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3100电能计量模块

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商品信息

 1、简介

SLM3100电能计量模块” 是一款单相多功能电能计量模块,与相应的电压互感器和电流互感器配合使用,可以完成需要量程的单相电能的计量功能,主要用于嵌入到设备内部,对电能数据进行计量,并通过串口(UART)发送给主控系统。

模块采用高精度单相多功能电能计量芯片,通过内部的单片机控制,完成模块参数校正、电能数据累计、存储和读取,以及保护参数设置等全部功能。

模块能够测量单相有功能量、视在能量、功率因子、电流电压有效值、线频率等参数,并且还具有过压、欠压及过流等监测功能。根据电能计量协议,通过串口通信查询电能数据和设置参数。

用户利用它可以轻松完成设备嵌入式的电能计量功能,节省人力物力和开发时间,使产品更快的投入市场,增强竞争力。

2、特点

1)、高精度,0.5S级计量精度;

2)、UART 通信接口,与MCU接口简单,使用方便;

3)、低功耗,模块整机功耗小于 40mW(工作电源 5V);

4)、在输入动态工作范围(5000:1)内,非线性测量误差小于 0.1%

5)、防潜动设计,配合合理外部硬件设计,可通过 0.5mT 强磁场实验;

6、支持全数字域的偏置补偿、增益调整、相位校正(最大±2.54°可调)等,可以直接接到标准信号源进行误差校正;

7)、可设置过载告警参数和输出类型,适合电磁继电器或磁保持继电器;

8)、模块尺寸20×19×10 mm,体积小,方便嵌入到设备内部。

3、应用

1、智能控制器;

2)、计量插座插排;

3)、阻性负载识别设备;

4)、仪器仪表;

5)、各种家用电器及工业设备。

4、主要技术参数

4.1、极限参数

1)、电源电压: 5.5V

2)、模拟端口输入电压:600mVp

3)、数字端口输入电压:-0.3V 5.5V

4)、数字端口输出电流:10mA

4)、焊接温度:300℃(10S

4.2、正常参数

1)、电源电压:5V±5%

2)、工作电流:8mA(最大)

3)、有功功率测量误差(绝对误差):±0.5%5000:1 输入动态范围)

4)、通道间相角引起测量误差:±0.5%(容性相位超前 370PF=0.8;感性相位滞后 600PF=0.5

5)、电压有效值测量精度(相对误差):±0.3%0.4%Ib~12Ib

6)、电流有效值测量精度(相对误差):±0.3%0.4%Ib~12Ib

7)、基本电流Ib10A

8)、最大电流Imax60A(由电流互感器决定)

9)、仪表常数:2400 r/kw.h

10)、模拟输入带宽:14kHz((-3dB))

11)、温度系数:15 ppm/

12)、串口:电平: 5V  CMOS电平

                串口速率:9600bps

串口协议:Modbus

13)、过载默认值:欠压176V、过流30A

14)、体积:20×19×10 mm

15)、重量:3.6g

16)、工作温度:-40 ~ 85

5、使用说明

5.1、引脚定义

SLM3100模块正面(印字面)左下方带小圆点标志的第一个引脚,其余引脚依次排列,引脚定义如下:

引脚

符号

特性

描述

1

5V

电源

5V电源输入

2

OVC

输出

过载告警输出,可控制电磁继电器或磁保持继电器关闭

3

TXD

输出

串口输出TXD

4

RXD

输入

串口输入RXD

5

GND

接地

接地

6

GND

接地

接地

7

VN

输入

电压检测反相输入端

8

VP

输入

电压检测正相输入端

9

IN

输入

电流检测反相输入端

10

IP

输入

电流检测正相输入端


2    外形与PCB库文件

交楼输入220V,最大输出电流40A元器件推荐值如下:

元器件位号

作用

推荐值

C1

电源滤波

0.1U瓷片电容或贴片电容

CT1

电流互感器

择明电流互感器ZMCT10220A10mA

PT1

电压互感器

择明电压互感器ZMPT1072mA2mA

R1

限流电阻

130K/1W金属膜电阻

R2

电压取样电阻

49.9Ω 1%  0805贴片或直插电阻

R3

电流取样电阻

10.0Ω 1%  0805贴片或直插电阻

U1

电能计量

SLM3100

MCU

主控系统

各种类型的单片机或嵌入式系统

6、注意事项

1)、电能模块正面印字部分,其白点对应的左下角引脚为 5V输入引脚,其余引脚依次排列,不能接反。

2)、电源电压为5V±5%4.755.25V),使用时不能超过这个范围;

3)、 5V电源应由被计量的交流电源通过变压器降压、整流稳压得到。如果采用开关电源,需要保证电压纹波应小于50mVp-p

4)、交流掉电后,应确保模块 5V电压跌落至3.3V之间的时间大于100mS,保证模块能正确存储电能数据;

5)、模块 5V引脚附近置一个0.1μ瓷片或贴片电容,以降低电源噪声;

6)、电压互感器与电流互感器与模块模拟输入端口之间的连接,极性不能错误;

7)、串口为5VCMOS电平,对于3.3V电源的MCU,应在模块第3脚(TXD)与MCURXD引脚之间串联一个1KΩ限流电阻。

7、校准

   模块安装到设备内部后,需要先进行校准后,才能得到准确的电能数据。校准过程如下:

7.1、设备连接

   将单相功率源的电流输出正端与待测设备的火线输出端(Lout)相连接,电源输出正端与待测设备的零线(N)相连,功率源的电流输出和电压输出负端相连后,接到待测设备的火线输入端(Lin)。

   USB转串口工具与待测设备的串口相连接,再接到PC机的USB端口上。

7.2、校准步骤

1)、打开电脑上的串口助手,选择对应的COM口,勾选十六进制显示,十六进制发送,波特率设置9600

2)、校准:使用串口助手发送校准指令;

3)、校准流程必须遵循图6所示流程,顺序不能错乱。中间出现操作错误,必须从头开始重新校准。每次校准,功率源调整完毕(约5s),待输出稳定后发送校表命令。

6    校准流程

  4)、校准指令及判别准则详见《SLM3100单相电能模块通信协议》。

8、售后服务

1)、质量保证期:一年;

2)、质量保证内容:凡在质量保证期内,出现由于产品本身的质量问题,本公司负责免费维修或更换同型号的产品;

3)产品以下内容不属于质保范围:

①、操作使用不当造成的设备损坏。如未按产品说明书要求接线、未按要求安装设备、过载使用产品等违规操作。

②、人为损坏。如用火烧设备、用力或用物体击打产品、高处跌落等造成的产品损坏。

③、产品标识不清或被私自改动。

④、未经本公司书面授权和同意,私拆或私自维修本公司产品。

⑤、不可抗力造成的设备损坏。如地震、火灾、洪水等法律定义的不可抗力。

4)、凡超过质量保证期后的产品损坏,本公司负责免费鉴定。经过技术鉴定后,确属本公司产品质量问题的,本公司免费维修;非产品本身质量问题的,收取维修材料费和运输费。