RU2786779C1 - Electricity meter with data logging - Google Patents
Electricity meter with data logging Download PDFInfo
- Publication number
- RU2786779C1 RU2786779C1 RU2022112636A RU2022112636A RU2786779C1 RU 2786779 C1 RU2786779 C1 RU 2786779C1 RU 2022112636 A RU2022112636 A RU 2022112636A RU 2022112636 A RU2022112636 A RU 2022112636A RU 2786779 C1 RU2786779 C1 RU 2786779C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- microcontroller
- input
- power consumption
- output
- time clock
- Prior art date
Links
- 230000005611 electricity Effects 0.000 title claims abstract description 18
- 230000011664 signaling Effects 0.000 claims abstract description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 210000004544 DC2 Anatomy 0.000 description 2
- 230000002530 ischemic preconditioning Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000001960 triggered Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике, а именно, к измерительному оборудованию, и может быть использовано для анализа и учета потребленной электроэнергии бытовыми приемниками (кондиционерами, электроплитами, электронагревательными приборами, электрическими теплыми полами и тому подобным) за определенный период времени.The invention relates to electrical engineering, namely, to measuring equipment, and can be used to analyze and account for the electricity consumed by household receivers (air conditioners, electric stoves, electric heaters, electric underfloor heating, etc.) for a certain period of time.
Известен счетчик электроэнергии и модуль адаптера для него (патент RU №2714858, публ. 19.02.2020, МПК G01R 22/06, Н04В 3/54), содержащие измерительный блок, блок связи для передачи сигналов данных в полосе связи по силовому кабелю, блок обработки для управления измерительным блоком и блоком связи. Блок связи выполнен с возможностью адаптировать полосу связи к среде связи и содержит блок обработки сигналов, переключатель, соединенный с блоком обработки сигналов, и управляющий модуль для управления переключателем.A known electricity meter and an adapter module for it (patent RU No. 2714858, publ. 02/19/2020, IPC G01R 22/06,
Недостатками настоящего технического решения являются узкая область применения и малые функциональные возможности вследствие регистрации электропотребления только активной мощности и невозможности использования данного прибора для анализа электропотребления домашних электроприемников.The disadvantages of this technical solution are the narrow scope and low functionality due to the registration of power consumption only active power and the impossibility of using this device to analyze the power consumption of home electrical receivers.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство измерения электрической энергии (патент RU №2661673, публ. 18.07.2018, МПК G01R 22/10), содержащее датчик тока, датчик напряжения, преобразователь электрической мощности в частоту импульсов, детектор отклонений среднеквадратического значения напряжения от требований ГОСТ, суммирующее устройство, модуль обработки, шифратор, съемный накопитель, часы реального времени, индикатор, интерфейс передачи данных.The closest in technical essence to the proposed invention is a device for measuring electrical energy (patent RU No. 2661673, publ. 07/18/2018, IPC G01R 22/10), containing a current sensor, a voltage sensor, a converter of electrical power into pulse frequency, a deviation detector of the root mean square value voltage from GOST requirements, summing device, processing module, encoder, removable storage, real time clock, indicator, data transfer interface.
Недостатками данного технического решения являются узкая область применения и малые функциональные возможности вследствие привязки суммации потребления электроэнергии к качеству электроэнергии и оценки электропотребления только активной мощности, что приводит к невозможности использования данного устройства для измерения электропотребления бытовых электроприемников.The disadvantages of this technical solution are the narrow scope and low functionality due to the binding of the summation of electricity consumption to the quality of electricity and the assessment of power consumption only active power, which makes it impossible to use this device to measure the power consumption of household electrical receivers.
Технической задачей предлагаемого изобретения является возможность измерения и записи истории электропотребления бытовыми потребителями за любой промежуток времени.The technical objective of the proposed invention is the ability to measure and record the history of electricity consumption by household consumers for any period of time.
Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей и области применения электронного счетчика.The technical result consists in expanding the functionality and scope of the electronic meter.
Это достигается тем, что известный счетчик электроэнергии, содержащий цифровой ваттметр со встроенным блоком питания, часы реального времени, причем первый вход цифрового ваттметра выполнен с возможностью подключения к трансформатору тока, а второй вход выполнен с возможностью подключения к сети напряжения 220 В, снабжен программируемым микроконтроллером, картридером с возможностью записи информации на Micro-SD и устройством световой сигнализации, при этом первый вход микроконтроллера подключен к выходу цифрового ваттметра, второй вход подсоединен к часам реального времени, третий вход выполнен с возможностью подключения к программатору, первый выход микроконтроллера подсоединен к картридеру, а второй выход подключен к устройству сигнализации, причем микроконтроллер выполнен с возможностью изменения интервала записи показаний электропотребления и значения максимального электропотребления.This is achieved by the fact that the well-known electricity meter containing a digital wattmeter with a built-in power supply, a real-time clock, with the first input of the digital wattmeter configured to connect to a current transformer, and the second input configured to connect to a 220 V voltage network, is equipped with a programmable microcontroller , a card reader with the ability to record information on Micro-SD and a light signaling device, while the first input of the microcontroller is connected to the output of a digital wattmeter, the second input is connected to a real-time clock, the third input is configured to connect to the programmer, the first output of the microcontroller is connected to the card reader, and the second output is connected to the alarm device, and the microcontroller is configured to change the interval for recording power consumption readings and the value of the maximum power consumption.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1The essence of the invention is illustrated by drawings, where in Fig. one
представлена общая принципиальная электрическая схема счетчикаthe general circuit diagram of the meter is presented
электроэнергии с логированием данных, на фиг. 2 приведен примерelectricity with data logging, in Fig. 2 is an example
построения графика электропотребления с выбранным периодом осреднения за указанную дату.building a graph of power consumption with a selected averaging period for a specified date.
Счетчик электроэнергии с логированием данных содержит цифровой ваттметр 1 со встроенным блоком питания, первый вход которого выполнен с возможностью подключения к трансформатору тока 2, а второй вход - с возможностью подключения к сети напряжения 220 В 3.The electricity meter with data logging contains a
Выход цифрового ваттметра 1 подключен к первому входу микроконтроллера 4, первый выход которого подсоединен к картридеру 5. Ко второму входу микроконтроллера 4 подключены часы реального времени 6, а ко второму выходу подсоединено устройство световой сигнализации 7. Третий вход микроконтроллера 4 выполнен с возможностью подключения к программатору 8.The output of the
Микроконтроллер выполнен программируемым с возможностью изменения интервала записи показаний электропотребления и значения максимального электропотребления.The microcontroller is made programmable with the possibility of changing the interval for recording power consumption readings and the value of maximum power consumption.
Счетчик электроэнергии с логированием данных работает следующим образом.The electricity meter with data logging works as follows.
Программирование микроконтроллера 4 осуществляется при помощи внешнего программатора 8, подключаемого своим выходом к интерфейсу связи, связанному с третьим входом микроконтроллера 4.The programming of the microcontroller 4 is carried out using an
Микроконтроллер 4, картридер 5, часы реального времени 6, устройство световой сигнализации 7 получают электропитание от встроенного в цифровой ваттметр 1 блока питания. При этом цифровой ваттметр 1 с помощью подключенных к его входам трансформатора тока 2 и сети напряжения 220 В 3 анализирует протекающую мощность в цепи, производя подсчет суммарной мощности, потребляемой подключенным к устройству бытовым прибором, и хранит данную информацию во внутренней памяти.The microcontroller 4, the
При загрузке и инициализации микроконтроллер 4 получает текущие время и дату с часов реального времени 6, после чего каждую минуту благодаря подаче сигнала на свой первый вход посредством прерываний, генерируемых часами реального времени 6, ведет учет текущего времени. При каждом срабатывании такого прерывания происходит нахождение остатка от целочисленного деления текущего времени на заданный в программе микроконтроллера 4 интервал осреднения.When loading and initializing, the microcontroller 4 receives the current time and date from the
Если данное значение равняется нулю, то микроконтроллер 4 осуществляет запрос текущих показаний об электропотреблении у цифрового ваттметра 1, который в ответ на данный запрос предоставляет массив данных, включающий:If this value is equal to zero, then the microcontroller 4 requests the current readings of power consumption from the
- текущие время и дату;- current time and date;
- напряжение сети;- network voltage;
- мгновенный полный ток;- instantaneous full current;
- мгновенную активную мощность;- instantaneous active power;
- мгновенный коэффициент мощности;- instantaneous power factor;
- суммарную потребленную электроэнергию за текущие сутки.- total electricity consumption for the current day.
Эти данные микроконтроллер 4 записывает на Micro-SD карту посредством картридера 5. При невозможности связи микроконтроллера 4 с цифровым ваттметром 1, неполучении микроконтроллером 4 сигнала о текущем времени от часов реального времени 6 или невозможности записи данных на Micro-SD карту посредством картридера 5 производится вывод информации об ошибке посредством устройства сигнализации 7. При указании максимально допустимой потребляемой мощности при программировании микроконтроллера 4 возможна индикация превышения данного параметра, осуществляемая посредством устройства сигнализации 7. Она осуществляется сравнением заданного в программе микроконтроллера 4 значения и значения, полученного при опросе микроконтроллером 4 цифрового ваттметра 1.The microcontroller 4 writes this data to the Micro-SD card using the
Таким образом, в отличие от устройства-прототипа (где счетчик электроэнергии может подсчитывать и передавать суммарную потребленную мощность с момента его включения по собственной линии связи), в предлагаемом изобретении микроконтроллер 4 осуществляет связь с часами реального времени 6 и картридером 5, занимается опросом цифрового ваттметра 1 и ведет самостоятельное логирование данных. Также программируемость микроконтроллера 4 позволяет осуществлять выбор периода записи показаний электропотребления, установку значения максимального электропотребления, при достижении которого сработает устройство сигнализации 7. Часы реального времени 6 позволяют знать точное текущее время, и на основе данной информации микроконтроллер 4 решает, в какой момент производить снятие показаний электропотребления. Картридер 5 позволяет сохранять полученные данные на Micro-SD карту памяти для дальнейшей обработки полученной информации на компьютере. Все эти аспекты позволяют получить дополнительный расширенный функционал счетчика электроэнергии в виде возможности логирования данных.Thus, unlike the prototype device (where the electricity meter can calculate and transmit the total power consumed from the moment it is turned on via its own communication line), in the proposed invention, the microcontroller 4 communicates with the real-
В результате работы устройства происходит сохранение данных на Micro-SD карту в следующем формате, представленном в таблице 1:As a result of the operation of the device, data is saved to the Micro-SD card in the following format, shown in Table 1:
Благодаря указанной табличной форме выходных данных в последующем микроконтроллер 4 производит расчет мощности Pi посредством формулы:Thanks to the specified tabular form of the output data, the microcontroller 4 subsequently calculates the power P i using the formula:
Где Tocp - заданное время осреднения, Psumm(i) - суммарная потребленная к данному моменту электроэнергия, Psumm(i-1) - суммарная электроэнергия, потребленная к прошлому моменту снятия показаний.Where T ocp is the specified averaging time, P summ(i) is the total electricity consumed to date, P summ(i-1) is the total electricity consumed by the last reading moment.
На основе рассчитанных данных возможно построение графиков электропотребления с выбранным периодом осреднения за указанную дату (фиг.2).Based on the calculated data, it is possible to plot power consumption graphs with a selected averaging period for a specified date (figure 2).
Таким образом, предлагаемое изобретение реализует запись данных об электропотреблении с заданным периодом осреднения, что дает возможность ведения истории электропотребления, ее анализа, нахождения максимума и минимума потребления, построения его графиков и общего контроля за электропотреблением, что позволяет обновлять методические данные о расчетных нагрузках современных бытовых электроприемников для уточнения расчетных мощностей электропотребления бытового сектора и уменьшения расхождения расчетного и фактического значения электропотребления. Устройство может быть использовано для сигнализации о превышении установленной мощности электропотребления и управления бытовыми электроприемниками для снижения пикового значения электропотребления квартиры.Thus, the proposed invention implements the recording of data on power consumption with a given averaging period, which makes it possible to keep a history of power consumption, analyze it, find the maximum and minimum consumption, plot its graphs and general control over power consumption, which allows updating methodological data on the calculated loads of modern household appliances. power receivers to clarify the calculated power consumption of the domestic sector and reduce the discrepancy between the calculated and actual values of power consumption. The device can be used to signal the excess of the installed power consumption and control household electrical receivers to reduce the peak value of the apartment's power consumption.
Использование изобретения позволяет расширить функциональные возможности и область применения счетчика электроэнергии за счет осуществления периодической записи показаний электропотребления бытовых приемников для анализа электропотребления и уточнения их расчетной мощности, что позволяет повысить точность расчетов электрических нагрузок бытового сектора.The use of the invention allows expanding the functionality and scope of the electricity meter by periodically recording the power consumption readings of household receivers to analyze power consumption and refine their calculated power, which improves the accuracy of calculations of electrical loads in the domestic sector.
Claims (1)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2786779C1 true RU2786779C1 (en) | 2022-12-26 |
Family
ID=
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU29148U1 (en) * | 2002-11-12 | 2003-04-27 | Ромашев Александр Валентинович | Electronic device for measuring power consumption |
WO2008059528A2 (en) * | 2006-11-16 | 2008-05-22 | Council Of Scientific & Industrial Research | A prepaid smart card operated electronic energy meter with online load optimizer for solar power application |
CN201397351Y (en) * | 2009-04-27 | 2010-02-03 | 湖北盛佳电器设备有限公司 | Modularized assembled electric power metering device |
RU2501023C1 (en) * | 2012-07-06 | 2013-12-10 | Роман Сергеевич Мовчан | Mobile device for control of electricity metering |
RU2519498C1 (en) * | 2012-12-25 | 2014-06-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") | Alternating-current active energy meter |
US20140236508A1 (en) * | 2013-02-15 | 2014-08-21 | Power One Data International, Inc. | Method for energy consumption monitoring and control and system therefrom |
US9080894B2 (en) * | 2004-10-20 | 2015-07-14 | Electro Industries/Gauge Tech | Intelligent electronic device for receiving and sending data at high speeds over a network |
CN206618789U (en) * | 2017-03-17 | 2017-11-07 | 重庆汉嘉电气股份有限公司 | The detecting system and batch meter of batch meter |
RU2661673C2 (en) * | 2016-10-11 | 2018-07-18 | Акционерное общество "Пензенское производственное объединение "Электроприбор" | Method of measurement of electric energy and device for its implementation |
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU29148U1 (en) * | 2002-11-12 | 2003-04-27 | Ромашев Александр Валентинович | Electronic device for measuring power consumption |
US9080894B2 (en) * | 2004-10-20 | 2015-07-14 | Electro Industries/Gauge Tech | Intelligent electronic device for receiving and sending data at high speeds over a network |
WO2008059528A2 (en) * | 2006-11-16 | 2008-05-22 | Council Of Scientific & Industrial Research | A prepaid smart card operated electronic energy meter with online load optimizer for solar power application |
CN201397351Y (en) * | 2009-04-27 | 2010-02-03 | 湖北盛佳电器设备有限公司 | Modularized assembled electric power metering device |
RU2501023C1 (en) * | 2012-07-06 | 2013-12-10 | Роман Сергеевич Мовчан | Mobile device for control of electricity metering |
RU2519498C1 (en) * | 2012-12-25 | 2014-06-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") | Alternating-current active energy meter |
US20140236508A1 (en) * | 2013-02-15 | 2014-08-21 | Power One Data International, Inc. | Method for energy consumption monitoring and control and system therefrom |
RU2661673C2 (en) * | 2016-10-11 | 2018-07-18 | Акционерное общество "Пензенское производственное объединение "Электроприбор" | Method of measurement of electric energy and device for its implementation |
CN206618789U (en) * | 2017-03-17 | 2017-11-07 | 重庆汉嘉电气股份有限公司 | The detecting system and batch meter of batch meter |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5537333A (en) | Method of determining power measurements in an electrical energy meter | |
US7996171B2 (en) | Intelligent electronic device with broad-range high accuracy | |
Chobot et al. | Design and implementation of a wireless sensor and actuator network for energy measurement and control at home | |
CN204788450U (en) | Standard device of industrial safety in -line meter check gauge calibration usefulness | |
CN104198091A (en) | Intelligent platinum resistor temperature measuring calibration instrument and calibration method thereof | |
KR102167912B1 (en) | Metering Data Collection Unit with Battery Energy Calculator and Ultrasonic Meter and Remote Data Collectioin System Having the Same | |
KR20200095069A (en) | Portable error corection apparatuse for Internet of Things meter | |
RU2786779C1 (en) | Electricity meter with data logging | |
CN104460469A (en) | Environmental sensor and environmental parameter measurement and prediction method | |
CN112444671A (en) | Electric energy metering method and device of electric energy meter based on instantaneous power and storage medium | |
RU191056U1 (en) | Timer - portable portable electric meter | |
CN211402521U (en) | Sampling circuit for high-voltage direct current voltage and current | |
US6968276B2 (en) | System for processing measuring signals from a sensor | |
JP7091156B2 (en) | Pulse generator | |
KR101127966B1 (en) | Method and System for Collecting Power Consumption According to Operation of Electric Device | |
CN111089991A (en) | Electric energy metering method and device and electric energy meter | |
KR102047873B1 (en) | Energy saving type electricity meter | |
JP2017107384A (en) | Meter system and meter reading system | |
JP2017055612A (en) | Power demand monitoring device, method, and program | |
Fortes et al. | Smart energy meter for iot applications | |
Memon et al. | Design and Implementation of Smart Flowmeter for Urban Water Metering | |
KR20140039588A (en) | A system and a method for remote control of electricity | |
Shtern et al. | The Structurally-Technological Principles of Creation For Smart Sensors of Thermodynamic Parameters | |
US20230122033A1 (en) | Metering Data Collection Unit with Battery Energy Calculator, and Ultrasonic Meter and Remote Data Collection System Having the Same | |
US10051348B2 (en) | Power metering devices, methods, and systems |