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超低功耗無(wú)磁水表應(yīng)用案例
發(fā)布時(shí)間:2020-08-01 責(zé)任編輯:lina
【導(dǎo)讀】無(wú)磁水表方案具有高能低耗的系統(tǒng)設(shè)計(jì),具備明顯的性能和成本優(yōu)勢(shì),適用氣表、熱表等表計(jì)方案設(shè)計(jì)需求。
摘要
無(wú)磁水表方案具有高能低耗的系統(tǒng)設(shè)計(jì),具備明顯的性能和成本優(yōu)勢(shì),適用氣表、熱表等表計(jì)方案設(shè)計(jì)需求。
隨著時(shí)代發(fā)展,智能水表替代部分傳統(tǒng)機(jī)械水表,得到廣泛應(yīng)用。而智能水表的計(jì)量方式也隨著電子技術(shù)的發(fā)展越來越多樣化,如機(jī)械表頭檢測(cè)、超聲波檢測(cè)、有磁檢測(cè)等方式相繼問世。但這些方式存在明顯局限性:容易受外界電磁干擾,或者因?yàn)橛来朋w對(duì)水中雜質(zhì)的累計(jì)吸附造成計(jì)量誤差,或被人為利用而漏計(jì)及不計(jì)。在這種情況下,無(wú)磁計(jì)量水表以其計(jì)量精度高、無(wú)磁性、無(wú)雜質(zhì)吸附,且不被人為干擾等優(yōu)點(diǎn),被廣大水表廠家所青睞,市場(chǎng)前景廣闊。
一、無(wú)磁檢測(cè)原理簡(jiǎn)介
無(wú)磁水表的基礎(chǔ)原理是LC振蕩傳感器,在該電路中,通過開關(guān)K調(diào)整,可以在LC電路上實(shí)現(xiàn)一個(gè)正弦波輸出電路,通過K對(duì)電容C充電,充滿后,將K與電感L連通,電容的電量將通過L放電,由于存在電感L的電能消耗,所以將會(huì)呈現(xiàn)一個(gè)逐步衰減的正弦波輸出。如下圖
LC振蕩電路
利用該原理,無(wú)磁水表通過檢測(cè)該正弦波衰減過程來實(shí)現(xiàn)水表計(jì)量。在下圖右邊部分的電路中,圓盤代表水表的表盤轉(zhuǎn)子,深色區(qū)域表示金屬表盤區(qū),白色區(qū)域表示為非金屬表盤區(qū),L為固定的電感線圈。
當(dāng)對(duì)該LC電路充電后,MCU通過檢測(cè)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(dāng)電感線圈處于金屬區(qū),會(huì)形成電感渦流,導(dǎo)致更大的電能消耗,正弦波衰減速度更快;當(dāng)電感線圈處于非金屬區(qū),基本不存在渦流,正弦波衰減速度相對(duì)較慢。通過MCU來檢測(cè)正弦波衰減的快慢,可以準(zhǔn)確識(shí)別出表盤轉(zhuǎn)子處于哪個(gè)區(qū)域,進(jìn)而判斷表盤位置及圈數(shù),達(dá)到水表計(jì)量的目的。
二、傳感器硬件簡(jiǎn)介
下圖僅顯示了一個(gè)電感傳感器的示意圖。
三、華大無(wú)磁水表方案介紹
本方案為無(wú)磁水表,可用于家庭或工業(yè)上測(cè)量水量,通過 RS-485 自動(dòng)遠(yuǎn)程抄表、 M-Bus 儀表總線、其他無(wú)線通信來組建抄表網(wǎng)絡(luò)。本方案具備抗干擾能力強(qiáng),功耗超低等優(yōu)勢(shì)。
HC32L176系列為高性能、低成本、超低功耗MCU。32位ARM®Cortex ™ -M0+內(nèi)核、運(yùn)行速度高達(dá)48 MHz、內(nèi)置32位硬件乘法器、最低工作電壓1.8V。待機(jī)模式下,4uS即可喚醒。
1. 各模式下功耗參數(shù)
2. 內(nèi)部資源
閃存128kB,RAM 16kB。集成RTC,LCD顯示,轉(zhuǎn)換率達(dá)1Msps的12位ADC,內(nèi)置24MHz RC振蕩器以降低系統(tǒng)BOM成本。豐富的外設(shè)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(qiáng)軟件保護(hù)。
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