Счетчик электроэнергии

Базовый проект CC2530-SE2431L включает в себя схему электрическую принципиальную и трассировку отладочного модуля CC2530-SE2431. В данном решении показывается, как интегрировать CC2530/CC2531 и SE2431L, а в инструкции по применению демонстрируются РЧ-характеристики, а также описываются подходы к компоновке РЧ-компонентов. Для оптимальной работы РЧ-части следует как можно точнее воспроизвести схему электрическую принципиальную и трассировку. Данный базовый проект представляет собой 4-слойную печатную плату как с SMA-разъёмом для согласования РЧ-выхода с импедансом 50 Ом, так и с печатной антенной в виде перевёрнутой буквы «F».

Проект представляет собой квазирезонансный неизолированный обратноходовой преобразователь, в котором генерируется выход 15 В/ 400 мА из переменного входного напряжения с универсальным диапазоном (от 90 В до 265 В). На входные терминалы данного преобразователя был добавлен LC-фильтр для соответствия требованиям стандарта CENELEC EN50065-1, а также для того, чтобы данный источник питания можно было использовать в системах со связью по сетям электропитания. Зависимость КПД остаётся практически «плоской» (в диапазоне от 72% до 85%) в диапазоне мощности 10% – 100% и во всём диапазоне входного напряжения.

Данный базовый проект имеет характер аппаратного решения.

• Простой неизолированный обратноходовой преобразователь с управлением на первичной стороне и интегрированным ключом, рассчитанным на напряжение 700 В
• Компактное решение (габариты 28,4 мм x 67,4 мм) с выходной мощностью 6 Вт и практически «плоской» зависимостью КПД (72% – 85%) в диапазоне тока нагрузки от 50 мА до 400 мА
• Низкий коэффициент нестабильности выходного напряжения по нагрузке: +/-5% во всём температурном диапазоне
• Решение с крайне малым уровнем шума, которое подходит для применения в системах со связью по сетям электропитания (PLC) и которое соответствует требованиям стандарта CENELEC EN50065-1

В базовом проекте генерируются три изолированных выхода 12 В / 0,77 А либо из переменного однофазного входного напряжения с диапазоном 85 В – 265 В, либо из переменного трёхфазного входного напряжения с диапазоном 200 В – 480 В. UCC28700 управляет звеном питания обратноходового преобразователя. Функция управления на первичной стороне UCC28700 позволяет избавиться от необходимости в использовании оптопары, что в свою очередь позволяет снизить стоимость данного решения и упростить его. Три указанных выхода изолированы друг относительно друга, и их можно подключать последовательно для получения более высоких выходных напряжений.

Данный базовый проект имеет характер аппаратного решения.

• Поддерживает переменные трёхфазные входные напряжения с диапазоном до 480 В, а также переменные однофазные входные напряжения с диапазоном 85 В – 264 В
• Генерирует три отдельных изолированных выхода 12 В/ 0,7 А, которые можно подключать последовательно или параллельно для получения различных выходных напряжений / токов
• Генерирует общую выходную мощность 25 Вт
• Время запуска менее 200 мс (при переменном входном напряжении 230 В или выше) или менее 400 мс (при переменном входном напряжении 115 В)
• Включает в себя ключ на базе N-канального силового полевого транзистора, рассчитанного на напряжение 960 В
• Функция управления на первичной стороне позволяет избавиться от необходимости в использовании оптопары, что в свою очередь позволяет снизить стоимость данного решения и повысить его надёжность

• Широкий диапазон переменного входного напряжения (от 85 В до 300 В)
• Изолированные шины выходных напряжений общей мощностью 5 Вт: 5 В / 0,15 А, 5 В / 0,03 А, 12 В / 0,3 А, 5 В / 0,06 А
• Пульсация выходного напряжения на шине 12 В / 0,3 А на уровне 0,1%
• Функция защиты от повышенного входного напряжения, а также функции независимой защиты от повышенного тока и короткого замыкания на каждой из выходных шин
• Габариты: 100 мм (Д) x 43,5 мм (Ш) x 20 мм (В)

PMP4394 представляет собой базовый проект модуля с входным напряжением 24 В, выходным напряжением ±5 В и мощностью 1 Вт, реализованного со стандартной промышленной схемой расположения выводов SIP. В нём используется синхронный изолированный понижающий контроллер LM25018 с постоянной длительностью открытия ключа. Данное решение имеет высокий КПД, низкие коэффициенты нестабильности выходных напряжений относительно входного напряжения и по нагрузке и рейтинг изоляции по постоянному напряжению 1500 В. Данный модуль питания был разработан с использованием минимального количества компонентов для чувствительных к стоимости применений. Проекты PMP4394, PMP4401, PMP4412 – PM4415 имеют одинаковые схемы расположения выводов и могут заменять друг друга без необходимости в прочих модификациях. Наличие входного напряжения 24 В и изолированных выходов делает данную серию проектов идеальной для применения в промышленных системах.

Данный базовый проект имеет характер аппаратного решения.

PMP4401 представляет собой базовый проект модуля с входным напряжением 12 В, выходным напряжением ±5 В и мощностью 1 Вт, реализованного со стандартной промышленной схемой расположения выводов SIP. В нём используется синхронный изолированный понижающий контроллер LM25018 с постоянной длительностью открытия ключа. Данное решение имеет высокий КПД, низкие коэффициенты нестабильности относительно входа и по нагрузке и рейтинг изоляции по постоянному напряжению 1500 В. Данный модуль питания был разработан с использованием минимального количества компонентов для чувствительных к стоимости применений. PMP4394, PMP4401, PMP4412 – PM4415 имеют одинаковые схемы расположения выводов и могут заменять друг друга без необходимости в прочих модификациях. Благодаря наличию изолированных биполярных выходных напряжений данный проект идеально подходит для питания чувствительных к шумам схем, используемых в промышленных системах.

Данный базовый проект имеет характер аппаратного решения.

PMP4412 представляет собой базовый проект модуля с входным напряжением 24 В, выходным напряжением +5 В и мощностью 1 Вт, реализованного со стандартной промышленной схемой расположения выводов SIP. В нём используется синхронный изолированный понижающий контроллер LM25018 с постоянным временем открытия ключа. Данное решение имеет высокий КПД, низкие коэффициенты нестабильности относительно входа и по нагрузке и рейтинг изоляции по постоянному напряжению 1500 В. Данный модуль питания был разработан с использованием минимального количества компонентов для чувствительных к стоимости применений. PMP4394, PMP4401, PMP4412 – PM4415 имеют одинаковые схемы расположения выводов и могут заменять друг друга без необходимости в прочих модификациях.

Данный базовый проект имеет характер аппаратного решения.

PMP4415 представляет собой базовый проект модуля с входным напряжением 24 В, выходами +15 В/ 150 мА и -15 В/ 50 мА и мощностью 3 Вт, реализованного со стандартной промышленной схемой расположения выводов SIP. В нём используется синхронный изолированный понижающий контроллер LM25017 с постоянной длительностью открытия ключа. Данное решение имеет высокий КПД, низкие коэффициенты нестабильности выходных напряжений относительно входного напряжения и по нагрузке и рейтинг изоляции по постоянному напряжению 1500 В. Данный модуль питания был разработан с использованием минимального количества компонентов для чувствительных к стоимости применений. Проекты PMP4394, PMP4401, PMP4412 – PM4415 имеют одинаковые схемы расположения выводов и могут заменять друг друга без необходимости в прочих модификациях.

Данный базовый проект имеет характер аппаратного решения.

• Изолированная понижающая топология Flybuck™ с рейтингом изоляции по постоянному напряжению 1500 В
• Высокий КПД
• Низкие коэффициенты нестабильности выходных напряжений относительно входного напряжения и по нагрузке
• Бюджетное решение с минимальным количеством использованных компонентов
• Стандартная промышленная схема расположения выводов
• Габариты решения: 19,8 мм x 9 мм x 5,8 мм

PMP4440 – одноваттный модуль с входом 5 В и выходом +5 В, с промышленным стандартом SIP расположения выводов. Он содержит обратноходовой контроллер TPS55010 с регулируемой частотой. Конструкция имеет высокую эффективность, хорошее линейное и нагрузочное регулирование с изоляцией до 1,5 кВ постоянного тока. Силовой модуль разработан с минимальным количеством компонентов для приложений, требовательных к стоимости.

Проект PMP8471 предназначен для применения в качестве источника питания для интеллектуальных счётчиков электроэнергии в системах с высоким входным напряжением. Проект PMP8471 способен выдерживать переменное входное напряжение до 415 В. Данный обратноходовой преобразователь со сдвоенным дросселем генерирует два выходных напряжения 12 В с номинальным значением выходного тока 300 мА на каждом шине.

Данный базовый проект имеет характер аппаратного решения.

Проект PMP8590 генерирует выход 24 В/ 250 мА из переменного входного напряжения электросети с универсальным диапазоном. В нём используется UCC28910, который представляет собой квазирезонансный контроллер с управлением на первичной стороне. Также в данном проекте используется полевой транзистор, рассчитанный на напряжение 700 В и позволяющий добиться дополнительного упрощения изолированного обратноходового преобразователя.

Данный базовый проект имеет характер аппаратного решения.

В базовом проекте PMP9185 для генерирования выходного напряжения 15 В при максимальном значении выходной мощности 20 Вт из переменного входного напряжения с универсальным диапазоном используется обратноходовой контроллер UCC28710 с управлением на первичной стороне, за которым следуют звенья DC/DC-преобразователя и LDO-регулятора напряжения с использованием TPS54229 и TPS650250, которые в свою очередь генерируют выходные напряжения 5 В, 3,3 В, 1,8 В и 1,2 В. Интегрированный на печатную плату разъём позволяет питать DC/DC- и LDO-звенья переменным входным напряжением или постоянным входным напряжением.

Данный базовый проект имеет характер аппаратного решения.

Проект PMP9310 представляет собой преобразователь с питанием от электросети, который генерирует постоянное выходное напряжение 3,3 В при выходном токе до 132 мА. Он предназначен для использования с однофазными интеллектуальными счётчиками электроэнергии в электросетях с частотой 50 Гц, где максимум доступной полной мощности стабилизирован (обычно 4 ВА), а наличие гальванической развязки не является обязательным. Данный проект позволяет решить проблему ограничения доступной выходной мощности, что является типовой ситуацией при использовании выходного звена с линейной стабилизацией. Благодаря использованию понижающего переключателя LM5017 с широким диапазоном входное напряжение входное напряжение DC/DC-звена данного проекта с понижением напряжения электросети на конденсаторах имеет высокое значение (72 В), и это позволяет генерировать значительную бо?льшую мощность при заданном значении полной входной мощности электросети. Дополнительная доступная выходная мощность позволяет организовывать дизайн системного уровня с дополнительным функционалом.

Данный базовый проект имеет характер аппаратного решения.

• Диапазон переменного входного напряжения электросети 85 В – 230 В при частоте 50 Гц, постоянное выходное напряжение 3,3 В
• Выходной ток 10 мА при входном напряжении 85 В и выходной ток 132 мА при входном напряжении 230 В
• Полная входная мощность 1,68 ВА при переменном входном напряжении 120 В и выходном токе 33 мА
• Полная входная мощность 6,6 ВА при переменном входном напряжении 230 В и выходном токе 132 мА
• Общий КПД по мощности до 54%

Проект PMP9311 представляет собой малопотребляющий преобразователь с питанием от электросети и понижением напряжения электросети на конденсаторах, который поддерживает переменное входное напряжения с частотой 50 Гц и диапазоном от 85 В до 230 В и генерирует стабилизированное постоянное выходное напряжение 3,3 В при выходном токе до 85 мА. Он предназначен для использования с электронными счётчиками электроэнергии, где уровень потребляемой полной мощности стабилизирован, а наличие гальванической развязки не является обязательным. Возможность генерирования высокого выходного тока при том же уровне ограничения полной входной мощности позволяет организовать проект для работы со счётчиками электроэнергии с богатым набором функций. Увеличение выходной мощности стало возможным благодаря тому, что фиксирующее напряжение на диоде Зенера может достигать 42 В, а также благодаря использованию понижающего импульсного регулятора напряжения с широким диапазоном входного напряжения.

Данный базовый проект имеет характер аппаратного решения.

• Диапазон переменного входного напряжения электросети 85 В – 230 В при частоте 50 Гц, постоянное выходное напряжение 3,3 В
• Выходной ток 15 мА при входном напряжении 85 В и выходной ток 85 мА при входном напряжении 230 В
• Полная входная мощность 1,83 ВА при переменном входном напряжении 120 В и выходном токе 29 мА
• Полная входная мощность 6,78 ВА при переменном входном напряжении 230 В и выходном токе 85 мА
• Общий КПД по мощности до 50%

В данном базовом проекте представлен изолированный интерфейс RS-485 со скоростью передачи данных 1 Мбит/с и напряжениями питания 3,3 В с использованием изолированного приёмопередатчика RS-485 ISO35T, а также высокоточного линейного регулятора напряжения TPS76333. На данной печатной плате достигается гальваническая развязка сигналов и питания наряду с малыми габаритами и низким уровнем энергопотребления.

Данный базовый проект имеет характер аппаратного решения.

В данном проекте реализован изолированный преобразователь данных, который использует оставшуюся от интерфейса мощность для питания самого себя. Благодаря этому пропадает требование к наличию дорогостоящей системе передачи питания через изоляционный барьер. Посредством организации связи по повсеместно встречающемуся интерфейсу RS-232 на счётчиках электроэнергии возможно реализовывать такие функции, как конфигурирование и калибровка оборудования предприятия, посредством широкого ряда аппаратного обеспечения испытательных станций.

Наличие изоляционного барьера с рейтингом изоляции 2,5 кВ (среднеквадратичное значение) может гарантировать, что полевые техники смогут безопасно подключаться к счётчикам электроэнергии даже после их установки для проведения диагностики, сбора данных и обновления прошивки.

Данный надёжный интерфейс рассчитан на скорости передачи данных, значительно превосходящие скорости передачи данных по интерфейсу RS-232, для того чтобы гальваническая развязка никогда не была ограничивающим фактор в данном проекте.

Данный базовый проект имеет характер аппаратного решения.

Материнская плата PLC разработана с применением решений от TI SOMPLC-F28PLC83 и SOMPLC-F28M35. Материнская плата реализует ключевую схему подключения к линии переменного тока, необходимую системам на модуле (SoM) для подключения к электросети. Материнская плата также включает расширенный разъем для RF модулей, которые упрощают разработку комбинированных систем PLC+RF. TIDA-00192 была реализована с помощью оборудования TMDSPLCDOCK-V4.

• Схема подключения к электросети;
• Переключаемый регулятор PTH08080 обеспечивает выходной ток до 2,25 А;
• Входное напряжение 15 В;
• Поддержка частотных диапазонов Cenelec, FCC и ARIB;
• Поддержка промышленных стандартов PLC: PRIME, G3 и IEEE-1901.2;
• 34-штырьковый мини-разъем обеспечивает гибкое взаимодействие с пользовательскими платами и другими разработками TI, такими как SOMPLC-F28PLC83 и SOMPLC-F28M35.

• От 2 до 5 последовательно соединенных ионисторов с индивидуальным контролем каждого;
• До 9 соединенных последовательно ионисторов без индивидуального контроля каждого;
• Мониторинг и балансировка ионисторов;
• Активная балансировка напряжения на конденсаторе;
• Решение протестировано и доступно в виде отладочного модуля со встроенным программным обеспечением, приложением с графическим интерфейсом и руководством пользователя.

Проект TIDA-00583 представляет собой обратноходовой преобразователь, который способен работать от крайне низкого переменного входного напряжения электросети (минимум – 45 В) и генерировать стабилизированный и полностью изолированный выход 5 В/ 1,6 А для коммуникационной модули счётчика электроэнергии, а также другой маломощный неизолированный выход с напряжением 12 В. Благодаря использованию контроллера UCC28722 с управлением на первичной стороне, который осуществляет точную стабилизацию напряжения и постоянного тока с контуром обратной связи на первичной стороне, а также биполярного выключателя от TI в данном проекте отсутствует необходимость в использовании схем обратной связи на базе оптопар, что в свою очередь позволяет снизить стоимость системы.

Данный базовый проект имеет характер аппаратного решения.

• Широкий диапазон переменного входного напряжения от 45 В до 265 В
• Два выхода: 5 В/ 1,6 А (максимальное значение выходного тока – 2,2 А) и 12 В/ 10 мА (неизолированный)
• Среднее значение КПД по 4 точкам 73,8% или выше
• КПД при полной нагрузке (5 В/ 2,2 А) 72% или выше
• Малая амплитуда пульсаций выходного напряжения при полной нагрузке (менее 150 мВ)
• Низкая стоимость системы благодаря управлению на первичной стороне, наличию ключа на биполярном транзисторе и применению односторонней печатной платы

Основная особенность TIDA-00600 – небольшие размеры и низкая стоимость решения для управления питанием систем, использующих ZigBee с питанием от батарей и DC источников питания.

TIDA-00600 содержит данные тестов, руководство по разработке и gerber-файлы для блока управления питанием.

Эта схема использует ультракомпактный LDO LP5907 с высоким PSRR и малым уровнем шума, а также контроллер заряда батарей BQ24230.

• Низкий уровень шумов и высокий PSRR выходного напряжения;
• Контроллер заряда батарей с возможностью независимой и одновременной зарядкой аккумуляторов;
• Автоматическое переключение на питание от батарей или от USB, когда разъем адаптера отключен;
• Отключение при низком заряде батареи для предохранения от переразряда;
• Небольшие размеры платы и низкая стоимость компонентов.

В проекте TIDA-00601 реализована трёхфазная система измерения электроэнергии класса 0,5% на базе изолированных датчиков с шунтами. Гальваническая развязка появляется благодаря использованию изолированных дельта-сигма модуляторов, в которых выходная цепь изолирована от входной с помощью ёмкости. Система на кристалле (SoC) измерения электроэнергии принимает различные битовые потоки от изолированных модуляторов и использует свои интегрированные цифровые фильтры для считывания выборок АЦП. SoC измерения электроэнергии также используется для измерения напряжений, вычисления значений метрологических параметров, управления ЖК-дисплеем платы и связи с графическим интерфейсом пользователя ПК посредством изолированной схемы RS-232 на плате.

В данном базовом проекте использован AMC1304M05. Также в данном базовом проекте может быть использован AMC1304M25.

В данном базовом проекте использован MSP430F67641. Также в данном базовом проекте может быть использован MSP430F67641A.

В данном базовом проекте использованы ISO7420 и ISO7421. Также в данном базовом проекте могут быть использованы ISO7320C и ISO7321C.

Данный базовый проект имеет характер аппаратно-программного решения.

• Трёхфазная метрологическая система класса 0,5% с гальванически изолированными датчиками тока с шунтами
• Гальваническая развязка шунтов с рабочим рейтингом изоляции до 1 кВ по переменному напряжению и максимальным напряжением изоляции 7 кВ
• Прошивка Energy Library от TI позволяет рассчитать все параметры измерения электроэнергии, включая активные и реактивные мощности и энергии, среднеквадратичные значения тока и напряжения, коэффициент мощности и частоту в электросети
• Изолированный RS-232 со среднеквадратичным рабочим рейтингом изоляции 3 кВ для связи с графическим интерфейсом пользователя ПК
• Встроенный 160-сегментный дисплей для отображения метрологических параметров

TIDA-00628 представляет собой неизолированный обратноходовой AC/DC-источник питания с одним выходом с напряжением 15 В и мощностью 6,5 Вт, который способен работать в широком диапазоне переменного входного напряжения от 85 В до 440 В. В данном проекте продемонстрированы 2 основных особенности: во-первых, отсутствие снабберных компонентов благодаря использованию высоковольтного биполярного транзистора; во-вторых, упрощённый дизайн трансформатора без необходимости во вспомогательной обмотке. Малое количество компонентов системы и наличие встроенных продвинутых функций защиты являются причинами бюджетности данного решения для счётчиков электроэнергии и промышленных проектов.

Данный базовый проект имеет характер аппаратного решения.

• Входное напряжение до 440 В (среднеквадратичное значение), выход с напряжением 15 В и мощностью 6,5 Вт
• Отсутствие снаббера позволяет уменьшить количество используемых компонентов и площадь печатной платы
• Ключ на базе биполярного транзистора для снижения стоимости системы
• Неизолированный выход позволяет использовать упрощённый трансформатор без вспомогательной обмотки
• Типовое значение КПД 80% при напряжении 230 В и мощности 6,5 Вт
• Соответствует требованиям CISPR 22, класс B по наведённым электромагнитным помехам

Данный проект представляет собой решение системы управления питанием с выходом 3,6 В/ 900 мА, генерируемым из входного напряжения от батарей различных типов, для интеллектуальных расходомеров (домашних счётчиков расхода газа и воды). TIDA-00676 включает в себя РЧ-подсистему категории 1 согласно ETSI с wM-Bus с частотой 169 МГц с возможностью приёма и мощностью передачи до +30 дБм, которая соответствует всем техническим требованиям к РЧ-связи на частоте 169 МГц в Италии и Франции. Данные система управления питанием и РЧ-подсистема могут быть в равной степени использованы в системах сбора данных и других конечных узлах (счётчиках электроэнергии или домашних дисплеях) со связью по wM-Bus с частотой 169 МГц.

Данный базовый проект имеет характер аппаратно-программного решения.

• Понижающий преобразователь с низким потребляемым током 360 нА заряжает суперконденсатор для использования с батареями различного химического состава
• Повышающий преобразователь генерирует ток 900 мА для усилителя мощности с мощностью передачи +30 дБм
• РЧ-подсистема категории 1 согласно ETSI с wM-Bus с частотой 169 МГц с возможностью приёма, мощностью передачи до +30 дБм и динамическим диапазоном 55 дБ
• Сверхмалопотребляющий МК с технологией FRAM, аппаратной системой детектирования вращения и контроллером ЖК-дисплея
• Конфигурационные файлы SRF7 для приёма пакетов wM-Bus во всех N-режимах
• Включает в себя прошивку в исходном коде, конфигурационные файлы графического интерфейса пользователя SRF7 Studio и руководство пользователя

Несанкционированные попытки изменения показания счётчика электроэнергии с помощью магнита могут парализовать работы любого трансформатора в системе измерения электроэнергии, что потенциально может привести к невозможности правильного питания системы или корректного счёта энергии, поглощённой нагрузкой. В данном проекте реализована трёхфазная система измерения электроэнергии класса 0,2, которая детектирует несанкционированные попытки изменения показания счётчика электроэнергии магнитом с помощью датчиков Холла. Данная функция детектирования доступна при работе как от основного, так и от запасного источников питания. В данном проекте применены методы уменьшения тока потребления датчиков Холла для увеличения продолжительности работы системы в случае использования запасного источника питания.

Данный базовый проект имеет характер аппаратного решения.

• Магнитная индукция рабочей точки датчика +6,9 Тл, магнитная индукция точки отпускания датчика +3,5 Тл
• Поддержка запасных источников питания
• Уменьшение тока потребления каждого датчика до уровня менее 2 мкА благодаря программному изменению скважности сигнала источника питания
• Трёхфазная система измерения электроэнергии превышает требования класса 0,2 согласно ANSI и IEC
• Прошивка Energy Library от TI рассчитывает все параметры измерения электроэнергии, включая активные и реактивные мощности и энергии, среднеквадратичные значения тока и напряжения, коэффициент мощности и частоту в линии

В базовом проекте TIDA-00848 приведено инновационное решение добавления функционала ЖК-дисплея в любые приложения умных сетей электроснабжения или Интернета Вещей (IoT), в которых требуется наличие семисегментного ЖК-дисплея, но при этом он не всегда должен быть включен. Поддержка семисегментного ЖК-дисплея реализуется с помощью использования нескольких резисторов и оптимизированного программного обеспечения управления выводами GPIO для беспроводного МК CC1310 семейства SimpleLink^TM. Подход, применённый в данном проекте, может быть использован с любым микроконтроллером от TI без необходимости во встроенном модуле контроллера ЖК-дисплея.

• Инновационное решение управления семисегментным ЖК-дисплеем посредством выводов GPIO беспроводного МК CC1310 семейства SimpleLink
• Для управления 80 сегментами ЖК-дисплея со схемой мультиплексирования 4:1 и смещением 1/3 требуются всего 26 портов ввода-вывода
• Периферия контроллера датчиков включает в себя емкостное детектирование касания к сенсорной зоне печатной платы и периодическое считывание показаний датчиков LMT70A
• 2-слойная печатная плата в форм-факторе HCA с 96-сегментным ЖК-дисплеем со схемой мультиплексирования 4:1 и емкостной сенсорной зоной для включения/ выключения ЖК-дисплея
• Средний ток потребления: 835 нА при напряжении 3,6 В (ЖК-дисплей выключен); 338 мкА при напряжении 3,6 В (включены 80 сегментов ЖК-дисплея) под управлением фреймворка TI RTOS

В базовом проекте TIDA-01088 реализуется измерение параметров качества электроэнергии в составе многофазной системы измерения электроэнергии. Рассчитываются коэффициент нелинейных искажений (THD), базовые показания, а также такие стандартные метрологические параметры, как активные и реактивные энергии и мощности. Также рассчитываются сдвиги фаз для того, чтобы предотвратить неправильную установку системы. В данном проекте используются изолированные токовые шунты для сохранения точности при анализе гармоник, а также для защиты от несанкционированных попыток изменения показания счётчика с помощью магнита.

Данный базовый проект имеет характер аппаратно-программного решения.

• Трёхфазные метрологические измерения класса точности 0,5% с помощью гальванически изолированных токовых шунтов
• Рейтинг изоляции 1 кВ по переменному току (рабочее напряжение) и 7 кВ (максимальное напряжение)
• Расчёт коэффициента нелинейных искажений (THD) для напряжения и тока
• Запись случаев просадок и всплесков напряжения с помощью программируемых пороговых уровней
• Измерение сдвигов фаз с целью определения последовательности фаз для предотвращения неправильной установки системы
• Полноценная библиотека измерения параметров электроэнергии: базовые значения напряжения и тока, базовые значения активной и реактивной мощностей, активная и реактивная энергии, среднеквадратичные значения тока и напряжения, коэффициент мощности и частота в сети

• Трехфазный электросчетчик, способный мерить такие параметры, как ток RMS, напряжение RMS, активную и реактивную мощность, коэффициент мощности и частоту;
• Интерфейс Wi-Fi IEEE-802.11 b/g/n обеспечивает возможность подключения со смартфонов, планшетов и ПК через стандартный Web браузер;
• 160-сегментный LCD дисплей для отображения данных измерений и статуса Wi-Fi соединения;
• Возможность расширения функционала для поддержки других интернет-приложений;
• Программное обеспечение с графическим интерфейсом для ПК для настройки параметров.

В базовом проекте TIDC-BLE-METER-READING акцент сделан на приложение для считывания данных с устройства мониторинга электроэнергии по Bluetooth^® Low Energy (BLE) с использованием многостандартного беспроводного МК CC2650 из семейства SimpleLink™ и соответствующего модуля SensorTag. Данный модуль впоследствии подключается к аппаратному обеспечению (с минимальными модификациями) проекта TIDM-3OUTMSTSTRP от TI, который выступает в качестве источника данных измерений. Данный проект TI также включает в себя приложение для Android, которое выполняет функции удалённого считывателя и терминала управления.

Базовый проект имеет характер аппаратно-программного решения.

С течением времени в таких применениях, как умные розетки, а также в таких общих применениях, как бытовая техника, умные сети электроснабжения и автоматизация зданий, всё чаще требуется измерение и управление энергии посредством Wi-Fi.

Умная розетка на базе CC3200 является законченным системным решением, в котором вычисление метрологических данных, а также соединение по Wi-Fi, включая связь с облачным сервером, интегрированы в один МК. Устройство отслеживает уровень энергопотребления нагрузки, а также управляет силовой частью, параллельно передавая данные по Wi-Fi на другие устройства и облачный сервер. В систему также входит источник питания (PSU) на основе изолированного понижающего преобразователя с высоким КПД с учётом очень компактных размеров.

• Связь по сетям 802.11 b/g/n Wi-Fi на основе технологии SimpleLink™ с любых мобильных устройств
• Однофазное измерение энергии на основе вычислений тока, напряжения, мощности и энергии
• Один беспроводной МК с Wi-Fi с интегрированным АЦП для вычисления метрологических данных и управления связью по Wi-Fi
• Дискретная метрологическая схема на плате
• Быстро переключающееся твердотельное реле для местного или удалённого включения или отключения устройства
• Источник питания на основе изолированного понижающего преобразователя для регулировки выхода в режимах постоянного напряжения (CV) и постоянного тока (CC) без применения оптрона
• Включает в себя полную документацию, файлы схем электрических принципиальных, а также программное обеспечение для встроенных и мобильных приложений на базе Android
• Соответствует концепции Интернета Вещей (IoT)

Важность своевременных откликов и мониторинга в развитых измерительных инфраструктурах (AMI) и сетях автоматизации распределения повышает требования к надёжности связи. В данном проекте TI эта проблема решается посредством реализации решения на базе как РЧ, так и связи по электросетям (PLC). Проект может повысить рабочие характеристики сети, её надёжность, пропускную способность и масштабируемость. Беспроводной МК CC13xx выступает как в роли процессора РЧ-протокола, так и головного PLC-процессора, что приводит к дополнительной экономии на дизайне системы. Данный проект базируется на проприетарном РЧ-решении, являясь базой для выбора РЧ-протоколов и полос частот, востребованных на конкретном рынке. В базовом проекте гибридной системы из беспроводной M-Bus и G3-PLC реализуется частный случай концепта гибрида РЧ+PLC.

• Повышение надёжности сети благодаря одновременной передаче по беспроводной и PLC сетям
• Повышение пропускной способности сети благодаря пространственному мультиплексированию посредством одновременной передачи независимых данных по беспроводной и PLC сетям
• Повышение масштабируемости сети благодаря созданию моста между беспроводной и PLC сетями, что увеличивает покрытие сети
• Полностью программируемый дизайн протокола даёт возможность выбора протоколов связи PLC и РЧ и полос частот: протоколы PLC (PRIME, G3-PLC и PLC-Lite) в диапазонах частот CENELEC, ARIB и FCC и протоколы РЧ (беспроводная M-Bus, IEEE 802.15.4g FSK и режим дальнего действия) в субдиапазоне 1 ГГц (CC1310 или CC1350) и диапазоне 2,4 ГГц (CC1350)

Важность своевременных откликов и мониторинга в продвинутых инфраструктурах счётчиков (AMI) и сетях распределительной автоматизации повышает требования к надёжности подключений. Подключения по стандартным протоколам становятся требованием во многих интеллектуальных сетях, так как операторы и регулировщики техобслуживания могут пользоваться удобствами совместимости. В данном проекте от TI данные проблемы решаются благодаря реализации решения связи по электросети (PLC) со стандартными протоколами беспроводной M-Bus and G3-PLC. Данный проект позволяет повысить производительность, надёжность, пропускную способность и масштабируемость сети. Беспроводной МК CC13xx выступает как в роли процессора РЧ-протокола, так и в роли головного PLC-процессора, что позволяет дополнительно сэкономить на дизайне системы. Данный проект базируется на РЧ-решении с беспроводной M-bus и G3-PLC; чтобы оценить проприетарную версию на базе РЧ-решения от TI, ознакомьтесь с базовым проектом гибридного РЧ-PLC решения.

Данный базовый проект имеет характер аппаратно-программного решения.

• Повышает надёжность сети благодаря одновременной передаче по сетям беспроводной M-bus и PLC
• Повышает пропускную способность сети благодаря пространственному мультиплексированию с использованием сетей беспроводной M-bus и PLC для одновременной передачи независимых данных
• Повышает масштабируемость сети, выступая в роли моста между сетями беспроводной M-bus и PLC и тем самым увеличивая радиус покрытия сети на заданной территории
• Проект с полностью программируемым протоколом предлагает различные варианты для протоколов связи по PLC / беспроводной M-bus: протоколы PLC (PRIME, G3-PLC и PLC-Lite) по CENELEC, частотные полосы ARIB и FCC, а также поддержка приём-передачи в C- / T- / S-режимах по беспроводной M-Bus в частотной полосе 868 МГц

Единственная печатная плата в проекте TIDC-MULTIBAND-WMBUS позволяет покрыть все три частотных полосы wM-Bus с изменением номиналов всего лишь нескольких компонентов. Она представляет собой РЧ-подсистему со сверхнизким уровнем энергопотребления и соответствует требованиям к приёмникам категории 1 согласно ETSI для систем с полосами частот wM-Bus 169 МГц и 433 МГц без использования ПАВ-фильтров и термокомпенсированных кварцевых генераторов (TCXO). Сверхмалопотребляющий MSP430 с поддержкой постоянно работающего сегментного ЖК-дисплея отлично подходит для таких подсистем счётчиков, как распределители потреблённого тепла.

Данный базовый проект имеет характер аппаратно-программного решения.

• Одна РЧ-плата покрывает все три частотных полосы wM-Bus (169 МГц, 433 МГц и 868 МГц)
• Лучшие на рынке параметры блокирования, избирательности и приёмной чувствительности во всех режимах wM-Bus
• Подсистема, соответствующая требованиям к приёмникам категории 1 согласно ETSI на частотах 169 МГц и 433 МГц
• Примеры открытого исходного кода для S-, T-, C-, C2OTHER-, F-, Nabef-, Ncd- и Ng-режимов wM-Bus
• Конфигурационные файлы SRF7 для приёма пакетов wM-Bus во всех режимах
• Данная сверхмалопотребляющая система ЖК-дисплея + РЧ была протестирована и включает в себя прошивку в исходном коде, конфигурационные файлы графического интерфейса пользователя SRF7 Studio и руководство пользователя

Данный BoosterPack™ с CC1120 и CC1190 sub-1 ГГц диапазона частот для сетей SIGFOX представляет собой сертифицированный аппаратный проект, с помощью которого пользователи получают возможность подключаться к платформе энергоэффективной сети дальнего радиуса действия (Low Power Wireless Area Network, LPWAN) SIGFOX и который предназначен для рынка Интернета вещей (IoT).

Данный BoosterPack™ с CC1120 и CC1190 предназначен для использования со сверхмалопотребляющими наборами для разработки LaunchPad™ MSP-EXP430F5529, а также для работы в качестве автономного модуля с использованием программного приложения SmartRF™ Studio. Данный BoosterPack с CC1120 и CC1190 имеет интегрированную печатную антенну, которая работает в ISM-диапазонах частот 902 МГц – 928 МГц (США) и 869 МГц – 870 МГц (Европа).

Данный базовый проект имеет характер аппаратного решения.

• Семейство устройств CC112x sub-1 ГГц диапазона частот представляет собой полностью интегрированные однокристальные РЧ-приёмопередатчики, предназначенные для высокопроизводительной работы при крайне низких уровнях энергопотребления и низких напряжениях питания в составе бюджетных беспроводных систем
• В РЧ-приёмопередатчик интегрированы все необходимые фильтры, что позволяет избавиться от необходимости в дорогостоящих внешних фильтрах средних частот
• Устройство CC1120 в основном предназначено для промышленных, научно-исследовательских и медицинских (ISM) диапазонов частот, а также для диапазонов частот устройств ближнего радиуса действия (SRD) 164 МГц – 192 МГц, 410 МГц – 480 МГц и 820 МГц – 960 МГц
• CC1190 представляет собой устройство увеличения зоны покрытия для РЧ-приёмопередатчиков, РЧ-передатчиков и SoC-устройств диапазона частот 850 МГц – 950 МГц
• CC1190 увеличивает энергетический потенциал линии связи благодаря наличию в нём усилителя мощности (УМ) для увеличения выходной мощности и малошумящего усилителя (МШУ) с низким значением уровня шума для увеличенной чувствительности приёмника, а также переключателей и компонентов РЧ-согласования для упрощения дизайна высокопроизводительных беспроводных систем

Проект TIDC-WIFI-METER-READING от TI дополняет проект умного электрического удлинителя TIDM-3OUTSMTSTRP функцией связи по Wi-Fi^®. Связь по Wi-Fi осуществляется с помощью беспроводного МК с Wi-Fi CC3200 семейства SimpleLink™. Пользователь может в режиме удалённого доступа отслеживать уровни энергопотребления нагрузок, подключённых к трём розеткам, а также управлять реле для включения или выключения питания. Умным электрическим удлинителям нужна беспроводная связь для максимизации их доли в увеличении энергетической эффективности в таких применениях, как дата-центры. В проекте TIDM-BLE-MTR-READING от TI предлагается дополнительная возможность организации подобной связи.

Данный базовый проект имеет характер аппаратно-программного решения.

• Подключение к монитору по Wi-FI и управление тремя независимыми электрическими нагрузками
• Отображение на смартфоне или планшете активной и реактивной мощностей, энергии, коэффициента мощности и других параметров измерения электроэнергии
• Реле для включения / выключения питания отдельных нагрузок с беспроводным управлением
• Интегрированный Wi-Fi в составе одного устройства – беспроводного МК с Wi-Fi CC3200 семейства SimpleLink™
• Архитектура обратноходового источника питания с высоким КПД позволяет минимизировать количество установленных на плате компонентов и уменьшить стоимость решения

Это решение описывает ETSI Cat. 2 приемник с поддержкой радиочастотной подсистемы интеллектуального счетчика, полностью совместимой с распространенным стандартом wM-Bus S, T и C-режимов на 868 МГц, согласно EN13757-4:2014. SimpleLink RF передатчик обеспечивает лучшее блокирование, селективность и RX чувствительность в таких приложениях wM-Bus, как двунаправленные расходомеры жидкости, электронные счетчики и теплосчетчики.

Это оптимизированное по цене решение обеспечивает частоту смещения не более ± 60ppm в режиме S2, за счет использования недорогих XTAL компонентов. Никаких внешних SAW фильтров и дорогостоящих TCXO компонентов для реализации wM-Bus режимов на 868 МГц не требуется. Кроме того, эта конструкция использует DC/DC преобразователь с ультранизким энергопотреблением с динамической подстройкой выходного напряжения, обеспечивающий новый уровень оптимизации питания, что значительно продлевает срок службы батарей.

• Наилучшее блокирование, селективность и RX чувствительность подсистемы для wM-Bus 868 МГц;
• Полная совместимость с wM-Bus требованиями для режимов S2, T2-счетчиков с C2-счетчиков;
• DC/DC преобразователь с регулируемым выходным напряжением и собственным потреблением 360 нА;
• Не содержит дорогих SAW фильтров и TCXO компонентов;
• Разработка протестирована и содержит тестовое встроенное ПО, файлы конфигурации SRF7 Studio GUI и руководство для начала работ.

В проекте реализован однофазный счётчик электроэнергии класса 0,2 согласно ANSI / IEC с усиленной защитой от электростатического разряда. Кроме того, в данном проекте есть возможность связи по ZigBee™. Для выполнения всех метрологических функций данного счётчика электроэнергии используется система на кристалле (SoC), которая также передаёт данные об активной мощности на дополнительную плату CC2530EM. Разработчики могут использовать парный проект домашнего дисплея от TI (TIDM-LOWEND-IHD) для отображения данных в режиме удалённого доступа.

В данном базовом проекте использован MSP430F6736A. Также в данном базовом проекте можно использовать MSP430F6736.

• Однофазный счётчик электроэнергии, который превосходит требования к устройствам класса 0,2 согласно ANSI и IEC
• Успешно прошёл испытания на разряд в воздухе уровня 4 согласно IEC 61000-4-2 (подробно см. в руководстве проекта)
• Прощивка Energy Library от TI позволяет рассчитать все параметры измерений электроэнергии, включая активные и реактивные мощности и энергии, среднеквадратичные значения тока и напряжения, коэффициент мощности и частоту в электросети
• Поддержка подключения по ZigBee® к домашнему дисплею или подключений по Wi-Fi®, беспроводной M-Bus и IEEE-802.15.4g к дополнительным модулям связи
• Автоматическое или ручное переключение между главным и вспомогательным источниками питания для метрологического движка

Данный проект представляет собой обновление прошивки оригинального TIDM-2PHASE-SUBMTR. Данное обновление позволяет расширить функциональность и увеличить гибкость оригинальной прошивки, включая возможность связи по I2C, измерение рабочих значений напряжения и тока и измерение коэффициентов нелинейных искажений напряжения и тока, а перестроение архитектуры позволит гибко переназначать каналы АЦП.

Данный базовый проект имеет характер программного решения.

Данный базовый проект представляет собой обновление прошивки исходного проекта TIDM-2PHASE-SUBMTR. Данное обновление позволяет расширить функционал и сделать более гибкой исходную прошивку, включая такие возможности, как: возможность связи по I2C, измерение основных напряжений и токов, измерение коэффициента нелинейных искажений напряжения и тока, а также переработанная архитектура для возможности гибкого переназначения каналов АЦП.

Данный базовый проект имеет характер программного решения.

Данный проект представляет собой двухфазный преобразователь мощностью 700 Вт с цифровым управлением, коррекцией коэффициента мощности, чередованием фаз и дополнительной функцией измерения мощности. Микроконтроллер семейства C2000™ Piccolo™ выполняет роль контроллера двух повышающих силовых звеньев со сдвигом фаз 180°, которые составляют преобразователь с коррекцией коэффициента мощности, а также он отслеживает форму напряжения на фазе и нейтрали для выполнения функции измерения мощности. КПД данного проекта достигает 97%, коэффициент нелинейных искажений – 1,5% (при полной нагрузке), а коэффициент мощности превышает 0,98. Благодаря минимизации потерь мощности в силовом звене, уменьшению влияния гармонических искажений на надёжность и коэффициенту мощности, близкому к единице, данный проект является отличным выбором для приложений без питания от сети и для AC/DC-источников питания.

Базовый проект имеет характер аппаратно-программного решения.

• Полностью цифровое управление двухфазным преобразователем с коррекцией коэффициента мощности и чередованием фаз
• Переменное входное напряжение с универсальным диапазоном от 95 В до 265 В
• Выходная шина питания с напряжением 400 В и максимальной мощностью 700 Вт
• Коэффициент мощности 0,99 при частоте переключений 200 кГц, коэффициент нелинейных искажений 1,5% при полной нагрузке
• Поддержка отслеживания мощности выпрямленного входного напряжения, среднеквадратичного входного напряжения, среднеквадратичного значения входной мощности и входной частоты в электросети
• Полнофункциональная отладочная плата включает в себя программное обеспечение, файлы аппаратной части проекта, графический интерфейс для быстрого начала работы и подробную документацию

ПРИМЕЧАНИЕ: программное обеспечение для данной платы можно найти в наборе программного обеспечения controlSUITE™. Скачайте controlSUITE™ по адресу ti.com/controlsuite. После установки выберите пункт "High Voltage Interleaved PFC Kit" по следующему пути: Development Tools -> Digital Power section.

В проекте TIDM-3PH-ENERGY5-ESD реализована трёхфазная система измерения электроэнергии класса 0,5 по ANSI/IEC с усиленной защитой от электростатического разряда. Проект также поддерживает связь по ZigBee™. Данная система измерения электроэнергии на кристалле (SoC) используется для осуществления всех метрологических измерений и отправки результатов измерения активной мощности на дополнительную плату CC2530EM. Разработчики могут использовать проект домашнего дисплея от TI (TIDM-LOWEND-IHD) для отображения результатов измерения в режиме удалённого доступа.

В данном базовом проект используется MSP430F67641A. Также в данном базовом проекте может быть использован MSP430F67641.

Данный базовый проект имеет характер аппаратно-программного решения.

• Трёхфазная система измерения электроэнергии, точность которой превышает требования класса точности 0,5 по ANSI и IEC
• Успешно прошла тесты уровня 4 на разряд по воздуху согласно IEC 61000-4-2 (подробнее см. в руководстве проекта)
• Прошивка библиотеки TI Energy позволяет рассчитать все параметры измерения электроэнергии, включая активные и реактивные мощности и энергии, среднеквадратичные значения тока и напряжения, коэффициент мощности и частоту в линии
• Поддерживает связь по ZigBee^® с домашним дисплеем или связь с дополнительными модулями связи Wi-Fi^®, беспроводного M-Bus и IEEE-802.15.4g
• Автоматическое или ручное переключение между основным и вспомогательным источниками питания для метрологического движка

В данном проекте реализовано высокоинтегрированное решение счётчика электроэнергии на базе одного кристалла с поддержкой токоизмерительных катушек Роговского. Для произведения вычислений различных параметров многофазного измерения электроэнергии, таких как среднеквадратичные значения тока и напряжения, активные и реактивные мощности и энергии, коэффициент мощности и частота, приводятся аппаратные и программные файлы проекта. Дополнительная аппаратно-программная поддержка катушек Роговского позволяет легко сопрягать данный проект с катушками Роговского с минимальными изменениями в аппаратном обеспечении при переходе на них от традиционных токовых трансформаторов. Библиотека токоизмерительных катушек Роговского позволяет реализовать эффективную программную интеграцию выхода формата катушек Роговского, что в свою очередь позволяет данному проекту представлять собой однокристальное решение 3-фазного счётчика электроэнергии. Набор программного обеспечения также включает в себя обучающее приложение для быстрой и простой отладки аппаратного и программного обеспечений.

Данный базовый проект имеет характер аппаратно-программного решения.

• Решение 3-фазного счётчика электроэнергии с точностью 0,5%
• Бюджетное изолированное решение измерения тока с помощью катушек Роговского
• Решение программного интегратора – минимальные изменения в аппаратном обеспечении при переходе от существующих решений на базе токовых трансформаторов
• Невосприимчивая к ЭМП система измерения тока
• Отсутствие эффектов влияния на ток, вносимых компонентами с постоянным током
• Отсутствие сдвига по фазе при измерении тока

В проекте реализован трёхфазный счётчик электроэнергии класса 0,2 согласно ANSI/ IEC с усиленной защитой от электростатического разряда. Кроме того, одной из особенностей данного проекта является наличие детектирования несанкционированной попытки изменения показаний счётчика с целью ограничения возможности кражи электроэнергии, а также в данном проекте есть возможность связи по ZigBee™. Для выполнения всех метрологических функций данного счётчика электроэнергии используется система на кристалле (SoC), которая также передаёт данные об активной мощности на дополнительную плату CC2530EM. Разработчики могут использовать парный проект домашнего дисплея от TI (TIDM-LOWEND-IHD) для отображения данных в режиме удалённого доступа.

В данном базовом проекте использован MSP430F67791A. Также в данном базовом проекте можно использовать MSP430F67791, MSP430F6779 и MSP430F6779A.

Базовый проект имеет характер аппаратно-программного решения.

• Трёхфазный счётчик электроэнергии с детектированием несанкционированной попытки изменения показаний счётчика, который превосходит требования к устройствам класса 0,2 согласно ANSI и IEC
• Успешно прошёл испытания на разряд в воздухе уровня 4 согласно IEC 61000-4-2 (подробно см. в руководстве проекта)
• Прощивка Energy Library от TI позволяет рассчитать все параметры измерений электроэнергии, включая активные и реактивные мощности и энергии, среднеквадратичные значения тока и напряжения, коэффициент мощности и частоту в электросети
• Поддержка подключения по ZigBee^® к домашнему дисплею или подключений по Wi-Fi^®, беспроводной M-Bus и IEEE-802.15.4g к дополнительным модулям связи
• Автоматическое или ручное переключение между главным и вспомогательным источниками питания для метрологического движка

Интеллектуальные счётчики электроэнергии должны работать в нормальном режиме в течение небольшого промежутка времени после возникновения неисправности в электросети. В данном базовом проекте подробно описываются способы, с помощью которых разработчики смогут удовлетворить указанное требование при использовании продвинутого МК с алгоритмом измерения электроэнергии. Разработчики могут использовать данный проект для ускорения и упрощения процесса отладки системы управления зарядом батареи и вспомогательного источника питания.

Данный базовый проект имеет характер аппаратно-программного решения.

• Два типа источников питания для вспомогательного питания головного МК: независимый регулятор напряжения с запасным суперконденсатором и 2 батареи типа AAA
• Отдельный источник питания для часов реального времени
• Автоматическая фиксация времени возникновения внешних событий для детектирования несанкционированных попыток изменения показаний счётчика электроэнергии
• Автоматическое или ручное переключение источников питания
• Автоматический мониторинг источников питания

Проект счётчика электроэнергии представляет собой полноценный инструмент для измерения и отображения потребления электроэнергии на индивидуальной нагрузке в умных зданиях (например, в бытовых применениях). С помощью данного инструмента инженеры могут быстро отлаживать  недорогие решения измерения энергии от TI. Данный базовый проект сократит время разработки, так как в него включены файлы аппаратной и программной частей. Проект счётчика электроэнергии также можно расширить с помощью базовых проектов ZigBeeи Wifi от TI целью добавления беспроводной связи в конечную продукцию.

• Однофазная система измерения электроэнергии
• Встроенный дисплей для отображения переменного напряжения, тока, частоты, активной мощности, реактивной мощности, полной мощности, коэффициента мощности и потребления электроэнергии (в кВт x ч)
• Допускается входное напряжение в диапазоне 110-240 В
• Простые кнопки для настройки ЖК-дисплея и времени
• Интерфейс для модулей связи ZigBee (CC2538EM-RD), Wi-Fi (CC3000EM-RD) и субдиапазона 1 ГГц для беспроводной шины M-Busот TI

Встроенный дисплей (IHD) позволяет потребителям электроэнергии отслеживать такие параметры использования электроэнергии, как общий расход электроэнергии, тарифы и кВт*ч в формате реального времени. Данный дисплей способен обмениваться данными с датчиками электроэнергии и другими приложениями, в которых обычно используется РЧ-связь с низким уровнем энергопотребления. В IHD начального уровня обычно хватает решений на базе сегментных ЖК-дисплеев. Они обычно работают от батареи, а также нуждаются в некоторой интеллектуальной начинке для работы с различными сообщениями и протоколами связи. Данный полноценный проект бюджетного IHD от TI построен вокруг малопотребляющего микроконтроллера MSP430. Данный микроконтроллер управляет сегментным ЖК-дисплеем крайне экономно благодаря интегрированному в него драйверу, а также он имеет различные режимы работы со сверхнизкими уровнями энергопотребления для оптимизации длительности работы батареи. В MSP430 также имеется стандартный последовательный порт (SPI, RS232) для сопряжения с малопотребляющим РЧ-решением от TI с целью работы с проколом ZigBee в самых популярных диапазонах частот от sub-1 ГГц до 2,4 ГГц. Набор аппаратного и программного обеспечения позволит разработчикам с кратчайшие сроки создать оптимизированный по стоимости и простой IHD, который быстро сможет взаимодействовать с другими интеллектуальными приложениями.

Данный базовый проект имеет характер аппаратно-программного решения.

Разработчики счётчиков электроэнергии зачастую предпочитают разделять функцию измерения энергии и функции головного процессора, такие как таблицы данных ANSI/IEC, DLMS/COSEM, управление тарифами и связь. В данном проекте демонстрируется способ разделения данных функций счётчика путём использования отдельного измерительного процессора наряду с головным процессором. Программное обеспечение, поставляемое с данным проектом, выполняет все требуемые операции, а также осуществляет синхронизацию между процессорами. В данном проекте также демонстрируется, как можно изолировать между двумя процессорами для удовлетворения необходимых требований к безопасности. Наконец, в данном проекте показан способ калибровки счётчика с использованием интерфейса USBмикроконтроллера MSP430. Инженеры смогут быстрее разрабатывать умные счётчики с изолированными измерительными функциями с помощью данного базового проекта.

Данный базовый проект имеет характер аппаратно-программного решения.

• Упрощённая калибровка счётчики благодаря использованию связи по USB
• Изолированная связь между измерительным аппаратным средством и головным микроконтроллером
• Библиотека измерений энергии от TI помогает рассчитать все параметры измерения энергии
• Приложение головного микроконтроллера управляет встроенным LCD и калибровкой счётчика
• Однофазное измерение энергии с точностью класса 0,2
• Встроенный сегментный LCD

В данном проекте реализуется высокоточное однофазное встроенное приложение измерения электроэнергии с использованием MSP430AFE253. У данного отладочного модуля есть встроенная поддержка измерения переменного напряжения, переменного тока, активной и реактивной мощностей, полной мощности, частоты, коэффициента мощности, постоянного напряжения, постоянного тока и активной мощности постоянного тока. Он способен определять входное напряжения для работы в режиме постоянного или переменного тока. В нём также заложена возможность компенсации эффектов сопротивления проводов и ёмкости фильтра электромагнитных помех, чтобы результаты измерения напряжения и мощности совпадали с аналогичными результатами внешнего счётчика в том случае, когда ко входу подключён фильтр электромагнитных помех. Разработчики, которые нуждаются в добавлении функции измерения электроэнергии к своей продукции, смогут в кратчайшие сроки справиться с этой задачей с помощью данного базового проекта.

Данный базовый проект имеет характер аппаратного решения.

• Измеряет частоту переменного тока, а также среднеквадратичные значения напряжения и тока
• Измеряет активную, реактивную и полную мощности, а также коэффициент мощности с точностью 0,5%
• Результаты измерений обновляются каждые 4 цикла переменного тока или с периодом 80 мс
• Автоматическая передача результатов измерений по UART
• Автоматическое детектирование и переключение между режимами переменного и постоянного токов
• Возможность компенсации сопротивления проводов и ёмкости фильтра электромагнитных помех
• Не требуется отдельная калибровка в режиме постоянного тока

В базовом проекте со связью в ближнем поле (NFC) приведён пример прошивки для реализации считывающего/ записывающего устройства с NFC с использованием NFC-приёмопередатчика TRF7970A. В данном базовом проекте представлены несколько простых в использовании программных интерфейсов приложения (API), которые позволят пользователю быстро реализовать функциональность считывающего/ записывающего устройства с NFC. Документация, файлы аппаратной части проекта и пример кода на C, которые идут в комплекте с проектом, позволят разработчикам создавать считывающие/ записывающие решения с NFC с применением сверхмалопотребляющих МК MSP430/ MSP432 или с лёгкостью переносить их на прочие МК по выбору разработчиков.

Базовый проект имеет характер аппаратно-программного решения.

• Возможность считывания и записи NFC-меток типов 2, 3, 4A, 4B и 5
• Приводятся примеры правильного считывания и записи определения типов записи (RTD) в формате NDEF для каждой поддерживаемой NFC-метки
• Включает в себя простой в использовании графический интерфейс пользователя для выбора индивидуального режима NFC
• Предлагается гибкая структура прошивки, которая позволяет создавать конфигурируемые NDEF- и пользовательские проприетарные приложения
• Доступны сборки с MSP-EXP430F5529, MSP-EXP430F5529LP и MSP-EXP432P401R
• Данный базовый проект протестирован и включает в себя прошивку (с графическим интерфейсом пользователя), схему электрическую принципиальную и руководство пользователя

В данном проекте от TI демонстрируется возможность добавления функции связи в ближнем поле (NFC) в расходомеры. Транспондер с интерфейсом NFC обеспечивает обмен данными между расходомерами и считывающими устройствами NFC и соответствует стандарту ISO14443B. Транспондер, использованный в данном проекте, не потребляет мощность в режиме ожидания приёма энергии от РЧ-поля, которое генерируется считывающим устройством NFC. Кроме того, данный проект может запитываться путём сбора энергии РЧ-поля, генерируемого считывающими устройствами NFC. Указанные два подхода позволяют минимизировать эффект влияния на уровень энергопотребления расходомеров.

Данный базовый проект имеет характер аппаратно-программного решения.

В данном проекте реализовано высокоточное однофазное встроенное приложение измерения параметров электроэнергии с использованием МК MSP430. Отладочный модуль имеет встроенную поддержку измерения переменного напряжения, тока, активной мощности, реактивной мощности, общей мощности, частоты, коэффициента мощности, коэффициента нелинейных искажений напряжения, коэффициента нелинейных искажений тока, рабочих значений напряжения, тока и мощности, а также постоянного напряжения, постоянного тока и активной мощности для постоянного тока. Он способен определять вид входного напряжения для функционирования в режиме постоянного тока или переменного тока. Также данный проект имеет возможность компенсации эффектов электрического сопротивления проводов и ёмкости ЭМС-фильтра, чтобы результаты измерения напряжения и мощности совпадали с аналогичными результатами измерений, произведённых внешним счётчиком, при подключении на вход ЭМС-фильтра.

• Измеряет активную, реактивную и общую мощности, а также коэффициент мощности с точностью, превышающей 0,5%
• Показания обновляются каждые 4 цикла переменного сигнала или с периодом 80 мс
• Автоматическая передача результатов измерений по UART
• Возможность автоматического переключения между режимами переменного тока и постоянного тока и измерения в них
• Возможность компенсации ёмкости ЭМС-фильтра и электрического сопротивления проводов
• Не требуется отдельная калибровка в режиме постоянного тока

В проекте реализован высокоинтегрированное однокристальное решение счётчика электроэнергии с использованием устройства MSP430F6736. Для вычисления различных параметров однофазным счётчиком электроэнергии, таких как среднеквадратичные значения тока и напряжения, активные и реактивные мощности и энергии, коэффициент мощности и частота в электросети, к данному проекту прилагаются аппаратные и программные файлы проекта.

Данный базовый проект имеет характер аппаратно-программного решения.

• Реализация однофазного счётчика электроэнергии с низким уровнем энергопотребления
• Вычисление различных параметров, таких как среднеквадратичные значения тока и напряжения, активные и реактивные мощности и энергии, коэффициент мощности и частота в электросети
• Проект на базе высокоинтегрированных систем на кристалле (SoC) семейства специализированных для использования в счётчиках электроэнергии МК MSP430F67xx
• В данном проекте также использован сегментный ЖК-дисплей
• Для создания решений с уникальными функциями связи в данный проект также возможно интегрировать РЧ-модули

Одноплатная система на модуле для PLC в частотном диапазоне ARIB. Один аппаратный дизайн поддерживает несколько популярных PLC стандартов, включая G3 и IEEE1901.2. Сертифицированное программное обеспечение доступно вместе с SOMPLC-F28M35. Инженеры могут использовать дизайн SoM для интеграции на собственную плату, либо использовать существующий дизайн в качестве дополнительной платы в своем решении. Включенные в дизайн принципиальная схема и Gerber файлы упрощают инженерам задачу по интеграции PLC в их собственную систему.

Данный базовый проект был заменён более новой версией TIDM-SOMPLC-F28PLC84.

SOMPLC-F28PLC83 является одноплатной системой в модуле (SOM) для связи по силовой шине (PLC) в диапазоне частот CENELEC. Данный аппаратный дизайн поддерживает промышленные стандарты Prime PLC. Утверждённое программное обеспечение для PLC от TI доступно наряду с SOMPLC-F28PLC83. Инженеры могут применять данный проект SOM, интегрируя его в свою системную плату или используя его в качестве дополнительной платы. Единственное необходимое дополнительное аппаратное обеспечение – это схема сопряжения с электросетями по переменному току. Прилагающиеся файлы схем электрических принципиальных и Gerber-файлы упростят задачу инженерам по добавлению PLC в их конечную систему. Оригинальные производители оборудования получат возможность быстро отлаживать и прототипировать технологию связи по силовой шине в своих устройствах.

• Поддерживает диапазон частот CENELEC A
• Совместим с PRIME
• Законченное решение на 2 чипах включает в себя МК TMS320F28PLC83 и встроенное аналоговое интерфейсное аппаратное средство AFE031
• 34-выводный миниатюрный разъём обеспечивает гибкость в сопряжении с заказными платами и другими проектами TI, как, например, концентратор данных PLC и TMDSPLCKIT-V4
• Малые габариты: 1,5” x1,9’’

TIDM-SOMPLC-F28PLC84 – это одноплатная система на модуле (SoM) для PLC в диапазоне частот CENELEC. В одном устройстве поддерживается несколько распространенных промышленных стандартов PLC, включая PRIME, G3-PLC и IEEE-1901.2.

SOMPLC-F28PLC84 заменяет более раннее решение SOMPLC-F28PLC83 и полностью программно и аппаратно совместима с более ранними конструкциями. TI разрабатывает и предоставляет программные стеки PLC вместе с SoM. Одна аппаратная реализация, поддерживающая несколько стандартов PLC, позволяет производителям оборудования сократить затраты на разработку за счет повторного использования аппаратных средств PLC в продуктах для нескольких различных регионов мира с различными требованиями PLC.

Инженеры могут использовать SoM дизайн для интеграции в свои схемы или использовать решение, как дополнительную плату для расширения возможностей системы в различных приложениях.

Единственным дополнительным оборудованием, необходимым для работы в сетях переменного тока, является решение TI TIDA-00192. Схемы аппаратной части и gerber файлы упрощают задачу добавления инженерами функциональности PLC к своим системам.

• Поддержка диапазона частот CENELEC;
• Поддержка промышленных стандартов PLCG3-PLC, PRIME и IEEE-1901.2;
• Комплексное интегрированное двухчиповое решение с F28PLC84 MCU и AFE031;
• 34-выводной мини разъем обеспечивает гибкость в подключении к пользовательским платам и другим решениям TI, таким как PLC Data Concentrator и TMDSPLCKIT-V4;
• Решение протестировано и содержит готовое программное обеспечение с GUI и полноценное руководство пользователя;
• Программное обеспечение для данного решения можно загрузить с http://www.ti.com/tool/TI-PLC-G3-CENELEC-SN.

SOMPLC-FCC представляет собой одноплатную систему на модуле (SOM) для узкополосной связи по электросетям в полосе частот FCC. Узкополосная PLC разработана для интеллектуальных сетей с продвинутой измерительной инфраструктурой (AMI). Инженеры могут интегрировать данный проект SOM в свою плату системы или использовать проект в качестве дополнительной платы для своих приложений. Единственным дополнительным требуемым аппаратным обеспечением является схема фильтрации постоянной составляющей сигнала электросети переменного тока (TIDA-00192). Приложенные к проекту схема электрическая принципиальная аппаратной части и Gerber-файлы позволяют упростить инженерам задачу по интегрированию PLC в их конечные системы. Оригинальные производители оборудования получат возможность быстро отлаживать и прототипировать технологию связи по электросетям в своих приложениях.

Данный базовый проект имеет характер аппаратно-программного решения.

• Поддерживает полосы частот FCC, ARIB и CENELEC
• Поддерживает концентраторы данных PLC (TIDEP0006), а также конечные точки интеллектуальных счётчиков
• Доступна прошивка G3-PLC и IEEE-1901.2
• Совместим с PRIME в полосе частот FCC
• Малые габариты: 1,5 дюйма x 1,9 дюйма
• Данный проект был протестирован и включает в себя готовое к использованию на производстве программное обеспечение, а также графический интерфейс пользователя и полноценное руководство пользователя

Программное обеспечение, упомянутое в данном проекте, можно скачать по адресу: http://www.ti.com/tool/TI-PLC-G3-FCC-SN.

SOMPLC-F28PLC83 – одноплатная система на модуле для G3-PLC в частотном диапазоне CENELEC. Готовое к запуску программное обеспечение G3-PLC доступно вместе с SOMPLC-F28PLC83. Инженеры могут интегрировать дизайн в собственное решение или использовать его в качестве дополнительной платы в своем приложении. Дополнительно потребуется адаптер питания переменного тока. Включенные в комплект принципиальная схема и Gerber-файлы упрощают задачу инженерам по интеграции PLC в их системы.

В базовом проекте TIDM-THDREADING реализуется анализ качества электрической энергии для трёхфазной системы измерения энергии. Мониторинг и анализ качества электрической энергии играют всё более и более важную роль в увеличении надёжности электрической сети. В данном проекте производится измерение коэффициента нелинейных искажений (THD), мониторинг просадок и всплесков напряжения, а также измерение сдвигов фаз для определения последовательности фаз и предотвращения случайной их смены. Для систем чистого измерения с двунаправленным потоком энергии поддерживается четырёхквадрантное измерение электрической энергии.

Данный базовый проект имеет характер аппаратного решения.

• Расчёт коэффициента нелинейных искажений для напряжения и тока
• Запись случаев просадки и всплесков напряжения благодаря программируемым пороговым уровням
• Измерение сдвигов фаз
• Четырёхквадрантное измерение электрической энергии с точностью класса 0,2
• Полноценная библиотека электрической энергии с основными напряжениями и токами, активной и реактивной мощностями, активной и реактивной энергиями, среднеквадратичными значениями тока и напряжения, коэффициентами мощности и частотами в сети

Данное типовое решение – простой трехфазный счетчик электроэнергии на базе системы на кристалле MSP430F449, прецизионного операционного усилителя LMV324 и LDOTPS76333. Он соответствует требованиям класса точности 0.5 стандартов ANSIC12.20 и IEC-62053. Система на кристалле MSP430F449 – это недорогое решение для инженеров, разрабатывающих устройства мониторинга электроэнергии для коммунальных нужд и промышленного применения. Операционный усилитель используется в цепи измерения напряжения и тока с токового трансформатора. Для удешевления решения используется источник питания на базе TPS76333 с гасящим конденсатором. Аппаратное и программное обеспечение позволяет проводить измерения разных параметров электросети, таких как действующие напряжение и ток, активную и реактивную мощность, коэффициент мощности и частоту. Данное типовое решение позволяет разработчику убедиться в том, что система на кристалле MSP430F449 подходит для разработки недорогого умного электросчетчика.

• Трехфазный счетчик, соответствующий требованиям класса точности 0.5 стандартов ANSI и IEC;
• Встроенное программное обеспечение TI Energy Library позволяет мерить все параметры сети, включая активную и реактивную мощность, действующие ток и напряжение, коэффициент мощности и частоту линии;
• Встроенный 160-сегментный дисплей;
• Питание от трехфазной сети.

В данном проекте реализован полноценный умный счётчик на базе системы на кристалле для многофазных счётчиков MSP430F67641. Проект соответствует всем требованиям ANSI/ IEC по классу точности 0,5, а программное обеспечение, которое входит в проект, рассчитывает все параметры измерения энергии. Система на кристалле F67641 включает в себя 128 кБ встроенной флэш-памяти, а также 320-сегментный LCD-контроллер для однокристальных решений недорогих многофазных счётчиков.

• Недорогой трёхфазный счётчик электроэнергии класса 0,5
• Программное обеспечение из библиотеки TI Energy Library рассчитывает все параметры измерения энергии, в том числе активную и реактивную мощность и энергию, среднеквадратические значения тока и напряжения, коэффициент мощности, частоту в линии, коэффициент линейных искажений и другие данные
• Дополнительные модули беспроводной связи по таким стандартам, как ZigBee^®, Wi-Fi^®, беспроводная M-Bus и IEEE-802.15.4g (как в диапазоне 2,4 ГГц, так и в субдиапазоне 1 ГГц)
• Встроенный 160-сегментный дисплей
• Питание напряжением трёхфазной линии

Данное решение реализует высокоточный трехфазный электросчетчик на базе системы на чипе (SoC) MSP430F6779. Оно соответствует всем требованиям ANSIC12.20 и IEC-62053 Класса 0.2. Система на чипе F6779 - это наиболее интегрированное решение для многофазного счетчика электроэнергии с 512 кБ флеш памяти. Данное решение позволяет инженерам разрабатывать высококачественные и точные счетчики на одном чипе. Кроме того, для предотвращения хищения электроэнергии у коммунальных служб, данное решение предоставляет разработчикам функцию определения несанкционированного доступа.

• Трехфазные электросчетчик, соответствующий требованиям к точности класса 0.2 ANSI и IEC
• Встроенное программное обеспечение на базе TI Energy Library позволяет рассчитывать все параметры сети, включая активную и реактивную мощность, RMS ток и напряжение, коэффициент мощности и частоту сети
• Дополнительные модули для беспроводного подключения, такие как ZigBee^®, Wi-Fi^®, Wireless M-Bus и IEEE-802.15.4g. Частоты 2.4 ГГц и ниже 1 ГГц
• Встроенный 160-сегментный дисплей
• Питается от трехфазной сети

• Микроконтроллер TM4C1294 и сетевой процессор CC3100 в качестве Wi-Fi HTTP сервера;
• Wi-Fi HTTP работает как станция или точка доступа;
• CC3100 выполняет функции Wi-Fi стека, упрощая работу хост процессора TM4C1294;
• Микроконтроллер TM4C1294 удаленно управляется HTML кодом через Web браузер;
• В режиме точки доступа NFC трансивер TRF7970A предоставляет информацию для подключения и URL адрес HTTP сервера;
• В режиме станции NFC транспондер 430CL330H получает информацию о подключении и предоставляет URL адрес HTTP сервера.

Набор разработчика для PLC от TI является идеальным инструментом отладки технологии PLC для использования в промышленных применениях, как, например, умные сети AMI инверторы для солнечных батарей. Благодаря гибкой архитектуре PLC TI данный набор можно использовать для отладки нескольких различных стандартов PLC (PRIME, G3, PLC Lite), что позволит разработчикам выбрать ту технологию PLC, которая лучше других подойдёт для целевого применения. Набор разработчика позволяет пользователю испытывать PLC на имеющихся электросетях в кратчайшие сроки, а также облегчает задачу по написанию своего собственного программного обеспечения.

В проекте реализовано решение бюджетного одно- или двухфазного измерения электроэнергии. В данном проекте маленький метрологический МК и головной МК разделены, что позволяет организовать как защиту от проблем в электросети, так и изоляцию функции измерения энергии от негативного влияния прочего программного обеспечения. Маленький бюджетный метрологический МК имеет класс точности 1 согласно IEC/ ANSI и позволяет рассчитать активные и реактивные мощности и энергии. Данный проект реализован с применением датчиков на базе токовых трансформаторов для однофазного и двухфазного измерений. Он также может быть с лёгкостью модифицирован для однофазных измерений с использованием шунтовых резисторов.

Базовый проект имеет характер аппаратно-программного решения.

• Бюджетное одно-/ двухфазное измерение электроэнергии с классом точности 1 согласно IEC / ANSI
• Гальваническая развязка с рейтингом изоляции 4 кВ (пиковое значение) между метрологическим и головным МК позволяет изолировать электросеть и метрологическую подсистему от прочих подсистем
• Маленький 28-выводной корпус TSSOP метрологического МК позволяет уменьшить площадь печатной платы и упростить трассировку для минимизации сложности печатной платы
• Прошивка Energy Library от TI позволяет рассчитать все параметры электроэнергии, включая активные и реактивные мощности и энергии, среднеквадратичные значения тока и напряжения, коэффициент мощности и частоту в сети
• Низкий уровень энергопотребления метрологического МК позволяет снизить стоимость источника питания