В нашей статье предлагаем ознакомиться с разработкой USB-счетчика электрической энергии постоянного тока.

На основе схемы вольтметра, а также прошивки микроконтроллера PIC18F2550 изготовлена USB-программа, с помощью которой возможно произведение расчета электрической энергии для цепи постоянного сопротивления. По причине дорогой стоимости покупного счётчика можно сделать его самостоятельно. Счётчик, о котором идёт речь, предназначен для замера, а также для сравнения электрической энергии рекуперации двигателей разнообразной конструкции, но одной мощности. Помимо этого его можно использовать для измерения энергии, полученной ветрогенераторами и от разных других энергетических источников постоянного тока. Программа может считать квт*ч, вт*ч и так далее.

В схему включён делитель напряжения, выступающий одновременно и сопротивлением (расчётным).

Вводимое в USB-программу обозначено красным цветом:

Голубым обозначен множитель напряжения, который можно получить перед замером в соответствии с формулой. Можно также осуществить подбор согласно показателям мультиметра, другими словами, посредством замера напряжения батарейки мультиметром. Затем нужно ввести такой множитель напряжения, чтобы USB-программой было показано на батарейке подобное мультиметру значение.

Значение сопротивления делителя напряжения можно подобрать для пропуска малого и большого тока. Кроме того, делитель напряжения важен при подаче напряжения более чем пять вольт.

Важно отметить, что у схемы в Proteus имеются отличия от схемы в железе.

Возможно улучшение счётчика при изменении прошивки микроконтроллера. При этом микроконтроллер сможет измерять ток в цепи и подавать в USB-программу. Таким образом, не будет необходимости вводить показатели сопротивления цепи вручную.

Для эффективной работы USB-программы важно установить Framework 4.0.

USB-программа характеризуется возможностью обработки нужного числа подключаемых счётчиков. Для этих целей необходимо осуществить выбор открытия программы и вновь выбрать HID-совместимое устройство. Устройства соответствуют вниз по списку.

В USB-программе есть возможность поставить шумовой порог напряжения.

Подчеркнём, что в Windows XP программа не всегда работает в отношении ввода и изменения значений сопротивления. Для этих целей важно провести очистку журнала событий.

Чтобы рассчитать энергию постоянного тока, рекомендуем воспользоваться алгоритмом USB-программы:

От микроконтроллера USB-программе поступает результат измеренного напряжения, который делится на сопротивление. Затем измеряемое напряжение необходимо умножить на умножитель напряжения для получения реального напряжения, подаваемого к делителю на счётчик. Это напряжение нужно умножить на ток и интегрировать по времени для получения значения энергии.