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    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系統設計,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系統設計,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。
     
    隨著時代發展,智能水表替代部分傳統機械水表,得到廣泛應用。而智能水表的計量方式也隨著電子技術的發展越來越多樣化,如機械表頭檢測、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:容易受外界電磁干擾,或者因為永磁體對水中雜質的累計吸附造成計量誤差,或被人為利用而漏計及不計。在這種情況下,無磁計量水表以其計量精度高、無磁性、無雜質吸附,且不被人為干擾等優點,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,所以將會呈現一個逐步衰減的正弦波輸出。如下圖
     
     超低功耗無磁水表應用案例
    LC振蕩電路
     
    利用該原理,無磁水表通過檢測該正弦波衰減過程來實現水表計量。在下圖右邊部分的電路中,圓盤代表水表的表盤轉子,深色區域表示金屬表盤區,白色區域表示為非金屬表盤區,L為固定的電感線圈。
     
    當對該LC電路充電后,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。當電感線圈處于金屬區,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;當電感線圈處于非金屬區,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于哪個區域,進而判斷表盤位置及圈數,達到水表計量的目的。
     
    超低功耗無磁水表應用案例
     
    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。
     
     超低功耗無磁水表應用案例
     
    三、華大無磁水表方案介紹
     
    超低功耗無磁水表應用案例
     
    本方案為無磁水表,可用于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。本方案具備抗干擾能力強,功耗超低等優勢。
     
    HC32L176系列為高性能、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
     
    超低功耗無磁水表應用案例
     
    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振蕩器以降低系統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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