Вся система электропроводки остается нетронутой. Устройство, собранное по следующей схеме, просто вставляется в розетку и счетчик начинает вращаться в обратную сторону. Заземление также не требуется.

 

Теория и принцип работы схемы:  В первую четверть периода сетевого напряжения энергия потребляется из сети тоесть, заряжается конденсатор C1, но заряжается через транзисторные ключи А и D которыe управляется высокочастотными импульсами то-есть энергия на зарядку потребляется  импульсами повышенной частоты. Известно что счетчики в т.ч. электронные, т.к. они содержит индукционный датчик тока с магнитопроводом имеющим ограниченную проводимости по частоте, так и индукционные, т.к. содержат кроме магнитной еще и механическую часть измерительной системы, имеют очень большую отрицательную погрешность при протекание вч тока. Остается во вторую четверть периода, разрядить конденсатор в сеть без всяких импульсов, через теже ключи. Аналогично второй полупериод через другое плечо ключей С и В.

Итак, к примеру: Потребили 2 кВт, счетчик учел 0.5 Вт, отдали в идеале 2 кВт, счетчик учел -2 кВт.  Результат периода - индукционный счетчик крутится назад со скоростью -1.5 кВт, а электронный стоит до 1.5 кВт

 

рис. 1  Диаграмма сигналов.

 

Назначение элементов схемы:

VD1-4, DA-1 на Рис 2.  питание микросхемы.

VD5,6, R5,6,7 на Рис 2. формирователь импульсов синхронно сети 50 Гц.

VD 2, R 5 на Рис 3. выпрямитель, питание модуля.

VD3, C1 на Рис 3 стабилизатор.

VT1 на Рис 3 ключевой элемент.

Частота импульсов  f = 1.0…3.0 kHz.

VHS 3-4 выход формирователя импульсов.

 

Общая схема:  Рис. 2.

 

 

Детали: VD1-4 - диодная сборка  КЦ 402Б; VD5, VD6- Д226. Или аналоги 1N4007

С1-20..40мкф х 400 в (можно использовать как электролит так и не электролит)

; С2,С3-47мкф 12в; С4-22рF.

DA1-78LO5 или  КРЕН5А (5в) или   LM7805 .

VT1, VT2-КТ315.

R1, R2, R3 ,R4-1.1ком; R5-1ком. Все 0.5ватт

Тр-р 1-220в, III-7в, II-12в. маломощный

Кварц - 4MHz.

 

 

 

Модули А, В, С, D идентичные и собираются по следующей схеме:

 

Рис. 3.

 

Детали: VD1-Д243, VD2 - Д226; VD3-КС156А.

С1-20мкф. 12в

DA1 - PC120 (оптрон).

VT1- КТ809 (400в, 3А)  лучше MJE 13007

на радиаторах, отдельно (для всех вместе, по площади, 100х150х50мм)

VT2- КТ315

R1-10ком, 1 Вт

R2-5.1 Ом (многоваттное примерно 10ватт),

 R3, R4, -30ком; R5-20ком, R6-1.1ком . 0.5ватт

 

Остальные сопротивления 1 Вт.

 

 

Микросхема D1 является простым микроконтроллером, который работает по программе,  записываемой в  ее память (в соответствие с графиком включения ключей Рис. 1) Программирование осуществляется через разъем X1.

Прошивка настроена на импульсы 2кГц и скважность 50\50.

Эти параметры можно менять перед компиляцией.

Для программирования скопируйте в блокнот и сохраните с расширением .HEX

 

Прошивка:

 

:020000020000FC

:020000000FC02F

:100020000FED0DBF08E107BB00E001BB34EC29E098

:1000300002E00EBDC49AC39A41E090E090E010E067

:10004000D0E07FC060E06DBD60E06CBD089500E46D

:1000500008BF08B742FD06C06DB5B61731F06DB5E3

:10006000B61710F006FFF5CF08956CB56C1788F33E

:1000700041E06C17CCF7089488941795D79588942D

:100080001795D7950895C39ADCB51DB5D30F121FE8

:100090001BBDDABD44E0DBDFC39840E00895D2DF4A

:1000A000C498B22FC32F04D040FFFDCF40E0089585

:1000B000C39A82E370E0A80F971F9BBDAABDC7DF5C

:1000C00040FD08C0C39882E370E0A80F971F9BBD56

:1000D000AABDBDDF0895CCB5BDB5C30FB21FACB589

:1000E0009DB504D040FFFDCF40E00895C49A82E35F

:1000F00070E0A80F971F9BBDAABDA9DF40FD08C0F7

:10010000C49882E370E0A80F971F9BBDAABD9FDF34

:100110000895C49ADCB51DB5D30F121F44E01BBD72

:10012000DABD95DF40E0C4980895DCB51DB5A3DFC6

:100130003D2F212FD0E010E090E0A0E0C0E0B0E043

:100140000895459BFECF40FFF0DF40E0A8DF9BDF36

:0A0150004599FECFC0DFDDDFF4CFDC

:00000001FF

 

Исходник:

 

.INCLUDE "2313def.inc"

 

.EQU HIGHTFREQ=4000

.EQU HIGHTFREQTIME=4000000/HIGHTFREQ

.EQU CDDRB=0b00011000 ; настраиваем входы/выходы

.EQU CDDRD=0b00000000

.EQU PUTTCCR1B=0b00000010 ; настраиваем контрольный регистр таймера, устанавливаем делитель

.EQU FIRSTFREQ=10000/4 ; начальная частота

.EQU SMALLPERIOD0=50;HIGHTFREQTIME ; частота для промежуточных импульсов длительность нуля

.EQU SMALLPERIOD1=50;HIGHTFREQTIME ; частота для промежуточных импульсов длительность единицы

 

;Variable

.DEF smallperiodh=r23

.DEF smallperiodl=r24

.DEF smallth=r25 ;

.DEF smalltl=r26

.DEF periodh=r18 ; значение 1/4 периода

.DEF periodl=r19

.DEF temp=r16

.DEF temph=r17

.DEF templ=r29

.DEF tempi=r22

.DEF timeh=r27; значение компаратора

.DEF timel=r28

 

.DEF flag=r20 ; need in for correct initilization

 

; Program

.CSEG

.ORG $00

            rjmp RESET

.ORG $10

 

RESET:

            ldi temp,low(RAMEND)

            out SPL,temp

 

            ldi temp,CDDRB ; put in/out

            out DDRB,temp

            ldi temp,CDDRD

            out DDRD,temp

            ldi periodl,low(FIRSTFREQ) ; put Initial frequency

            ldi periodh,high(FIRSTFREQ)

            ldi temp,PUTTCCR1B ; put CK

            out TCCR1B,temp

            sbi PORTB,4 ; extinguish diods

            sbi PORTB,3

            ldi flag,0b00000001

            ldi smallth,0

            ldi smallth,0

            ldi temph,0

            ldi templ,0

            rjmp MAIN

 

RSTTIMER:                                                       ; reset's counter

            ldi tempi,0

            out TCNT1H,tempi

            ldi tempi,0

            out TCNT1L,tempi                      ;RESET timeout timer

            ret

 

WAITMATCH:

            ldi temp,0b01000000 ; очищаем 7 бит

            out TIFR,temp

LOOP:

            in temp,TIFR; wait for matching flag

            sbrc flag,2

            rjmp LOOPT

            in tempi, TCNT1H; сравнение старш частей текущ вр и 1/4 пер

            cp timeh,tempi

            breq  P

            in tempi, TCNT1H

            cp timeh,tempi

            brlo EXIT

LOOPT:; идем сюда из диодов, так как нам не надо сравнивать текущ вр с вр тек+1/4 пер

            sbrs temp,6  

            rjmp LOOP

 

EXIT:

            ret

P: ; сравнение младш частей

            in tempi, TCNT1l

            cp tempi,timel

            brlo LOOP

            ldi flag,1

            cp tempi,timel

            brge EXIT

 

 

DIV: ; divide in 4

            sec

            clc

            ror temph

            ror templ

            clc

            ror temph

            ror templ

            ret

 

FIRSTOPT: ;  process the first diode

            sbi PORTB,3 ; light the diode

            in templ,TCNT1l

            in temph,TCNT1H

            add templ,periodl

            adc temph,periodh

            out       OCR1AH,temph ; put the time of maching

            out       OCR1AL,templ

            ldi flag,0b00000100

            rcall WAITMATCH ; wait match

            cbi PORTB,3 ;extinguish the diode

            ldi flag,0

            ret

 

 

WAIT0: ; wait falling

            rcall RSTTIMER

            cbi PORTB,4; init

            mov timeh,periodh

            mov timel,periodl

WT:

            rcall SMALLPULSES1

            sbrs flag,0

            rjmp WT

            ldi flag,0

            ret

 

SMALLPULSES1:;forms the intermediate pulses

            sbi PORTB,3 ; light the diode

            ldi smallperiodl,low(SMALLPERIOD0); put Initial frequency for intermediate pulses for 0

            ldi smallperiodh,high(SMALLPERIOD0)

            add smalltl,smallperiodl

            adc smallth,smallperiodh

            out       OCR1AH,smallth ; put the time of maching

            out       OCR1AL,smalltl

            rcall WAITMATCH

            sbrc flag,0

            rjmp EX

            cbi PORTB,3;extinguish the diode

            ldi smallperiodl,low(SMALLPERIOD1); put Initial frequency for intermediate pulses for 1

            ldi smallperiodh,high(SMALLPERIOD1)

            add smalltl,smallperiodl

            adc smallth,smallperiodh

            out       OCR1AH,smallth ; put the time of maching

            out       OCR1AL,smalltl

            rcall WAITMATCH

EX:      

            ret

 

 

WAIT1: ; wait raising

            in timel,TCNT1l; init

            in timeh,TCNT1H

            add timel,periodl

            adc timeh,periodh

            in smalltl, TCNT1l

            in smallth, TCNT1H

           

 

W1:

            rcall SMALLPULSES2

            sbrs flag,0

            rjmp W1

            ldi flag,0

            ret

 

SMALLPULSES2: ;forms the intermediate pulses

            sbi PORTB,4 ; light the diode

            ldi smallperiodl,low(SMALLPERIOD0); put Initial frequency for intermediate pulses for 0

            ldi smallperiodh,high(SMALLPERIOD0)

            add smalltl,smallperiodl

            adc smallth,smallperiodh

            out       OCR1AH,smallth ; put the time of maching

            out       OCR1AL,smalltl

            rcall WAITMATCH

            sbrc flag,0

            rjmp EX1

            cbi PORTB,4;extinguish the diode

            ldi smallperiodl,low(SMALLPERIOD1); put Initial frequency for intermediate pulses for 1

            ldi smallperiodh,high(SMALLPERIOD1)

            add smalltl,smallperiodl

            adc smallth,smallperiodh

            out       OCR1AH,smallth ; put the time of maching

            out       OCR1AL,smalltl

            rcall WAITMATCH

EX1:

            ret

 

SECONDOPT:;  process the second diode

            sbi PORTB,4 ; light the diode

            in templ,TCNT1l

            in temph,TCNT1H

            add templ,periodl

            adc temph,periodh

            ldi flag,0b00000100

            out       OCR1AH,temph; put the time of maching

            out       OCR1AL,templ

            rcall WAITMATCH; wait match

            ldi flag,0

            cbi PORTB,4;extinguish the diode

 

            ret

 

SAVEFAZA:; calculate new period

            in templ,TCNT1l

            in temph,TCNT1H

            rcall DIV

            mov periodl,templ

            mov periodh,temph

            ldi templ,0

            ldi temph,0

            ldi smallth,0

            ldi smalltl,0

            ldi timel,0

            ldi timeh,0

            ret

 

 

 

MAIN:

            sbis ACSR,5 ;wait rise

            rjmp MAIN

            sbrs flag,0

            rcall SAVEFAZA

            ldi flag,0

           

            rcall WAIT0

            rcall FIRSTOPT

 

FALL:   

            sbic ACSR,5 ;wait falling

            rjmp FALL        

            rcall WAIT1

            rcall SECONDOPT

 

            rjmp MAIN

 

.EXIT

 

При отсутствие программатора, или контроллера, схему управления можно собрать по другим принципам, в том числе на логических элементах. У нас пока нет таких схем, заходите должно как нибудь появиться.

Мощность отмотки, при С1= 20мкф равна примерно 1 Квт. Увеличивая емкость увеличивается и мощность но нужны другие транзисторы VT1. Не забудьте про предохранители.

При настройке лучше использовать С1=5мкф, не электролит.