhà cung cấp điện năng. Vì vậy, nhu cầu quản lý và đo lường điện năng đòi hỏi một mức độ cao hơn trước đây. Các nhà cung cấp điện năng sẽ phải cung cấp những dịch vụ tiện ích cho người sử dụng với chi phí thấp nhất, hiệu quả nhất có thể được. Ngoài những lợi ích trước mắt của việc tạo ra một đồng hồ đo điện như độ chính xác cao hay gọn nhẹ, việc quản lý và cập nhật thông tin nhanh và chính xác hơn thông qua mạng cũng là điều mà người dùng mong muốn có được. Ngày nay, mạng Internet ngày càng phát triển rộng rãi gắn liền với công việc và cuộc sống hằng ngày của con người. Sử dụng Internet đã và đang trở thành một thói quen không thể thiếu trong cuộc sống. Với sự xuất hiện của các thiết bị thông minh như smartphone, máy tính bảng, thì việc truy cập Internet để cập nhật thông tin trở nên dễ dàng và tiện lợi hơn rất nhiều. Xuất phát từ thực tế này, cùng với sự giúp đỡ của thầy Nguyễn Trường Duy, nhóm đã quyết định nghiên cứu và thực hiện đề tài “Đồng hồ đo điện năng tiêu thụ” xi
14. CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN Chương 1. TỔNG QUAN 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ Với tốc độ phát triển vượt bậc của nền công nghiệp hóa hiện đại hóa của nước ta hiện này, thì ngành công nghiệp điện hay ngành đo lường năng lượng cần phải có những bước phát triển thay đổi quan trọng. Việc bãi bỏ tính độc quyền về cung cấp đã tạo ra một môi trường cạnh tranh gay gắt hơn đối với những nhà cung cấp điện năng. Trước nhu cầu quản lý và đo lường điện năng luôn đòi hỏi một mức độ cao hơn trước đây, các nhà cung cấp điện năng sẽ phải cung cấp những dịch vụ tiện ích cho người sử dụng với chi phí thấp nhất, hiệu quả nhất có thể được. Từ các nhà máy, xí nghiệp đến các hộ gia đình nhỏ lẻ, từ nơi có nền công nghiệp phát triển như trung tâm thành phố đến những nơi kinh tế chậm phát triển như vùng sâu, vùng xa, nông thôn hẻo lánh nhu cầu sử dụng điện đều rất cần thiết. Với tính chất khó khăn trong việc quản lý điện thì vai trò của việc phát triển một dịch vụ quản lý về năng lượng điện là rất quan trọng, góp phần giảm tải sức người trong việc thu thập số liệu điện. Từ thực trạng nêu trên cùng với mong muốn được tiếp cận thêm công nghệ mới, bổ sung kiến thức về khoa học kỹ thuật hiện đại, nhóm đã quyết định chọn đề tài đồ án tốt nghiệp: “ĐỒNG HỒ ĐO ĐIỆN NĂNG TIÊU THỤ”. 1.2 MỤC TIÊU Mục tiêu đề tài là thiết kế một đồng hồ đo điện năng tiêu thụ, có thể giám sát từ xa thông qua mạng Internet để tiện lợi cho việc thống kê, lưu trữ và tính tiền điện tiêu thụ hàng tháng. 1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU - Thiết kế giao diện Web Server bằng ngôn ngữ PHP, HTML, CSS. - Tìm hiểu về cảm biến YHDC current transformer. - Tìm hiểu về chức năng GPRS của SIM900A để gửi dữ liệu lên Internet. - Tìm hiểu về board Arduino UNO và cách lập trình của nó. - Viết chương trình cho Ardunio. - Thi công mô hình. - Chạy thử nghiệm thiết bị. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 1
15. CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN - Cân chỉnh hệ thống. - Viết sách luận văn. - Báo cáo đề tài tốt nghiệp. 1.4 GIỚI HẠN Sử dụng các module cảm biến có sẵn: YHDC current transformer. Gửi dữ liệu lên Internet bằng chức năng GPRS của module SIM900A. Thiết kế Web bằng ngôn ngữ PHP. 1.5 BỐ CỤC Chương 1: Tổng Quan Giới thiệu về lý do chọn đề tài, nội dung các công việc cần thực hiện trong đề tài và đề cập giới hạn của đề tài. Chương 2: Cơ Sở Lý Thuyết Trình bày về nhu cầu của việc sử dụng điện, giám sát trực tiếp lượng điện mình sử dụng hiện nay. Giới thiệu các thiết bị, linh kiện được sử dụng trong đồ án và khái quát lý thuyết về nó. Chương 3: Tính Toán và Thiết Kế Vẽ sơ đồ khối của hệ thống, giải thích các khối, mô phỏng và tính toán các thông số cần thiết của hệ thống. Trình bày và giải thích sơ đồ nguyên lý từng khối. Chương 4: Lập Trình Cho Hệ Thống Trình bày lưu đồ các chương trình có trong đồ án và giải thích. Chương 5: Kết Quả và Nhận Xét Hình ảnh thực tế và hoạt động của thiết bị. Đưa các thông số đạt được của thiết bị. Trình bày kết quả của giao diện Web và giải thích. Chương 6: Kết Luận và Hướng Phát Triển của đề tài Trong chương cuối nhóm sẽ trình bày những kết luận rút ra được sau quá trình tìm hiểu và thực hiện đề tài, kết luận về khả năng hoạt động của thiết bị trên thực tế. Qua đó đưa ra những kiến nghị để có thể phát triển đề tài tốt hơn nữa BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 2
16. CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Chương 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 GIỚI THIỆU VỀ PHƯƠNG PHÁP ĐO ĐIỆN NĂNG BẰNG CÔNG TƠ ĐIỆN. Trong ngành đo lường điện năng nói chung, công tơ điện có vai trò vô cùng quan trọng trong việc mua, bán điện năng. Công tơ điện là chiếc cân định lượng điện năng được cung cấp và tiêu thụ, làm cơ sở cho việc thanh toán giữa bên mua và bên bán theo các điều khoản đã được quy định trong hợp đồng mua bán điện. Do đó, có thể nói độ chính xác, tin cậy và ổn định trong hoạt động của các công tơ đóng vai trò hết sức quan trọng nhằm đảm bảo quyền lợi cho cả ngành điện và khách hàng trong mua bán điện năng. Trong xu thế ứng dụng các công nghệ mới, việc sử dụng công tơ điện tử sẽ dần thay thế công tơ điện cơ. Đối với ngành điện: việc ứng dụng công nghệ vào việc tự động ghi chỉ số và nhập chỉ số công tơ là bước cải tiến cơ bản so với cách ghi chữ thông thường, giảm thiểu nguy cơ tai nạn lao động do trèo trụ gây ra, đồng thời tăng năng suất lao động. Còn đối với khách hàng sử dụng điện: việc ghi chỉ số công tơ được thực hiện từ xa bằng thiết bị đọc chỉ số công tơ di động, toàn bộ số liệu được ghép tự động vào chương trình kinh doanh điện năng, do đó loại bỏ được các sai sót khách quan cũng như chủ quan từ người ghi điện. Đồng thời, khách hàng không phải “chờ ghi điện” vì nhân viên ghi điện không phải vào nhà khách hàng như trước. Ngoài ra, khách hàng được thông báo ngay lượng điện năng tiêu thụ và số tiền điện sẽ phải thanh toán. Việc sử dụng công tơ điện tử sẽ giảm tối thiểu vướng mắc trong công việc mua bán điện giữa khách hàng và nhà cung cấp điện năng. So với công tơ điện cơ, công tơ điện tử có nhiều ưu điểm vượt trội như: Độ chính xác công tơ điện tử đến ± 1%, cao hơn so với công tơ điện cơ (± 2%), hoạt động tin cậy, ổn định, kết cấu nhỏ gọn, thuận tiện trong việc lắp đặt, có khả năng mở rộng và tích hợp thêm các module rời nhằm bổ sung các tiện ích riêng theo nhu cầu của người sử dụng, đo đếm đa chức năng và đặc biệt là có các cổng giao tiếp dữ liệu cho phép kết nối vào các hệ thống thu thập dữ liệu tự động từ xa qua các mạng truyền dẫn phổ biến như RF, PLC, GSM, GPRS, CDMA, 3G, Wifi BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 3
17. CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.2 GIỚI THIỆU MỘT SỐ THIẾT BỊ ĐÃ CÓ TRÊN THỊ TRƯỜNG. 2.2.1 Công tơ điện cơ 1 pha Hình 2.1: Hình ảnh công tơ điện 1 pha 2 dây.  Ý nghĩa các thông số trên công tơ điện + 220V: điện áp định mức của công tơ. + 10(40)A: Dòng điện định mức của công tơ là 10A. Có thể sử dụng quá tải đến 40A mà vẫn đảm bảo độ chính xác. Nếu sử dụng quá 40A thì công tơ chạy không đảm bảo chính xác và có thể hỏng. Các dòng điện 5(20)A, 20(80)A, 40(120)A cũng tương tự. + 450 vòng/kWh: Đĩa công tơ quay 450 vòng thì được 1 kWh. 900 vòng/kWh, 225 vòng/kWh cũng tương tự. + Cấp 2: Cấp chính xác của công tơ. Sai số 2% toàn dải đo. Tương tự cho cấp 1, cấp 0.5. (Cấp càng nhỏ càng chính xác). + 50Hz: Tần số lưới điện. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 4
18. CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT  Đấu nối của hệ thống Hình 2.2: Sơ đồ nối dây công tơ điện cơ. Hình 2.3: Sơ đồ nguyên lý công tơ cơ 1 pha. Chú thích: A: cuộn dòng B: cuộn áp C: nam châm điện D: đĩa nhôm BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 5
19. CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.2.2 Công tơ điện tử 1 pha kiểu DT01P-RF Hình 2.4: Hình ảnh công tơ điện kiểu DT01P-RF.  Tổng quan về sản phẩm Công tơ điện tử 1 pha kiểu DT01P-RF do Công ty Công Nghệ Thông Tin Điện lực Miền Trung sản xuất. Công tơ điện tử 1 pha DT01P-RF là loại điện kế kỹ thuật cao, sử dụng công nghệ đo đếm, điều khiển và truyền thông hiện đại. Sản phẩm được thiết kế và sản xuất trên dây chuyền công nghệ hiện đại, được kiểm soát chất lượng bởi một quy trình chặt chẽ. Công tơ điện tử 1 pha loại DT01P-RF có đặc tính và độ tin cậy cao, dùng để đo năng lượng hữu công (kWh) ở lưới điện xoay chiều 1 pha, đạt cấp chính xác 1 theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 7589-21:2007, ĐLVN 39:2012 và tiêu chuẩn quốc tế IEC 62053-21: 2003, IEC 62052-11: 2003. Công tơ điện tử 1 pha loại DT01P-RF có những đặc trưng sau: - Kiểm định viên không phải hiệu chỉnh. - Là thiết bị dùng linh kiện điện tử, nên không gây ma sát và các sai sót do các phần tử cơ khí gây ra. - Độ nhạy cao. - Công suất tiêu thụ thấp. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 6
20. CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT - Ảnh hưởng nhiệt thấp. - Độ ổn định nhiệt cao. - Chịu dòng quá tải lớn, chịu điện áp cao. - Khả năng cách điện lớn. - Chống ăn cắp điện: bộ ghi năng lượng một hướng, trong trường hợp đấu ngược cực tính mạch dòng hoặc dùng thiết bị tạo dòng phản hồi thì bộ ghi năng lượng vẫn lên số theo chiều thuận. - Tuổi thọ và sai số công tơ không vượt quá sai số cho phép trong khoảng thời gian trên 15 năm. - Khả năng chịu ảnh hưởng của điện từ trường, của nhiễu bên ngoài cao. - Đọc chỉ số công tơ từ xa bằng sóng vô tuyến.  Đấu nối của hệ thống Hình 2.5: Sơ đồ đấu nối hệ thống của công tơ điện kiểu DT01P-RF. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 7
21. CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT  Sơ đồ khối của hệ thống Hình 2.6: Sơ đồ khối công tơ điện kiểu DT01P-RF.  Nguyên tắc đo đếm điện năng Công tơ hoạt động trên lưới điện một pha trực tiếp. Khi công tơ làm việc thì các tín tương tự sang tín hiệu số. MCU sử dụng các dữ liệu tức hiệu điện áp và dòng điện được lấy mẫu riêng biệt bằng các khối chuyển đổi tín hiệu thời này để tính toán các giá trị điện áp, dòng điện, công suất, tính toán và tích lũy điện năng tiêu thụ, hiển thị lên màn hình LCD, lưu trữ dữ liệu khi cần thiết. Điện năng tiêu thụ được lưu trữ trong bộ nhớ theo dạng 7 chữ số trong đó có 5 chữ số nguyên và 2 chữ số thập phân, được lưu trữ bằng bộ nhớ không xóa, không lập trình, không bị mất dữ liệu khi mất điện đến 30 năm. Bảng 2.1: Giá trị điện tiêu chuẩn. Điện áp chuẩn(Vn) 220 VAC Điện áp hoạt động 150-255 VAC Dòng tiêu chuẩn Ib(A) 10 A Dòng điện cực đại tương ứng 40 A. Imax(A)Tân sô tiêu chuẩn: 50 Hz BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 8
22. S K L 0 0 2 1 5 4