隨著科技的發(fā)展,電力系統(tǒng)對(duì)電流采集的精度和實(shí)時(shí)性要求越來越高。
傳統(tǒng)的電流采集方法存在一定的局限性,如精度低、實(shí)時(shí)性差、抗干擾能力弱等。
為了滿足現(xiàn)代電力系統(tǒng)對(duì)電流采集的高要求,本文提出了一種基于ARM的電流采集模塊。
該模塊具有高精度、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn),可廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)監(jiān)測(cè)、智能家居、工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域。
一、原理及功能
1.原理
電流采集模塊主要通過電流傳感器將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào),再通過信號(hào)調(diào)理電路對(duì)電壓信號(hào)進(jìn)行放大、濾波等處理,由ADC(模數(shù)轉(zhuǎn)換器)將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào),便于后續(xù)處理。
2.功能
。1)實(shí)時(shí)采集電流信號(hào),具有較高的采樣率;
。2)對(duì)采集到的電流信號(hào)進(jìn)行濾波、放大等處理,提高信號(hào)質(zhì)量;
。3)具備抗干擾能力,確保在復(fù)雜環(huán)境下穩(wěn)定工作;
(4)通過串口或其他通信接口將采集到的數(shù)據(jù)上傳至主機(jī)。
二、基于ARM的電流采集模塊硬件設(shè)計(jì)
1.電流傳感器選型
本設(shè)計(jì)選用霍爾效應(yīng)電流傳感器,具有響應(yīng)速度快、線性度好、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。
2.信號(hào)調(diào)理電路設(shè)計(jì)
信號(hào)調(diào)理電路主要包括放大、濾波、電壓抬升等環(huán)節(jié)。
放大電路采用運(yùn)算放大器,濾波電路采用低通濾波器,以降低高頻噪聲。
3.ARM處理器選型
本設(shè)計(jì)選用ARM Cortex M4內(nèi)核的STM32F407微控制器,具有高性能、低功耗、豐富的外設(shè)資源等特點(diǎn)。
4.ADC設(shè)計(jì)
STM32F407內(nèi)置12位ADC,采樣率可達(dá)2.4MHz。
通過配置ADC相關(guān)寄存器,實(shí)現(xiàn)電流信號(hào)的采集。
三、基于ARM的電流采集模塊軟件編程
1.初始化配置
主要包括系統(tǒng)時(shí)鐘配置、GPIO配置、ADC配置、串口配置等。
2.電流信號(hào)采集
通過ADC中斷方式實(shí)現(xiàn)電流信號(hào)的實(shí)時(shí)采集,并將采集到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)組中。
3.數(shù)據(jù)處理
對(duì)采集到的電流數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波、放大等處理,提高數(shù)據(jù)質(zhì)量。
4.數(shù)據(jù)上傳
將處理后的電流數(shù)據(jù)通過串口發(fā)送至主機(jī),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)監(jiān)控。
四、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
為驗(yàn)證基于ARM的電流采集模塊的性能,搭建了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該模塊具有較高的精度、實(shí)時(shí)性和抗干擾能力,滿足設(shè)計(jì)要求。
電流采集模塊詳情http://www.mqltc.cn/Products-21634138.html