Программно - аппаратный комплекс измерения RMS значений полной и активной мощности на платформе STM 32

Аннотация
В докладе рассмотрен программно-аппаратный комплекс (ПАК) измерения True RMS значения тока и напряжения на платформе STM32 для возможности модернизации электроподстаний ООО “Сетевая компания”

Актуальность
Цифровизация экономики
Домашняя автоматизация
Индустрия 4.0
Интернет вещей
Будущее

Проблемы измерения
RMS – «root mean square»
Формула среднеквадратичное значение тока

Зависимость RMS значений от типа нагрузки

Выбор микроконтроллера
Для вычислений в нашем портативном аппаратном комплексе будет использоваться современная высокопроизводительная 32-разрядная платформа STM32, построенная на микроконтроллере с архитектурой ARM Cortex-M3

Особенности платформы STM32:
Универсальность
Комфорт для разработчиков
Большой выбор библиотек
Диапазон температур от -40 до 85 °C
Высокая производительность
Низкое энергопотребление
Удобство программирования м.к.

Блок схема проверки True RMS значений микроконтроллером

Функционал STM32CubeIDE

Программа компилятора
Функция True RMS
float func_Psr (float x, float y, float R, float Psr )
{
float Vrms; // Значение эффективного напряжения
float Irms; // Среднеквадратичное значение тока
// Вычисления RMS значений из поступивших данных
Vrms = x/sqrt(2);
Irms = Vrms/R;
//Вывод данных на консоль
printf ("Vrms=%.3f\n", Vrms);
printf ("Irms=%.3f\n", Irms);
// Проверка тремя разными способами активной мощности
float P1 = Vrms * Irms;
float P2 = (pow(Vrms,2)) / R;
float P3 = (pow(Irms,2)) * R;
// Вывод полученных результатов
printf ("P1=%.3f\n", P1);
printf ("P2=%.3f\n", P2);
printf ("P2=%.3f\n", P3);
// Вычисление True RMS значения
Psr = sqrt( (pow(P1,2)+pow(P2,2)+pow(P3,2)) / 3);
// Вывод True RMS на консоль
printf ("Psr=%.3f\n", Psr);
return (Psr);
}

Программа компилятора
Пример работы

Принципиальная схема устройства
Пример работы

3D модель устройства
Габариты ПАК :
Ширина: 52.7мм
Длина: 102.7мм
Высота: 15мм