拆了個(gè)電能表，發(fā)現(xiàn)個(gè)問(wèn)題：為什么要用兩個(gè)MCU？
發(fā)布日期:2025-10-11
點(diǎn)擊次數(shù):36
轉(zhuǎn)盤(pán)感應(yīng)式電能表正陸續(xù)被電子式電能表取代——使用液晶顯示器和非易失性存儲(chǔ)器取代機(jī)械式計(jì)數(shù)器，并使用專(zhuān)門(mén)的電子測(cè)量系統(tǒng)代替電磁場(chǎng)中的轉(zhuǎn)盤(pán)。本文就帶大家了解下電子式電表（12EA5rn/1 PAFAL）的內(nèi)部。
乍一看，大家可能會(huì)注意到LCD顯示器周?chē)幸恍┛赡懿灰欢ㄊ亲钪匾逦梢?jiàn)的元器件：
●藍(lán)色的浪涌電壓抑制器（避雷器）
●2個(gè)黑色的光電器件（發(fā)射和接收光耦合器）
●光耦合器的光隔離以及可能用于測(cè)試/編程的連接器
光耦合器包括一個(gè)紅外（IR）LED和一個(gè)紅外晶體管，一些安裝人員把它們稱(chēng)為“眼睛”，有了它們之后就可以與表計(jì)進(jìn)行通信（通常為UART和IEC62056-21）。通過(guò)把頭部貼到外殼上就可以進(jìn)行通信，通常會(huì)將它通過(guò)USB連接到配備適當(dāng)軟件的計(jì)算機(jī)。表計(jì)外殼包含金屬元件，頭部是磁鐵，因此讀數(shù)時(shí)正確定位很簡(jiǎn)單。有市售設(shè)備，例如onemeter，可以從表計(jì)讀取數(shù)據(jù)，然后將信息無(wú)線(xiàn)發(fā)送到我們智能手機(jī)上的app。并非所有表計(jì)都與此類(lèi)解決方案兼容，并且一些供應(yīng)商阻止了通過(guò)光學(xué)接口讀取的可能性。例如，在較老的表計(jì)中，連續(xù)抄表可能會(huì)阻礙表計(jì)通過(guò)其他接口的并行通信。在光接口附近，我們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)專(zhuān)門(mén)的BL6503S芯片，可以將它安全地認(rèn)為是電表的心臟，因?yàn)檎沁@個(gè)系統(tǒng)負(fù)責(zé)跟蹤電壓和電流，而讓我們可以計(jì)算能量。
這部分電路板上還有兩個(gè)整流橋。
顯示器附近有一個(gè)簧片開(kāi)關(guān)，可用作磁場(chǎng)傳感器（例如來(lái)自釹磁鐵），可以將該傳感器視為防止試圖干擾表計(jì)運(yùn)行的保護(hù)。在LCD下方，可以發(fā)現(xiàn)32.768kHz石英晶振、EEPROM 95512 RP存儲(chǔ)器和帶有LCD驅(qū)動(dòng)器的微控制器（MCU）MSP430F449。紅色LED則會(huì)在計(jì)算電量時(shí)發(fā)生閃爍。
每1kWh，LED會(huì)發(fā)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(jì)，可以讓我們跟蹤當(dāng)前能耗，例如iNode電表。
外殼下面的微動(dòng)開(kāi)關(guān)，用來(lái)檢測(cè)外殼受到未經(jīng)授權(quán)的打開(kāi)。
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(kāi)始用于遠(yuǎn)程抄表嘗試，然后可以在此連接具有適當(dāng)接口的GSM調(diào)制解調(diào)器。另一個(gè)應(yīng)用是企業(yè)家可以使用RS-485監(jiān)控電能消耗，在與電力公司達(dá)成協(xié)議后，他們可以根據(jù)自己的需要使用此接口進(jìn)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(duì)設(shè)備的使用壽命是好事。我本來(lái)還想著是開(kāi)關(guān)電源（SMPS），但工頻變壓器更好。變壓器有兩個(gè)6V左右的輸出，這也就解釋了為什么PCB上層會(huì)有兩個(gè)整流橋。
光隔離和RS-485 BL3085收發(fā)器的其余部分位于附加板上。
測(cè)量分流器焊接在PCB上，并焊接了電流端子，然后這個(gè)小電阻會(huì)根據(jù)流過(guò)表計(jì)的電流給出一個(gè)電壓。
支持MCU運(yùn)行的電池如下，這里采用的是非典型的CR2354（560mA）電池。
還有一個(gè)附加模塊，上面有第二個(gè)M430F449 MCU，可能只負(fù)責(zé)通信，例如實(shí)現(xiàn)頻繁抄表而不會(huì)干擾測(cè)量過(guò)程？我不確定為什么會(huì)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(huì)影響表計(jì)的運(yùn)行。也許這方面有一些規(guī)定？
如果有哪位知道為什么這里會(huì)使用兩個(gè)MCU，請(qǐng)告訴我。
這就是電子式電表內(nèi)部的樣子。一些解決方案，例如兩個(gè)MCU或一個(gè)磁場(chǎng)傳感器，讓我感到驚訝。考慮到CAT III萬(wàn)用表內(nèi)部的外觀，我預(yù)計(jì)永久連接到電網(wǎng)的該設(shè)備，內(nèi)部會(huì)更加安全。
你有沒(méi)有機(jī)會(huì)看看其他表計(jì)的內(nèi)部，你覺(jué)得這個(gè)設(shè)計(jì)怎么樣？
聲明：
本文來(lái)源于網(wǎng)絡(luò) ，轉(zhuǎn)載僅為學(xué)習(xí)參考，如有問(wèn)題請(qǐng)聯(lián)系，謝謝。
深圳市正芯科技有限公司http://m.wh1766.com
發(fā)送郵件
客服咨詢(xún)