Energy-Monitoring-PCB

高精度，隔離和poe供電的三相能源監(jiān)測系統(tǒng)，專為與辦公，商業(yè)和工業(yè)環(huán)境中的樓宇管理系統(tǒng)(BMS)集成而設(shè)計。

概述:

該PCB是一個三相4線(3P4W)電氣監(jiān)控模塊，設(shè)計用于安裝在辦公室或小型設(shè)施的主電源入口。它實時測量所有關(guān)鍵電氣參數(shù)，并通過以太網(wǎng)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)酵獠緽MS， BMS負責(zé)控制和決策。

這個項目解決的問題

大多數(shù)商用電表是：

?昂貴的

?封閉且難以整合

?數(shù)據(jù)存取受限

?不是基于現(xiàn)代精密芯片

?缺少PoE連接

?不是開放硬件或可定制的

該設(shè)計通過提供一個開放的、可復(fù)制的、可集成的、有完整文檔的能源監(jiān)測板來解決這些問題。

主要特點

?專業(yè)能量測量(ATM90E32AS)

?全三相4線(3P4W)測量

內(nèi)部計算：

?RMS電壓

?均方根電流

?有功、無功和視在功率

?功率因數(shù)

?頻率

?逐相能量積累

?高精度電阻分壓器

?通過外部ct感應(yīng)電流

?電源和低壓電子設(shè)備之間完全隔離

以太網(wǎng)+ PoE連接

?具有適當終止/ EMI實踐的LAN8720A以太網(wǎng)PHY

?10/ 100mbps穩(wěn)定以太網(wǎng)鏈路

?PoE 802.3af通過TPS2378DDAR供電

?所有以太網(wǎng)線路上的浪涌、ESD和瞬態(tài)保護

ESP32-S3-MINI-1控制器

?通過數(shù)字隔離器(Si86xx)與能源IC進行SPI通信

?本機USB編程

?JTAG用于調(diào)試

?處理測量結(jié)果并向BMS發(fā)布數(shù)據(jù)

?支持OTA更新

強大的電源架構(gòu)

?PoE→5V→3.3V轉(zhuǎn)換

?完全隔離直流域的測量部分

?MOVs， TVS二極管，PTC熔斷器，并在整個設(shè)計中適當濾波

安全與隔離

?明確區(qū)分：

?高壓域(交流電源)

?低壓域(ESP32， PHY，邏輯)

?爬電/間隙符合IEC標準

?多級保護，安全安裝在真正的電氣面板

為什么這個設(shè)計比同類產(chǎn)品更好

?完全文檔化的開放硬件

?原生PoE，在工業(yè)儀表中不常見

?基于高精度的ATM90E32AS芯片

?正確的以太網(wǎng)PHY終端：鮑勃史密斯，CT偏置，電視，過濾器

?完全隔離的結(jié)構(gòu)，工業(yè)安全

?比商業(yè)封閉式能量分析儀更便宜，更靈活

?設(shè)計可重復(fù)性，制造和長期可靠性

用法

?將PCB連接到進線三相線(3相+中性)。

?將ct附加到每個階段。

?通過PoE交換機為單板供電。

?連接到以太網(wǎng)并與BMS配對。

?固件讀取并傳輸所有電氣參數(shù)。

該項目展示了一個精心設(shè)計的架構(gòu)如何結(jié)合隔離測量，工業(yè)級保護和poe供電連接，可以提供適合實際電氣安裝的專業(yè)三相能量監(jiān)測系統(tǒng)。

設(shè)計的每個模塊，從ATM90E32AS計量引擎到以太網(wǎng)PHY終端、隔離策略和高壓前端，都是為了平衡精度、安全性、EMI穩(wěn)健性和長期可靠性而選擇的。

其結(jié)果是一個開放硬件、bms就緒的平臺，能夠為辦公樓、商業(yè)空間和能源感知自動化系統(tǒng)提供高分辨率電氣分析。

它提供了商用儀表所缺乏的集成靈活性，同時保持了工業(yè)環(huán)境中預(yù)期的保護、測量質(zhì)量和穩(wěn)定性。

本文編譯自hackster.io