超低功耗無磁水表應用案例
發布時間:2020-08-01 責任編輯:lina
【導讀】無磁水表方案具有高能低耗的係統設計,具備明顯的性能和成本優勢,適用氣表、熱表等表計方案設計需求。
摘要
無磁水表方案具有高能低耗的係統設計,具備明顯的性能和成本優勢,適用氣表、熱表等表計方案設計需求。
隨(sui)著(zhe)時(shi)代(dai)發(fa)展(zhan),智(zhi)能(neng)水(shui)表(biao)替(ti)代(dai)部(bu)分(fen)傳(chuan)統(tong)機(ji)械(xie)水(shui)表(biao),得(de)到(dao)廣(guang)泛(fan)應(ying)用(yong)。而(er)智(zhi)能(neng)水(shui)表(biao)的(de)計(ji)量(liang)方(fang)式(shi)也(ye)隨(sui)著(zhe)電(dian)子(zi)技(ji)術(shu)的(de)發(fa)展(zhan)越(yue)來(lai)越(yue)多(duo)樣(yang)化(hua),如(ru)機(ji)械(xie)表(biao)頭(tou)檢(jian)測(ce)、超聲波檢測、有磁檢測等方式相繼問世。但這些方式存在明顯局限性:rongyishouwaijiedianciganrao,huozheyinweiyongcitiduishuizhongzazhideleijixifuzaochengjiliangwucha,huobeirenweiliyongerloujijibuji。zaizhezhongqingkuangxia,wucijiliangshuibiaoyiqijiliangjingdugao、無磁性、無雜質吸附,且不被人為幹擾等優點,被廣大水表廠家所青睞,市場前景廣闊。
一、無磁檢測原理簡介
無磁水表的基礎原理是LC振蕩傳感器,在該電路中,通過開關K調整,可以在LC電路上實現一個正弦波輸出電路,通過K對電容C充電,充滿後,將K與電感L連通,電容的電量將通過L放電,由於存在電感L的電能消耗,所以將會呈現一個逐步衰減的正弦波輸出。如下圖

LC振蕩電路
利li用yong該gai原yuan理li,無wu磁ci水shui表biao通tong過guo檢jian測ce該gai正zheng弦xian波bo衰shuai減jian過guo程cheng來lai實shi現xian水shui表biao計ji量liang。在zai下xia圖tu右you邊bian部bu分fen的de電dian路lu中zhong,圓yuan盤pan代dai表biao水shui表biao的de表biao盤pan轉zhuan子zi,深shen色se區qu域yu表biao示shi金jin屬shu表biao盤pan區qu,白bai色se區qu域yu表biao示shi為wei非fei金jin屬shu表biao盤pan區qu,L為固定的電感線圈。
當對該LC電路充電後,MCU通過檢測固定電容C兩端的電壓,可以獲得LC振蕩電路中的正弦波。當電感線圈處於金屬區,會形成電感渦流,導致更大的電能消耗,正弦波衰減速度更快;當電感線圈處於非金屬區,基本不存在渦流,正弦波衰減速度相對較慢。通過MCU來檢測正弦波衰減的快慢,可以準確識別出表盤轉子處於哪個區域,進而判斷表盤位置及圈數,達到水表計量的目的。

二、傳感器硬件簡介
下圖僅顯示了一個電感傳感器的示意圖。

三、華大無磁水表方案介紹

本方案為無磁水表,可用於家庭或工業上測量水量,通過 RS-485 自動遠程抄表、 M-Bus 儀表總線、其他無線通信來組建抄表網絡。本方案具備抗幹擾能力強,功耗超低等優勢。
HC32L176係列為高性能、低成本、超低功耗MCU。32位ARM®Cortex ™ -M0+內核、運行速度高達48 MHz、內置32位硬件乘法器、最低工作電壓1.8V。待機模式下,4uS即可喚醒。
1. 各模式下功耗參數

2. 內部資源
閃存128kB,RAM 16kB。集成RTC,LCD顯示,轉換率達1Msps的12位ADC,內置24MHz RC振蕩器以降低係統BOM成本。豐富的外設接口I²C x 2、SPI x 2、UART x 6、I/O接受5V輸入電壓。防盜拷鎖碼功能,120位UID芯片唯一碼可加強軟件保護。
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