專利名稱：智能電度表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種自動控制用電指標(biāo)的電度表。
目前使用的電度表，只能起到電能計(jì)量作用。我國專利89202339.2雖能控制用電總電源允許負(fù)荷可隨電網(wǎng)供電能力的大小而變，以實(shí)現(xiàn)對分戶的控制，并且有多種保護(hù)功能，但仍不能對用戶的用電指標(biāo)進(jìn)行有償控制。
本實(shí)用新型的目的在于避免現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足之處，而提供一種能有償控制各用戶的用電指標(biāo)，從而較好地對供電負(fù)荷自動實(shí)行限量的智能電度表。
本實(shí)用新型的目的是通過以下途徑來實(shí)現(xiàn)的，智能電度表，由表殼、表面、安裝在表殼內(nèi)由電壓線圈、電流線圈、鐵芯、計(jì)數(shù)機(jī)構(gòu)接線柱組成的計(jì)量檢測機(jī)構(gòu)，插在表面上的卡片插口內(nèi)，可更換的卡片，表面上裝有啟動按鍵，當(dāng)系統(tǒng)因負(fù)苛過載而導(dǎo)致停電時(shí)，按動啟動按鍵，即可恢復(fù)供電。表面上有負(fù)荷過載時(shí)報(bào)警的發(fā)聲口，并裝有供報(bào)警和提醒用戶，卡片限量用電指標(biāo)快用完的發(fā)光二極管，計(jì)量檢測機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動鋁盤上有與安裝在固定支架上的紅外發(fā)光二極管和光電二極管。由送出圈脈沖信號的光電二極管，對圈脈沖信號進(jìn)行二次放大的三極管，對放大信號檢波的二極管，對檢波后的信號再放大的三極管，限流電阻，穩(wěn)壓電容，D觸發(fā)器和集成電路組成與單片機(jī)連接的圈脈沖信號檢測電路。由組成自激多諧振蕩器產(chǎn)生脈沖信號的定時(shí)器、電阻、電容和經(jīng)定時(shí)器驅(qū)動發(fā)出紅外線的發(fā)光二極管組成的紅外線發(fā)射電路。由控制飽和導(dǎo)通的三極管，連接三極管基極的限流電阻，三極管飽和導(dǎo)通時(shí)即發(fā)光報(bào)警的發(fā)光二極管，接受單片機(jī)信號后產(chǎn)生音頻振蕩的集成電路，連接集成電路的耦合電容和發(fā)聲報(bào)警喇叭組成與單片機(jī)連接的聲光報(bào)警電路，由復(fù)合三極管，集成電路，與復(fù)合三極管基極串聯(lián)的電阻和與復(fù)合三極管集電極連接的繼電器組成與單片機(jī)連接的控制卡片用電指標(biāo)用完和負(fù)荷超載給予停電的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。由單片機(jī)、存貯器、鎖存器、電阻、電容、三極管、二極管、卡片插座、集成電路和直流電源組成的分別與各電路對應(yīng)連接的控制系統(tǒng)電路。由對輸入電壓進(jìn)行濾波的電容，變壓器、對變壓器提供的信號進(jìn)行橋式整流的二極管，對整流后的電壓進(jìn)行濾波的電容，對濾波后電壓進(jìn)行穩(wěn)壓的穩(wěn)壓二極管，經(jīng)穩(wěn)壓后向系統(tǒng)提供工作電壓的集成電路組成與各電路對應(yīng)連接的電源和掉電檢測電路。
本實(shí)用新型的智能電度表，存貯用電指標(biāo)的卡片上有只讀存貯器和與卡片插座對應(yīng)連接的接觸塊，存貯器包括多射極管、三極管、穩(wěn)壓二極管、限流電阻和與多射極管發(fā)射極連接的硅晶熔絲。
本實(shí)用新型結(jié)合附圖中的實(shí)施例作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。


圖1智能電度表自動控制系統(tǒng)原理方框圖；圖2智能電度表示意圖(說明書摘要附圖)；圖3智能電度表計(jì)量檢測機(jī)構(gòu)示意圖；圖4智能電度表圈脈沖信號檢測電路圖；圖5智能電度表紅外線發(fā)射電路圖6智能電度表聲光報(bào)警電路圖；圖7智能電度表執(zhí)行機(jī)構(gòu)電路圖；圖8智能電度表控制系統(tǒng)電路圖；圖9智能電度表電源和掉電檢測電路圖；圖10智能電度表卡片電路圖；圖11智能電度表卡片示意圖。
如圖1所示，本實(shí)用新型的智能電度表由單片機(jī)、圈脈沖信號檢測電路，聲、光報(bào)警電路，電源和掉電檢測電路，存貯器，卡片接口，執(zhí)行機(jī)構(gòu)電路，卡片電路和輸入電源等電路組成自動控制系統(tǒng)。
如圖2所示，本實(shí)用新型的智能電度表，用電計(jì)量指標(biāo)卡片(1)插裝在表面(27)上的卡片插口(3)中，裝在表殼(26)上的表面(27)上裝有聲、光報(bào)警的發(fā)光二極管LED2和LED3、啟動按鍵(4)，計(jì)數(shù)機(jī)構(gòu)(6)和開有報(bào)警發(fā)聲口(5)，當(dāng)系統(tǒng)因負(fù)荷過載而導(dǎo)致停電后，必須按一下啟動按鍵(4)，才能使系統(tǒng)重新啟動。
如圖3所示，本實(shí)用新型的智能電度表，當(dāng)電壓線圈(7)得電時(shí)，繞在鐵芯(8)上的電流線圈(21)有電流通過，使轉(zhuǎn)動鋁盤(25)轉(zhuǎn)動，并帶動計(jì)數(shù)機(jī)構(gòu)(6)計(jì)數(shù)，當(dāng)轉(zhuǎn)動鋁盤(25)轉(zhuǎn)動，使轉(zhuǎn)動鋁盤上的小孔(2)經(jīng)過由安裝在固定支架(23)上的紅外發(fā)光二極管LED1和光電二極管D3組成的光電檢測探頭時(shí)，光電二極管D3感應(yīng)出一圈脈沖信號，表殼(26)內(nèi)的接線柱(20)、(22)分別連接執(zhí)行機(jī)構(gòu)中的繼電器的觸點(diǎn)，接線柱(19)連接電壓線圈(7)和電流線圈(21)。接線柱(19)、(20)、(22)安裝在接線盒(11)內(nèi)。
如圖4所示，本實(shí)用新型的智能電度表，由光電二極管D3送出的圈脈沖信號，經(jīng)三極管BG1、BG2二級放大后，由二極管D1、D2檢波，再經(jīng)由三極管BG3放大，觸發(fā)D觸發(fā)器IC2，并經(jīng)接點(diǎn)(13)送至單片機(jī)的T0腳，電容C1、C2為對放大后的信號濾波的濾波電容。電容C1串聯(lián)在三極管BG1的集電極和三極管BG2的基極之間，限流電阻R1－R5的一端與光電二極管D3的負(fù)極并聯(lián)后連接＋5V接點(diǎn)，限流電阻R1－R5的另一端分別連接三極管BG1的集電極，三極管BG2有基極、集電極，三極管BG3的集電極和D觸發(fā)器IC2，D觸發(fā)器IC2的R、S端連接集成電路IC1－1，接點(diǎn)(12)、(13)與單片機(jī)連接。電容C2的一極與三極管BG1、BG2、BG3的發(fā)射極和二極管D1的正極相聯(lián)，另一極與二極管D2的負(fù)極和三極管BG3的基極相聯(lián)。二極管D1、D2串聯(lián)，中點(diǎn)連接三極管BG2的集電極和電阻R3的一端。
如圖5所示，本實(shí)用新型的智能電度表，定時(shí)器IC3－1自激多諧振蕩產(chǎn)生脈沖信號經(jīng)5腳輸出，驅(qū)動紅外線發(fā)光二極管LED1發(fā)出紅外線，定時(shí)器IC3－1的4腳和14腳與電阻R6相聯(lián)后連接＋12V接點(diǎn)，電阻R6、R7串聯(lián)，中點(diǎn)連接定時(shí)器IC3－1的1腳和2腳，電阻R7的另一端與電容C3的一極和定時(shí)器IC3－1的6腳并聯(lián)，電容C4的一極與定時(shí)器IC3－1的3腳連接，另一極與電容C3的另一極，定時(shí)器IC3－1的7腳和電阻R8一端并聯(lián)后接地，電阻R8的另一端接紅外線發(fā)光二極管LED1的負(fù)極，紅外線發(fā)光二極管LED1的正極與定時(shí)器IC3－1的5腳連接。
如圖6所示，本實(shí)用新型的智能電度表，接點(diǎn)(14)、(15)、(16)連接單片極，當(dāng)卡片用電指標(biāo)快用完時(shí)，單片機(jī)輸送一高電平到接點(diǎn)(14)，經(jīng)過限流電阻R11到三極管BG4的基極，三極管BG4飽和導(dǎo)通，發(fā)光二極管LED2發(fā)光報(bào)警，當(dāng)用戶負(fù)荷過載時(shí)，從單片機(jī)輸出一高電平到接點(diǎn)(15)，經(jīng)過限流電阻R12到三極管BG5的基極，三極管BG5飽和導(dǎo)通，發(fā)光二極管LED3發(fā)光報(bào)警，當(dāng)發(fā)光二極管LED2、LED3發(fā)光報(bào)警時(shí)，單片機(jī)同時(shí)輸出一高電平到接點(diǎn)(16)，經(jīng)二極管D5和電阻R15加到集成電路IC3－2的12腳，使由集成電路IC3－2組成的音頻振蕩電路產(chǎn)生振蕩，由集成電路IC3－2的9腳輸出，通過耦合電容C7推動喇叭Y發(fā)聲報(bào)警。連接三極管BG4集電極的電阻R9，與連接三極管BG5集電極的電阻R10相聯(lián)后，連接＋5V接點(diǎn)。發(fā)光二極管LED2、LED3的負(fù)極并聯(lián)后接地。電阻R14與二極管D5的正極相聯(lián)后，連接接點(diǎn)(16)，電阻R14的另一端與電阻R13的一端和集成電路IC3－2的13腳并聯(lián)。電阻R13的另一端與集成電路IC3－2的10腳、14腳并聯(lián)后，連接＋5V接點(diǎn)。電容C6一極與電阻R15并聯(lián)后，接入集成電路IC3－2的8腳，另一極與集成電路IC3－2的7腳，電容C5的一極和喇叭Y并聯(lián)后接地。
如圖7所示，本實(shí)用新型的智能電度表，連接單片機(jī)的接點(diǎn)(17)與集成電路IC1－2、3連接，當(dāng)卡片用電指標(biāo)用完或負(fù)荷過載時(shí)，控制系統(tǒng)給予停電，這時(shí)單片機(jī)輸出一高電平到接點(diǎn)(17)，通過集成電路IC1－2、3和限流電阻R16到三極管BG6、BG7組成的復(fù)合三極管的基極，使復(fù)合三極管飽和導(dǎo)通，驅(qū)動繼電器J吸合，使與電度表的電流線圈通過接線柱(20)、(22)串聯(lián)的常閉觸點(diǎn)斷開，達(dá)到停電的目的。復(fù)合三極管的發(fā)射極接地，二極管D6的正極與繼電器J并聯(lián)后接復(fù)合三極管的集電極，負(fù)極與繼電器J的另一端并聯(lián)后接＋12V接點(diǎn)。
如圖8所示，本實(shí)用新型的智能電度表，通過接點(diǎn)(12)－(18)與各電路對在連接的單片機(jī)IC4，其程序全部固放在片外存貯器IC6中，因單片機(jī)沒有配置單獨(dú)的地址總線，故尋址的地址碼12位中，地址的低8位由P0口(DB0－DB7)提供(即P0口為數(shù)據(jù)／地址復(fù)用的總線口)，地址的高4位由PZ口的PZ0－PZ3提供。因本系統(tǒng)只用了ZK程序存貯單元，所以，地址線只需11根，故地址線的高3位由PZ0－PZ2提供。。在單片機(jī)IC4訪問存貯器IC6時(shí)，ALE的下降沿控制鎖存器IC5先鎖存，由PZ0－PZ2輸送，然后單片機(jī)IC4再進(jìn)行讀指令數(shù)據(jù)。在引腳XTAL1和XTAL2之間并聯(lián)接入晶振X和分別串聯(lián)電容C8、C9，使單片機(jī)IC4內(nèi)的高增益諧振電路的振蕩頻率為6MHZ。當(dāng)控制系統(tǒng)得電時(shí)，單片機(jī)IC4的RESET腳對電容C18充電，在RESET腳上產(chǎn)生一個(gè)時(shí)間足夠長的復(fù)位脈沖。單片機(jī)IC4復(fù)位后，通過RD線給8總線收發(fā)器IC7的G端送一低電平，通過PZ4口線給8總線收發(fā)器IC7的DIR端送一低電平。單片機(jī)IC4通過8總線收發(fā)器IC7讀卡片插座IC10；同時(shí)，單片機(jī)IC4的RD腳上的低電平經(jīng)集成電路IC1－5反相后，經(jīng)電阻R23加到三極管BG9的基極，給卡片電路提供＋5V的工作電壓。單片機(jī)IC4的PZ3口線作為一位地址線接至卡片插座IC10的A腳。當(dāng)沒有卡片插入時(shí)，因卡片插座IC10的八根數(shù)據(jù)線都接有拉高電阻R24－R31，所以單片機(jī)IC4讀入的8位數(shù)據(jù)全為“1”，經(jīng)計(jì)算機(jī)判別后，不予響應(yīng)。當(dāng)卡片插入卡片插座IC10，單片機(jī)IC4將卡片中的全部信息讀入RAM進(jìn)行處理。讀完卡片后，單片機(jī)IC4的PZ4口線上出現(xiàn)一高電平，WR為低電平，經(jīng)集成電路IC1－4，電阻R22加到三極管BG8的基極，給卡片電路提供＋12V的寫卡片工作電壓，將卡片中的兩個(gè)字節(jié)，16個(gè)存貯單元全部置“1”，使卡片不能再次使用。電阻R17一端接單片機(jī)IC4的EA腳，另一端接＋5V，電阻R18一端單片機(jī)IC4的SS腳，另一端接＋5V，電阻R19一端接單片機(jī)IC4的T1腳，另一端與電阻R20串聯(lián)，電阻R20的另一端接＋5V，電阻R19、R20的連接中點(diǎn)連接啟動按鍵(4)，二極管D8的正極接＋5V，二極管D8、D9的負(fù)極與電阻R21一端并聯(lián)后接單片機(jī)IC4的VDD腳，二極管D8的正極接＋5V，二極管D9的正極與電阻R21的另一端并聯(lián)后接直流電源的正極，直流電源負(fù)極接地。
如圖9所示，本實(shí)用新型的智能電度表運(yùn)行時(shí)，接點(diǎn)(19)、(20)上的220V電力電壓經(jīng)電容C16、C17濾除電網(wǎng)干擾和尖峰脈沖干擾后，經(jīng)過變壓器B變成U1和U2。U1通過二極管D10－D13橋式整流，電容C10－C13濾波，集成電路IC8穩(wěn)壓后，給控制系統(tǒng)提供＋5V的工作電壓；U2經(jīng)過二極管D14－D17橋式整流，電容C14、C15濾波，集成電路IC9穩(wěn)壓后，給控制系統(tǒng)提供＋12V的工作電壓?？刂葡到y(tǒng)在工作過程中遇到忽然停電或人為掉電，電阻R32的電壓為零，接點(diǎn)(18)降為低電平，送至單片機(jī)IC4的1NT腳，請求系統(tǒng)掉電中斷，單片機(jī)IC4響應(yīng)后，將有用信息全部送入單片機(jī)IC4內(nèi)的RAM中。當(dāng)?shù)綦姇r(shí)，濾波電容C11中的電能被二極管D7隔離。當(dāng)系統(tǒng)得電正常工作時(shí)，穩(wěn)壓二極管DW2和二極管D4將穩(wěn)壓二極管DW1、DW2的負(fù)極并聯(lián)點(diǎn)的電壓嵌制在5V左右，穩(wěn)壓二極管DW1反向擊穿，連接點(diǎn)(18)為高電平加到單片機(jī)IC4的1NT腳。電阻R33一端與電阻R32連接，另一端接穩(wěn)壓二極管DW1、DW2負(fù)極并聯(lián)點(diǎn)，電阻R34一端連接穩(wěn)壓二極管DW1的正極，另一端接地。
如圖9、圖10所示，本實(shí)用新型的智能電度表，卡片(1)上有存貯用電指標(biāo)的卡片集成電路存貯器(9)和與存貯器(9)連接的接觸塊(10)。全部軟封裝卡片(1)上的集成電路存貯器(9)兩個(gè)多射極管的發(fā)射極通過熔絲(24)與位線相連，當(dāng)它被選中時(shí)，基極為高電位，熔絲(24)連接著的位經(jīng)過讀寫電路反相輸出為“0”。若熔絲(24)被燒斷，則該位輸出為“1”，在寫入時(shí)，Ec接12V，要寫入的位D端斷開，不要寫入的位D端接地。要寫入的位的穩(wěn)壓二極管DW導(dǎo)通，三極管T2導(dǎo)電，選中的單元流過足夠大的電流，把熔絲(24)燒斷，達(dá)到了寫入的目的。在正常讀出時(shí)，Ec為＋5V，穩(wěn)壓二極管DW不導(dǎo)通，三極管T2截止，選中單元的內(nèi)容經(jīng)三極管T1反相后輸出。電阻R36一端連接三極管T2的集電極，另一端與三極管T1的基極和電阻R37并聯(lián)，電阻R37的另一端與三極管T1、T2的發(fā)射極和電阻R38聯(lián)結(jié)，電阻R38的另一端與三極管T2的基極和穩(wěn)壓，二極管DW的正極聯(lián)結(jié)，電阻R39一端與穩(wěn)壓二極管DW的負(fù)極連接，另一端與多射極管的集電極和電阻R35相聯(lián)，電阻R35的另一端與多射極管的基極和三極管T3的集電極相聯(lián)，三極管T3的發(fā)射極接地，基極與另一個(gè)多射極管的基極連接。
本實(shí)用新型的智能電度表，相比現(xiàn)有技術(shù)有如下優(yōu)點(diǎn)采用帶有用電指標(biāo)的卡片插入電表，方能供電，供用部門不需要到用戶逐個(gè)表計(jì)價(jià)收費(fèi)，用戶自動到供電部門購買用電卡片，既節(jié)省人力，又能有償控制各用戶用電指標(biāo)，并能較好地對供電負(fù)荷自動實(shí)行限量，節(jié)約電力，杜絕浪費(fèi)和竊電，還能根據(jù)電網(wǎng)供電能力的大小，自動控制用電，避免區(qū)域停電。
權(quán)利要求1.一種智能電度表，它包括表殼(26)、表面(27)，組成計(jì)量檢測機(jī)構(gòu)的電壓線圈(7)、電流線圈(21)、鐵芯(8)、計(jì)數(shù)機(jī)構(gòu)(6)，接線柱(19)、(20)、(22)和安裝接線柱(19)、(20)、(22)的接線盒(11)，其特征在于a、表面(27)上開有插裝印有用電指標(biāo)的卡片(1)的卡片插口(3)，安裝有啟動按鍵(4)，發(fā)光二極管LED2、LED3，報(bào)警發(fā)聲口(5)；計(jì)量檢測機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動鋁盤(25)上開有小孔(2)，對應(yīng)小孔(2)裝有紅外發(fā)光二極管LED1，電光二極管D3和安裝紅外發(fā)光二極管LED1和光電二極管D3的固定支架(23)；b、由光電二極管D3、三極管BG1、BG2、BG3、電阻R1-R5、D觸發(fā)器IC2，集成電路IC1-1，二極管D1、D2，電容C1、C2組成，通過連接點(diǎn)+5V、(12)、(13)分別與單片機(jī)對應(yīng)接點(diǎn)連接的圈脈沖信號檢測電路；c、由紅外發(fā)光二極管LED1、定時(shí)器IC3-1、電阻R6、R7、R8，電容C3、C4組成，通過接點(diǎn)+12V與單片機(jī)對應(yīng)連接的紅外線發(fā)射電路；d、由發(fā)光二極管LED2、LED3，電阻R9-R15，定時(shí)器IC3-2、三極管BG4、BG5，電容C5、C6、C7，發(fā)音器Y，二極管D5組成，通過接點(diǎn)(14)、(15)、(16)和+5V分別與單片機(jī)的對應(yīng)接點(diǎn)連接的聲光報(bào)警電路；e、由繼電器J三極管BG6、BG7，集成電路IC1-2、[3]，二極管D6，電阻R16組成接點(diǎn)(17)和+12V分別與單片機(jī)的對應(yīng)點(diǎn)連接，接點(diǎn)(20)、(22)分別與接線柱(20)(22)連接的執(zhí)行機(jī)構(gòu)；f、由單片機(jī)IC4，鎖存器IC5，存貯器IC6、IC7，卡片插座IC10，電阻R17-R31，三極管BG8、BG9，電容C8、C9、C18，二極管D8、D9晶振X，集成電路IC1-4、IC1-5和直流電源組成，通過單片機(jī)IC4的接點(diǎn)(12)-(17)，+5V分別與各電路對應(yīng)接點(diǎn)連接的控制系統(tǒng)電路；g、由變壓器B，組成橋式整流電路的二極管D10-D13、D14-D17，穩(wěn)壓二極管DW1、DW2，二極管D4、D7，電阻R32、R33、R34，電容C10-C17集成電路IC8、IC9組成，通過接點(diǎn)(18)、(19)、(20)、+5V、+12V、GWD分別與各電路對應(yīng)接點(diǎn)連接的電源整流、濾波、穩(wěn)壓及掉電檢測電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能電度表，其特征在于卡片(1)上有集成軟封裝存貯器(9)和與卡片插座IC10對應(yīng)連接和接觸塊(10)，存貯器(9)由二個(gè)多射極管，三極管T1、T2、T3，穩(wěn)壓二極管DW和電阻R35－R39組成，硅晶熔絲(24)分別連接多射極管的各發(fā)射極。
專利摘要一種自動控制用電指標(biāo)的智能電度表，它由電磁感應(yīng)電度表和自動控制系統(tǒng)組成，表面上有插裝用電計(jì)量指標(biāo)卡片的卡口插口。其自動控制系統(tǒng)由單片機(jī)，圈脈沖信號檢測電路，聲光報(bào)警電路，電源和掉電檢測電路，存貯器、卡片接口，執(zhí)行機(jī)構(gòu)電路，卡片電路和輸入電源電路組成。采用帶有用電指標(biāo)的卡片控制供用電，用戶自動到供電部門購買用電卡片，既節(jié)省人力，又能有償控制各用戶的用電指標(biāo)，并能較好地對供電負(fù)荷自動實(shí)行限量，節(jié)約電力，杜絕浪費(fèi)和竊電。
文檔編號G01R11/00GK2082419SQ9121209
公開日1991年8月7日 申請日期1991年1月18日 優(yōu)先權(quán)日1991年1月18日
發(fā)明者張新湘 申請人:張新湘