8 Bagian Meteran Energi Listrik
Sebuahmeteran energi listrikadalah alat yang digunakan untuk mengukur energi listrik yang disebut juga kilowatt-hour meter atau meteran listrik. Satuan pengukurannya adalah derajat atau kilowatt-jam. Ini adalah produk tenaga dan waktu dan dapat digunakan untuk mengukur konsumsi daya pengguna akhir, yang berfungsi sebagai dasar penagihan oleh perusahaan listrik. Listrik merupakan sumber energi yang sangat diperlukan dalam kehidupan sehari-hari masyarakat, dan pengukur energi listrik dipasang di setiap rumah tangga. Namun sebagian besar pengguna belum memahami prinsip kerja, struktur, dan komponen pengukur energi listrik.
Berdasarkan prinsip desain kerjameteran energi listrik, secara umum dapat dibagi menjadi delapan modul: modul catu daya, modul tampilan, modul penyimpanan, modul pengambilan sampel, modul pengukuran, modul komunikasi, modul kontrol, dan modul pemrosesan MUC. Setiap modul mempunyai fungsinya masing-masing dan dikoordinasikan serta diintegrasikan oleh modul pengolah MUC sehingga membentuk satu kesatuan.
1. Modul Catu Daya Meter Energi Listrik
Modul catu daya darimeteran energi listrikberfungsi sebagai pusat energi untuk operasi normalnya. Fungsi utama modul catu daya adalah mengubah tegangan tinggi AC 220V menjadi DC 12V/DC5V/DC3V. Daya tegangan rendah 3V disuplai ke chip dan perangkat modul lain dalam meteran energi listrik. Ada tiga jenis modul catu daya yang umum: transformator, modul pengurang tegangan resistor-kapasitor, dan catu daya sakelar.
Jenis trafo mengubah catu daya AC 220V menjadi AC12V, kemudian dilanjutkan dengan penyearah, penurunan tegangan, dan stabilisasi untuk mencapai rentang tegangan yang diperlukan. Ia memiliki kapasitas daya yang kecil, stabilitas tinggi, namun mudah terpengaruh oleh interferensi elektromagnetik.
Rangkaian catu daya pengurang tegangan resistor-kapasitor menggunakan reaktansi kapasitif yang dihasilkan oleh kapasitor pada frekuensi tertentu dari sinyal AC untuk membatasi arus operasi maksimum. Ukurannya kecil, biayanya rendah, konsumsi dayanya kecil, dan tingkat konsumsinya sendiri tinggi.
Catu daya mode sakelar menggunakan perangkat sakelar elektronik seperti transistor, tabung MOS, SCR, dll. Untuk menghidupkan dan mematikan perangkat sakelar elektronik secara berkala melalui sirkuit kontrol, memungkinkan perangkat tersebut memodulasi tegangan masukan dalam bentuk pulsa, sehingga mencapai transformasi tegangan saat secara bersamaan memberikan tegangan keluaran yang dapat disesuaikan dan distabilkan secara otomatis. Ia memiliki konsumsi daya yang rendah, ukurannya kecil, memiliki rentang stabilisasi tegangan yang luas, mengalami interferensi frekuensi tinggi, dan memiliki harga yang lebih tinggi.
Dalam pengembangan dan desain meteran energi listrik, pilihan jenis catu daya ditentukan berdasarkan persyaratan fungsional produk, dimensi penutup terminal meteran, persyaratan pengendalian biaya, serta kebijakan dan peraturan di berbagai kawasan atau negara.
2. Modul Tampilan Meter Energi Listrik
Modul tampilan meteran energi listrik terutama digunakan untuk membaca konsumsi daya dan menawarkan berbagai pilihan tampilan seperti tabung digital, penghitung, LCD standar, LCD dot matriks, dan LCD sentuh, antara lain. Metode tampilan tabung dan penghitung digital hanya dapat menunjukkan konsumsi listrik dalam satu cara. Dengan berkembangnya jaringan pintar, pengukur energi listrik memerlukan jenis tampilan data daya yang semakin banyak. Tabung dan penghitung digital tidak mampu memenuhi tuntutan intelijen listrik modern. Metode tampilan utama pengukur energi listrik saat ini adalah teknologi LCD. Berbagai jenis LCD dipilih selama proses penelitian dan pengembangan tergantung pada kompleksitas informasi yang disajikan.
3. Modul Penyimpanan Meter Energi Listrik
Modul penyimpanan meteran energi listrik terutama digunakan untuk menyimpan parameter meteran, riwayat konsumsi daya, dan informasi relevan lainnya. Perangkat penyimpanan umum termasuk chip EEPROM, chip feroelektrik, dan chip flash. Ketiga jenis chip ini memiliki aplikasi berbeda pada pengukur energi listrik. Flash adalah jenis memori flash yang menyimpan data sementara, memuat data profil, paket peningkatan perangkat lunak, dll.
EEPROM adalah memori read-only yang dapat diprogram dan dapat dihapus secara elektrik yang memungkinkan pengguna untuk menghapus dan memprogram ulang informasi yang tersimpan di dalamnya baik menggunakan perangkat itu sendiri atau perangkat khusus. Hal ini membuat EEPROM sangat berguna dalam skenario yang memerlukan modifikasi dan pembaruan data secara berkala. EEPROM dapat menyimpan hingga 1 juta byte informasi dan digunakan dalam pengukur energi listrik untuk menyimpan konsumsi daya dan data terkait daya lainnya. Jumlah penyimpanan yang tersedia memenuhi persyaratan penyimpanan untuk seluruh siklus hidup meteran energi listrik, dan harganya terjangkau.
Chip feroelektrik memanfaatkan karakteristik bahan feroelektrik untuk mencapai penyimpanan data dan operasi logis berkecepatan tinggi, berdaya rendah, dan sangat andal. Mereka memiliki kapasitas penyimpanan satu miliar kali. Data tidak akan dihapus setelah listrik padam, sehingga chip feroelektrik menguntungkan karena kepadatan penyimpanannya yang tinggi, kecepatannya yang tinggi, dan konsumsi energi yang rendah. Chip feroelektrik terutama digunakan dalam pengukur energi listrik untuk menyimpan konsumsi daya dan data terkait lainnya. Mereka memiliki harga yang lebih tinggi dan hanya digunakan pada produk yang memerlukan kebutuhan penyimpanan frekuensi tinggi.
4. Modul Pengambilan Sampel Meter Energi Listrik
Modul pengambilan sampel meteran energi listrik bertanggung jawab untuk mengubah sinyal arus besar dan sinyal tegangan besar menjadi sinyal arus kecil dan sinyal tegangan kecil agar mudah diperoleh oleh meteran energi listrik. Perangkat pengambilan sampel arus yang umum termasuk shunt, transformator arus, dan kumparan Rogowski. Pengambilan sampel tegangan biasanya dilakukan dengan menggunakan metode pengambilan sampel pembagi tegangan resistor presisi tinggi.
5. Modul Pengukuran Meter Energi Listrik
Modul pengukuran meteran energi listrik terutama digunakan untuk memperoleh sinyal arus dan tegangan analog dan mengubahnya menjadi sinyal digital. Ini dapat dibagi menjadi modul pengukuran satu fase dan modul pengukuran tiga fase.
6. Modul Komunikasi Meter Energi Listrik
Modul Komunikasi meteran energi listrik berfungsi sebagai landasan untuk transmisi dan interaksi data, bertindak sebagai dasar untuk manajemen ilmiah jaringan pintar, digitalisasi data, kecerdasan, dan akurasi. Hal ini juga merupakan landasan yang memungkinkan interaksi manusia-komputer dalam pengembangan Internet of Things. Di masa lalu, sarana komunikasi utama adalah komunikasi inframerah dan RS-485. Dengan berkembangnya teknologi komunikasi dan Internet of Things (IoT), pilihan metode komunikasi meteran energi listrik menjadi luas. Ini termasuk PLC, RF, RS485, LoRa, ZigBee, GPRS, NB-IoT, dan banyak lagi. Metode komunikasi yang berbeda dapat dipilih berdasarkan kelebihan dan kekurangannya, serta skenario penerapan spesifiknya, untuk memenuhi permintaan pasar.
7. Modul Kontrol Meter Energi Listrik
Modul kontrol meteran energi listrik memungkinkan pengendalian dan pengelolaan beban listrik secara efektif. Metode yang paling umum adalah memasang relai pengunci magnet di dalam meteran energi listrik. Pengendalian dan pengelolaan beban listrik dapat dilakukan dengan menggunakan data daya, skema kontrol, dan perintah waktu nyata untuk menghidupkan atau mematikan daya. Fungsi umum dalam meteran energi listrik mencakup proteksi arus berlebih dan kelebihan beban melalui pemutusan relai untuk mengontrol beban, kendali berbasis waktu untuk menghidupkan atau mematikan daya selama periode waktu tertentu, pemutusan relai ketika pulsa tidak mencukupi dalam fungsi prabayar, dan kendali jarak jauh melalui transmisi perintah waktu nyata.
8. Modul Pengolahan MCU Meteran Energi Listrik
Modul Pemrosesan MCU Meteran Energi Listrik adalah otak dari meteran energi listrik. Ia melakukan penghitungan pada berbagai jenis data, mengubah dan mengeksekusi berbagai jenis instruksi, dan mengoordinasikan berbagai modul agar berhasil mengimplementasikan fungsinya.
Meteran energi listrik adalah alat pengukur elektronik kompleks yang mencakup beberapa aspek teknologi elektronik, termasuk teknologi catu daya, teknologi pengukuran daya, teknologi komunikasi, teknologi tampilan, dan teknologi penyimpanan. Setiap modul fungsional dan teknologi elektronik perlu diintegrasikan dan digabungkan menjadi satu kesatuan yang utuh guna menciptakan meteran listrik yang stabil, andal, dan akurat.
