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UM1529: 产品描述This document describes the functioning; 文件大小1MB，共35页; 制造商ST(意法半导体); 官网地址http://www.st.com/

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UM1529概述

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UM1529

User manual

Single-phase energy meter with 80 A maximum current based on STPM10

metering IC and STM8L152C6 MCU with dual interface EEPROM

Introduction

This document describes the functioning of a single-phase energy meter based on the

STPM10 metering IC and STM8L152C6 microcontroller.

The demonstration board STEVAL-IPE020V1 is a fully functional single-phase solution with

parameter display, tamper management, maximum demand (MD) calculation, with dual

interface (RF and I2C interface) EEPROM data logging and low-power management. The

meter specifications are:

■

Accuracy: class 1 with dynamic range 200:1

Nominal voltage: 240 V

Nominal current: 10 A (I

TYP

)

Maximum current: 80 A (I

MAX

)

Operating range: 0.6 Vb to 1.2 Vb

Meter constant: 1600 impulses/kWh

Power frequency range: 45 Hz to 65 Hz

Sensor: primary side CT and secondary side shunt

Communication interface: IrDA

Single-phase energy meter solution based on STPM10 and STM8L152C6

with dual interface EEPROM

Figure 1.

September 2012

Doc ID 022953 Rev 1

1/35

www.st.com

Contents

UM1529

Contents

Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

2.1

2.2

2.3

Safety rules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

Recommended readings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

Getting technical support . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

Getting started . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

3.1

3.2

3.3

Package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

Hardware installation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

Software installation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

3.3.1

System requirements for demonstration GUI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

Hardware layout . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

Hardware details . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

5.1

5.2

Metering IC U1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

5.1.1

Clocking Y1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

Microcontroller U2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

5.2.1

5.2.2

5.2.3

5.2.4

LED D10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

Switch SW1, SW2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

Jumper J2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

Clocking Y2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

5.3

Power supply section . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

5.3.1

5.3.2

5.3.3

Programmable voltage reference U5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

Current sensor CT1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

Shunt RS1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

5.4

5.5

5.6

5.7

Neutral missing power supply section . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

5.4.1

Current sensor CT2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

EEPROM U3 section . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

LCD section . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

Battery management section . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

5.7.1

5.7.2

Coin cell BT1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

Rechargeable battery BT2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

Doc ID 022953 Rev 1

2/35

UM1529

5.7.3

5.7.4

Contents

Small signal Schottky diode D11, D12, D13, D14, D5 . . . . . . . . . . . . . . 14

Switch SW3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

5.8

IRDA section . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

5.8.1

5.8.2

IRDA transceiver U6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

Jumper J6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

5.9

5.10

Magnetic sensor U4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

Connector section . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

Single-phase energy meter features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

6.1

6.2

6.3

Auto-calibration mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

6.1.1

Steps for auto-calibration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

EEPROM data log . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

Power management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

6.3.1

6.3.2

Meter run mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

Meter low-power mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

6.4

LCD display modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

6.4.1

6.4.2

6.4.3

Meter run mode display . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

Auto-scroll mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

Pushbutton mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

6.5

6.6

Meter low-power mode display . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

Tamper detection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

6.6.1

6.6.2

Tamper types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

LCD symbol for tamper condition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

6.7

62056-21 IRDA protocol mode C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

6.7.1

6.7.2

IRDA modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

SerialIO GUI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

6.8

Pulse-out LED . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

Appendix A EEPROM log data structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

6.9

6.10

Size overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

Entry structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

Appendix B Tamper definitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

Appendix C Schematics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

C.1

Schematics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

Doc ID 022953 Rev 1

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