1、簡(jiǎn)介

“SLM3100電能計(jì)量模塊” 是一款單相多功能電能計(jì)量模塊，與相應(yīng)的電壓互感器和電流互感器配合使用，可以完成需要量程的單相電能的計(jì)量功能，主要用于嵌入到設(shè)備內(nèi)部，對(duì)電能數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)量，并通過串口（UART）發(fā)送給主控系統(tǒng)。

模塊采用高精度單相多功能電能計(jì)量芯片，通過內(nèi)部的單片機(jī)控制，完成模塊參數(shù)校正、電能數(shù)據(jù)累計(jì)、存儲(chǔ)和讀取，以及保護(hù)參數(shù)設(shè)置等全部功能。

模塊能夠測(cè)量單相有功能量、視在能量、功率因子、電流電壓有效值、線頻率等參數(shù)，并且還具有過壓、欠壓及過流等監(jiān)測(cè)功能。根據(jù)電能計(jì)量協(xié)議，通過串口通信查詢電能數(shù)據(jù)和設(shè)置參數(shù)。

用戶利用它可以輕松完成設(shè)備嵌入式的電能計(jì)量功能，節(jié)省人力物力和開發(fā)時(shí)間，使產(chǎn)品更快的投入市場(chǎng)，增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力。

2、特點(diǎn)

（1）、高精度，0.5S級(jí)計(jì)量精度；

（2）、UART 通信接口，與MCU接口簡(jiǎn)單，使用方便；

（3）、低功耗，模塊整機(jī)功耗小于 40mW（工作電源 5V）；

（4）、在輸入動(dòng)態(tài)工作范圍（5000:1）內(nèi)，非線性測(cè)量誤差小于 0.1%；

（5）、防潛動(dòng)設(shè)計(jì)，配合合理外部硬件設(shè)計(jì)，可通過 0.5mT 強(qiáng)磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)；

（6）、支持全數(shù)字域的偏置補(bǔ)償、增益調(diào)整、相位校正（最大±2.54°可調(diào)）等，可以直接接到標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源進(jìn)行誤差校正；

（7）、可設(shè)置過載告警參數(shù)和輸出類型，適合電磁繼電器或磁保持繼電器；

（8）、模塊尺寸20×19×10 mm，體積小，方便嵌入到設(shè)備內(nèi)部。

3、應(yīng)用

（1）、智能控制器；

（2）、計(jì)量插座插排；

（3）、阻性負(fù)載識(shí)別設(shè)備；

（4）、儀器儀表；

（5）、各種家用電器及工業(yè)設(shè)備。

4、主要技術(shù)參數(shù)

4.1、極限參數(shù)

（1）、電源電壓：+5.5V

（2）、模擬端口輸入電壓：600mVp

（3）、數(shù)字端口輸入電壓：-0.3V～+5.5V

（4）、數(shù)字端口輸出電流：10mA

（4）、焊接溫度：300℃（10S）

4.2、正常參數(shù)

（1）、電源電壓：5V±5%

（2）、工作電流：8mA（最大）

（3）、有功功率測(cè)量誤差（絕對(duì)誤差）：±0.5%（5000:1 輸入動(dòng)態(tài)范圍）

（4）、通道間相角引起測(cè)量誤差：±0.5%（容性相位超前 37⁰，PF=0.8；感性相位滯后 60⁰，PF=0.5）

（5）、電壓有效值測(cè)量精度（相對(duì)誤差）：±0.3%（0.4%Ib~12Ib）

（6）、電流有效值測(cè)量精度（相對(duì)誤差）：±0.3%（0.4%Ib~12Ib）

（7）、基本電流Ib：10A

（8）、最大電流Imax：60A（由電流互感器決定）

（9）、儀表常數(shù)：2400 r/kw.h

（10）、模擬輸入帶寬：14kHz（（-3dB））

（11）、溫度系數(shù)：15 ppm/℃

（12）、串口：電平： 5V  CMOS電平

                 串口速率：9600bps

串口協(xié)議：Modbus

（13）、過載默認(rèn)值：欠壓176V、過流30A

（14）、體積：20×19×10 mm

（15）、重量：3.6g

（16）、工作溫度：-40 ~ +85℃

5、使用說明

5.1、引腳定義

模塊引腳定義如圖1所示：

圖1  SLM3100引腳定義

SLM3100模塊正面（印字面）左下方帶小圓點(diǎn)標(biāo)志的第一個(gè)引腳，其余引腳依次排列，引腳定義如下：

5.2、外形

圖2    外形與PCB庫文件

5.3、參考電路

圖3    最大40A推薦電路

交樓輸入220V，最大輸出電流40A元器件推薦值如下：

6、注意事項(xiàng)

（1）、電能模塊正面印字部分，其白點(diǎn)對(duì)應(yīng)的左下角引腳為+5V輸入引腳，其余引腳依次排列，不能接反。

（2）、電源電壓為5V±5%（4.75～5.25V），使用時(shí)不能超過這個(gè)范圍；

（3）、+5V電源應(yīng)由被計(jì)量的交流電源通過變壓器降壓、整流穩(wěn)壓得到。如果采用開關(guān)電源，需要保證電壓紋波應(yīng)小于50mVp-p；

（4）、交流掉電后，應(yīng)確保模塊+5V電壓跌落至3.3V之間的時(shí)間大于100mS，保證模塊能正確存儲(chǔ)電能數(shù)據(jù)；

（5）、模塊+5V引腳附近置一個(gè)0.1μ瓷片或貼片電容，以降低電源噪聲；

（6）、電壓互感器與電流互感器與模塊模擬輸入端口之間的連接，極性不能錯(cuò)誤；

（7）、串口為5VCMOS電平，對(duì)于3.3V電源的MCU，應(yīng)在模塊第3腳（TXD）與MCU的RXD引腳之間串聯(lián)一個(gè)1KΩ限流電阻。

7、校準(zhǔn)

    模塊安裝到設(shè)備內(nèi)部后，需要先進(jìn)行校準(zhǔn)后，才能得到準(zhǔn)確的電能數(shù)據(jù)。校準(zhǔn)過程如下：

7.1、設(shè)備連接

圖5    校準(zhǔn)設(shè)備連接

    將單相功率源的電流輸出正端與待測(cè)設(shè)備的火線輸出端（Lout）相連接，電源輸出正端與待測(cè)設(shè)備的零線（N）相連，功率源的電流輸出和電壓輸出負(fù)端相連后，接到待測(cè)設(shè)備的火線輸入端（Lin）。

    USB轉(zhuǎn)串口工具與待測(cè)設(shè)備的串口相連接，再接到PC機(jī)的USB端口上。

7.2、校準(zhǔn)步驟

（1）、打開電腦上的串口助手，選擇對(duì)應(yīng)的COM口，勾選十六進(jìn)制顯示，十六進(jìn)制發(fā)送，波特率設(shè)置9600；

（2）、校準(zhǔn)：使用串口助手發(fā)送校準(zhǔn)指令；

（3）、校準(zhǔn)流程必須遵循圖6所示流程，順序不能錯(cuò)亂。中間出現(xiàn)操作錯(cuò)誤，必須從頭開始重新校準(zhǔn)。每次校準(zhǔn)，功率源調(diào)整完畢（約5s），待輸出穩(wěn)定后發(fā)送校表命令。

圖6    校準(zhǔn)流程

    （4）、校準(zhǔn)指令及判別準(zhǔn)則詳見《SLM3100單相電能模塊通信協(xié)議》。

8、檢驗(yàn)報(bào)告

9、售后服務(wù)

（1）、質(zhì)量保證期：一年；

（2）、質(zhì)量保證內(nèi)容：凡在質(zhì)量保證期內(nèi)，出現(xiàn)由于產(chǎn)品本身的質(zhì)量問題，本公司負(fù)責(zé)免費(fèi)維修或更換同型號(hào)的產(chǎn)品；

（3）產(chǎn)品以下內(nèi)容不屬于質(zhì)保范圍：

①、操作使用不當(dāng)造成的設(shè)備損壞。如未按產(chǎn)品說明書要求接線、未按要求安裝設(shè)備、過載使用產(chǎn)品等違規(guī)操作。

②、人為損壞。如用火燒設(shè)備、用力或用物體擊打產(chǎn)品、高處跌落等造成的產(chǎn)品損壞。

③、產(chǎn)品標(biāo)識(shí)不清或被私自改動(dòng)。

④、未經(jīng)本公司書面授權(quán)和同意，私拆或私自維修本公司產(chǎn)品。

⑤、不可抗力造成的設(shè)備損壞。如地震、火災(zāi)、洪水等法律定義的不可抗力。

（4）、凡超過質(zhì)量保證期后的產(chǎn)品損壞，本公司負(fù)責(zé)免費(fèi)鑒定。經(jīng)過技術(shù)鑒定后，確屬本公司產(chǎn)品質(zhì)量問題的，本公司免費(fèi)維修；非產(chǎn)品本身質(zhì)量問題的，收取維修材料費(fèi)和運(yùn)輸費(fèi)。

10、聯(lián)系方式

濟(jì)南賽英立德電子信息股份有限公司

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