拆了個電能表，發現個問題：為什么要用兩個MCU？
發布日期:2025-10-11
點擊次數:36
轉盤感應式電能表正陸續被電子式電能表取代——使用液晶顯示器和非易失性存儲器取代機械式計數器，并使用專門的電子測量系統代替電磁場中的轉盤。本文就帶大家了解下電子式電表（12EA5rn/1 PAFAL）的內部。
乍一看，大家可能會注意到LCD顯示器周圍有一些可能不一定是最重要但清晰可見的元器件：
●藍色的浪涌電壓抑制器（避雷器）
●2個黑色的光電器件（發射和接收光耦合器）
●光耦合器的光隔離以及可能用于測試/編程的連接器
光耦合器包括一個紅外（IR）LED和一個紅外晶體管，一些安裝人員把它們稱為“眼睛”，有了它們之后就可以與表計進行通信（通常為UART和IEC62056-21）。通過把頭部貼到外殼上就可以進行通信，通常會將它通過USB連接到配備適當軟件的計算機。表計外殼包含金屬元件，頭部是磁鐵，因此讀數時正確定位很簡單。有市售設備，例如onemeter，可以從表計讀取數據，然后將信息無線發送到我們智能手機上的app。并非所有表計都與此類解決方案兼容，并且一些供應商阻止了通過光學接口讀取的可能性。例如，在較老的表計中，連續抄表可能會阻礙表計通過其他接口的并行通信。在光接口附近，我們發現了一個專門的BL6503S芯片，可以將它安全地認為是電表的心臟，因為正是這個系統負責跟蹤電壓和電流，而讓我們可以計算能量。
這部分電路板上還有兩個整流橋。
顯示器附近有一個簧片開關，可用作磁場傳感器（例如來自釹磁鐵），可以將該傳感器視為防止試圖干擾表計運行的保護。在LCD下方，可以發現32.768kHz石英晶振、EEPROM 95512 RP存儲器和帶有LCD驅動器的微控制器（MCU）MSP430F449。紅色LED則會在計算電量時發生閃爍。
每1kWh，LED會發生6400次閃爍，因此一次閃爍為0.15625Wh。使用這種LED指示燈的表計，可以讓我們跟蹤當前能耗，例如iNode電表。
外殼下面的微動開關，用來檢測外殼受到未經授權的打開。
端子布置是典型的瓦特表或電表。RS-485在較小的端子上引出，這種接口最開始用于遠程抄表嘗試，然后可以在此連接具有適當接口的GSM調制解調器。另一個應用是企業家可以使用RS-485監控電能消耗，在與電力公司達成協議后，他們可以根據自己的需要使用此接口進行周期性抄表。
PCB的上部可以看到用作RS-485光隔離的4N35光耦。
PCB的底部覆蓋了工頻變壓器，這對設備的使用壽命是好事。我本來還想著是開關電源（SMPS），但工頻變壓器更好。變壓器有兩個6V左右的輸出，這也就解釋了為什么PCB上層會有兩個整流橋。
光隔離和RS-485 BL3085收發器的其余部分位于附加板上。
測量分流器焊接在PCB上，并焊接了電流端子，然后這個小電阻會根據流過表計的電流給出一個電壓。
支持MCU運行的電池如下，這里采用的是非典型的CR2354（560mA）電池。
還有一個附加模塊，上面有第二個M430F449 MCU，可能只負責通信，例如實現頻繁抄表而不會干擾測量過程？我不確定為什么會以這種方式解決，但我知道在舊的解決方案中，頻繁抄表可能會影響表計的運行。也許這方面有一些規定？
如果有哪位知道為什么這里會使用兩個MCU，請告訴我。
這就是電子式電表內部的樣子。一些解決方案，例如兩個MCU或一個磁場傳感器，讓我感到驚訝。考慮到CAT III萬用表內部的外觀，我預計永久連接到電網的該設備，內部會更加安全。
你有沒有機會看看其他表計的內部，你覺得這個設計怎么樣？
發送郵件
客服咨詢