Microcontroller ENGINEERING REVIEW Volume 6 MAXQ3120を用いた多機能電力メータのリファレンスデザインなぜ、電力メータの改善が必要か？現在、普及している電力メータは、すでに約1世紀も前に考案された機械式のものです。機械式電力メータは、電力会社が顧客に電力料金を正確に請求するために、長年にわたり根気よく電力を計測してきました。機械式キロワット時の電力メータは、入力電圧や力率によらず、金属製ディスクの回転によって、実際のエネルギー消費量を積算します(図1)。しかし、エネルギー産業の変化により、古い機械式電力メータでは対応しきれない状況が出てきました。第一に、電力の使用量が非常に片寄っているにも関わらず、ピーク需要時に省エネルギーを推進する理由が顧客側にないことがあげられます。そのため、電力会社は、1日のほとんどの時間において、設備の能力が十分に活用されないとしても、このピーク需要に対応するため、旧世代の設備や配電ネットワークを改善すべきであるという認識を持ちつつあります。第二に、電圧と電流の位相が揃っている状態のとき、配電効率が高くなることがあげられます。負荷に供給される実際の電力は次式で表されます。 PREAL = V ✕ I ✕ cosθ 図1. 米国で使用されている機械式電力メータ。機械式ここでθは電圧波形と電流波形の位相角です。ところが、電力回路に接続される設備の多くは、電力メータでは、回転する誘導モータや蛍光灯のように誘導性の高い負荷であり、電圧に対して電流の位相が遅れる原因ディスクを利用して使用となっています。この非効率性について電力会社ができることは、つい最近まで、住宅用の電力を測定します。機械式大半に関して何もありませんでした。時間帯やピーク使用量、力率までを考慮して使用電力量のディスプレイには、をモニタリングし、電力料金を請求するには、あまりにコストがかかりすぎたのです。メータが製造されて以来の累積電力量が表示されます。複数料金に対応した多機能メータがあれば、電力会社にとって好都合な計算式に変更することができます。マイクロコンピュータ制御によるキロワット時のメータがあれば、ピーク時間帯の使用量を測定して高い電力料金を適用したり、使用量が契約上限を超えたときに高い電力料金を適用することが可能になります。リアクタンス性の高い負荷に対して高い料金を適用したり、そのデータを活用して、そのような非効率性を是正することもできます。このようなタスクをはじめとするさまざまな処理は、Maxim/Dallas SemiconductorのMAXQ® RISCアーキテクチャによるマイクロコントローラMAXQ3120を使って実現することができます。本稿では、電力メータとして世界的に利用可能な電力メータのリファレンスデザインを MAXQ3120を用いて構築します。 MAXQ3120を用いたリファレンスデザインによる電力メータ MAXQ3120を用いたリファレンスデザインによる電力メータは、あらゆる機能を持ち、さまざまな規格に対応した電力メータであり、カスタマイズも可能です(図2)。どの程度カスタマイズするかは、設計者および市場のニーズ次第となります。目次 MAXQ3120を用いた多機能電力メータのリファレンスデザイン ..................1 組込みシステムにおけるセキュリティ...8 MAXQ3212を用いたリモートキーレスエントリ ................10 Rowley CrossWorks とMAXQ3120評価キットによる光度計アプリケーション....13 電力メータが準拠しなければならない主な国際規格はIEC 61036です。この規格は、電気的条件と機械的条件、環境条件を定めるとともに、通常の使用電流範囲の大半において1%の公称精度を持つクラス1と2%の公称精度を持つクラス2というふたつの精度クラスが定義されています。表1に、電力メータに要求される主な条件を示します。表1. 電力メータに要求される主な電気的仕様、EMC仕様、および精度電気的仕様項目限界値(クラス1) 限界値(クラス2) 電流回路以外の消費電力電流回路の消費電力動作電圧レンジ絶対最大電圧絶対最大過電流(1/2サイクル) 図2. MAXQ3120リファレンスデザインの電力メータは、さまざまなニーズにあわせてカスタマイズが可能。メータ底部には、電力、負荷、ネットワーク、パルス出力の端子があります。LCD上部には、光通信端子とメータパルス視認用LEDがあります。 2W、10VA 4.0VA 2.5VA 公称の90%∼110% 公称の0%∼115% 30 IMAX EMC仕様項目限界値静電放電(接触) 静電放電(気中) 電磁界放射耐性電気的な高速過渡応答(負荷 = IB) 電気的な高速過渡応答(無負荷) 無線干渉伝導妨害耐性 8kV 15kV 10V/m、80MHz∼1GHz 2kV (全端子) 4kV (全端子) CISPR 22、クラスB 10V、150kHz∼80MHz 精度項目電力会社は、1日のほとんどの時間において、設備の能力が十分に活用されないとしても、このピーク (エネルギー)需要に対応するため、旧世代の設備や配電ネットワークを改善すべきであるという認識を持ちつつあります。 2 限界値(クラス1) 限界値(クラス2) 公称精度(10% IB∼IMAX) 低電流精度(5% IB∼10% IB) 公称精度(20% IB∼IMAX、リアクタンス性) 低電流精度(10% IB∼20% IB、リアクタンス性) 10%電圧変動時の精度低下 1.0% 1.5% 1.0% 1.5% 0.7% 2.0% 2.5% 2.0% 2.5% 1.0% 電圧変動時(pF = 0.5誘導性)の精度低下 1.0% 1.5% 2%周波数変動時の精度低下 0.5% 0.8% 周波数変動時(pF = 0.5誘導性)の精度低下 0.7% 1.0% 温度変動時の精度低下 0.05%/ºK 0.10%/ºK 温度変動時(pF = 0.5誘導性)の精度低下 0.07%/ºK 0.15%/ºK IMAX (pF = 1)時、自己発熱による精度低下 0.7% 1.0% IMAX (pF = 0.5誘導性)時、自己発熱による精度低下 1.0% 1.5% このIEC 61036 (若干の変更が加えられていることもある)が電力メータの規格として広く採用されていますが、多機能メータに対する要求は世界的に同じではありません。今回、構築する電力メータのリファレンスデザインは、クラス1電力メータを中国における多機能メータの通信規格(DL/T 645)にカスタマイズしたものとしますが、世界各地の規格や業界規格に合わせることもできます。 MAXQ3120の周辺機器 MAXQ3120の中核をなすMAXQ20コアは、動作速度が8MHzで、32キロバイトのフラッシュメモリと512バイトのRAMを持ち、多機能電力メータのタスクを十分にこなすことができます。またMAXQ3120には、2つの16ビットΣ∆アナログ-ディジタルコンバータ(ADC)が内蔵されており、瞬時的な電圧と電流を正確に測定することができます。これら2つのADCチャネルは、 48µsごとにAD変換を行い、1秒当り20,833サンプルというデータレートを実現します。フロントエンドとしてプログラマブルゲインアンプ(最大利得は16倍)も持つ、これらのデータコンバータは、電圧波形や電流波形のモニタリングに最適です。取得した電圧サンプルと電流サンプルからエネルギー利用に関する有益な情報を得るためには、かなりの計算処理が必要です。MAXQ3120であれば、40ビットアキュムレータを持つ16 x 16乗算器を内蔵しており、 MAXQ3120には、このようなタスクを十分に処理することができます。乗算処理は1クロックサイクルで行われ、サブセカンドカウンタと乗算器がCPUコアと緊密に統合されているため、高効率が可能です。アラーム機能を持つバッテリ MAXQ3120は、堅牢な通信モジュールも提供します。UARTも2チャネルあり、片方のチャネルには赤外線通信用のロジックも組み込まれています。さらにMAXQ3120には最大112セグメントを駆動可能なLCDコントローラも提供し、旧式のメータによく搭載されている電気機械式カウンタよりも経済的ですぐれた表示を行うことができます。時間帯に応じて電力料金を変化させたい場合、高精度のクロックが必要になります。MAXQ3120には、サブセカンドカウンタとアラーム機能を持つバッテリバックアップ付きの時刻モジュールが用意されています。このクロックはディジタルトリムを備えており、4ppm (月差10秒程度)以内という高い精度が得られます。通信—物理層バックアップ付きの時刻モジュールが内蔵されています。このクロックにはディジタルトリムも内蔵されており、4ppm (月差 10秒程度)以内という高い精度のクロックが得られます。多機能電力メータの中国規格では、2種類の通信が要求されています。1つは有線ネットワークによるもので、1つの建物あるいは隣接区画に設置された複数のメータからホストコンピュータ (通常PC)にデータを送信可能なものです。もう1つは赤外線通信によるもので、ハンドヘルドの非接触式リーダで使用するものです。有線ネットワークは、一般的なRS-485マルチドロップ規格(1200ビット/秒)です。RS-485 規格では、ネットワークサイズが32ステーションまでに制限されています。しかし、最近の RS-485トランシーバは、EIAネットワーク仕様に定められた最大である32ステーションをはるかに超える数のステーションをサポートしています。たとえば、今回のリファレンスデザインで採用したRS-485トランシーバのMAX3072は、1/8負荷のデバイスで、1本のバスに最大256個のトランシーバを接続可能です。 RS-485チャネルとは異なり、IRチャネルは、あまり普及していない物理層規格を使用しています。標準的な赤外線リンク(IrDAなど)によってデータを伝達するのではなく、DL/T 645ではオン/オフトーン変調技術を採用しており、変調I Rビームがあれば 0ビットを表し、IRビームがなければ 1ビットを表すことになっています。 ASYNCHRONOUS START BIT BIT BIT BIT BIT BIT BIT BIT ODD STOP DATA BIT 0 1 2 3 4 5 6 7 PARITY BIT この場合、アイドル状態のチャネルは 1を意味します。スタートビット、 38kHz CARRIER 833µs BIT つまり、キャラクタセルにおける TRANSMITTED TIME 0への最初の遷移は、トーン変調 CARRIER されたビームが最初に検出された瞬間となります。図3がこの方式を図3. DL/T 645多機能電力示しています。メータ規格における IR通信。トーン変調した IRビームによってデータを使用する物理層が定まったら、次はパケットのフォーマットを定める必要があります。電力メータ送信します。トーンがの使用環境の要求は汎用データネットワークのそれとは異なるため、パケットフォーマットも、あれば0ビット、なければ 1ビットを表します。他のネットワーク環境とは仕様が異なります(図4)。通信—パケットフォーマット以下のように、このパケットフォーマットには独特の特性があります。 • ソースアドレスがありません。通信は常にホスト側が開始し、各ネットワークにはホストが 1台しかありません。ホストにはアドレスが割り当てられません。 • ネットワーク上のメータから通信が開始されることはありません。メータが送信するのは、ホストからの要求があったときだけです。多くの場合、実際にネットワークは存在しないため、ホスト側で例外処理を行うこともできません。ホストは、月に1度、メータ読み取りのために係員が持ってくるハンドヘルド端末となります。例外処理は、すべてメータ側で行う必要があります。 • パケット長は、ホストからメータで最大50キャラクタ、メータからホストで最大200キャラクタと定められています。このリファレンスデザインでは、両方向とも、パケット長を50 キャラクタとしました。 3 0x68 CMD ADDRESS LEN 0x68 VARIABLE LENGTH DATA CKSUM 図4. DL/T 645では、さまざまな固定フィールドと可変フィールドからなるフレームフォーマットが定義されています。このフレームフォーマットは、 IR通信やRS-485通信と同じものです。 TASK WHEEL IR DRIVER 動作パラメータを設定し、電力使用量などの測定結果を読み出すため、 DL/T 645では、数多くのレジスタを定義しています。ここでいうレジスタとは16ビットのアドレスが割り当てられたオブジェクトであり、ひとつの情報アイテムを持ちます。たとえば、0xC030というアドレスのレジスタは、有効電力メータ定数をキロワット時当りのパルスで指定するものです。全レジスタとその機能の一覧は、 japan.maxim-ic.com/electric_meterのリファレンスデザインにある registermanager.cのソースコードコメントに記述してあります。 EIA485 DRIVER REGISTER MANAGER MESSAGE BOARD DISPLAY FORMATTER PRIORITY HIGHEST TIME OF DAY MANAGER DSP ENGINE 図5. リファレンスデザインソフトウェアは、タスクホイールによって一連のタスクが次々と呼び出されるという構成になっています。タスク間の通信は各種のグローバル変数で行いますが、中でも重要なのはメッセージボードです。メッセージボードとは、タスクがクリティカルなイベントを他のタスクに通知するためのフラグセットです。 MAXQ3120によるリファレンスデザインの電力メータは、あらゆる機能を持ち、様々な規格に対応した電力メータであり、カスタマイズも可能です。 4 DL/T 645プロトコルの詳細は、japan.maxim-ic.com/ electric_meterにある「Electric Meter Reference Design Specification 」を参照してください。リファレンスデザインのソフトウェアの構成は、図5に示します。リファレンスデザインで使用するレジスタ MESSAGE PROCESSING SCHEDULING 0x16 • ホストは、CMDフィールドによって、何をすべきかをメータに伝えます。多くの場合、コマンドは、レジスタの読み、または書き込みです。しかし、CMDフィールドによって、最大需要レジスタをクリアする、あるいは、通信パスワードを受け取る、時間や日付をセットするといった動作をメータに実行させることもできます。 ASYNCHRONOUS EVENTS NORMAL LOWEST このレジスタマネージャ(registermanager.c)は、全レジスタをソートし、そのタスクを管理するものであり、いろいろな意味で、このメータソフトウェアシステムの心臓部と言えます。通信サブシステムからのシンプルな要求以外、メータ内で行われるタスクの多くは、レジスタデータへのアクセスが必要であることを念頭に置いておいてください。レジスタマネージャが、システム内の他のタスクからの要求を処理し、各種レジスタからデータを読み出し、書き込みます。たとえば、ある値をLCDに表示する時間をディスプレイマネージャが必要としたとき、ディスプレイマネージャは、この値をレジスタマネージャにリクエストし、レジスタマネージャが外部EEPROMからこの値を読み出します。レジスタの読み出しでは、レジスタマネージャは、通常、ReadEEPROMルーチンにリクエストを送るというシンプルな動作をします。ただし、実際のプロセスは、一見したほど簡単ではありません。その前の書込みサイクルが終了しておらず、EEPROMがビジーだと、読出しサイクル完了まで数ミリ秒かかることがありますが、それだけの時間、CPUを1つのタスクで占有することはできません。その場合、レジスタマネージャはサスペンドされ、他のタスクは継続実行されます。そして、EEPROMの準備が完了すると、レジスタマネージャが動作を再開し、ほとんどの場合、処理を最後まで実行します。EEPROMへの書込みリクエストも同じように処理されます。非EEPROMレジスタレジスタの読み出しの中には、EEPROMに記録されていないデータエレメントに関するものもあります。そのような読み出しをするために、レジスタマネージャは他のリソースを呼び出さなければならないのですが、その多くはディジタル信号処理(DSP)ルーチンです。たとえば、0xB611というレジスタ(RMSボルト、フェーズA)がリクエストされたとき、レジスタマネージャは、次のラインサイクルでRMSボルトを算出するよう、DSP関数にリクエストを出します。なお、この処理には50Hzというライン周波数で40msもの長い時間がかかることに注意してください。ライン電圧が正に遷移する次の瞬間まで待った上で、その後のラインサイクルでデータを累積しなければならないからです。このときもレジスタマネージャは、DSPタスクのリクエストを出した後、DSPタスクからの戻りデータが用意されるまで自分自身の動作をサスペンドします。 EEPROMレジスタの中には、値を書き換えるとDSPパラメータが変化するものもあります。 0xC030というレジスタ(有効電力メータ定数)への書き込みでは、EEPROMに新しい値を書き込むとともに、メータパルスが正確に生成されるように新しい定数をDSPルーチンにもセットする必要があります。このような場合、レジスタマネージャは、まずEEPROMを更新してから、レジスタへの書き込みに応じて変化するRAM変数の更新に必要な計算を行います。 DSP関数は、リファレンスデザイン電力メータでは、レジスタマネージャがメータの心臓部であれば、DSPサブシステムは頭脳に当たります。DSP 割込で動作する小さなコードサブシステムのリファレンスデザイン回路では、以下のようなメータとしての計測機能の大半をにすぎません。理由は明快処理します。です。あまりに多くのことが同時進行しており、DSP • 電流と電圧のリアルタイム計測サブシステムがソフトウェアからのポーリングを受ける • 有効電力と無効電力の算出ことは無理なのです。機能 • 力率の算出 • ライン周波数の推定 • RMS電圧と電流のオンデマンド計算 • メータパルスの生成 DSP関数は、リファレンスデザインの電力メータでは、割込みで動作する小さなコードにすぎません。理由は明快です。あまりに多くのことが同時進行しており、DSPサブシステムがソフトウェアからのポーリングを受けることができないためです。割込みは48µs毎、つまり、 8MHzでは384命令サイクル毎に行われます。この割込みルーチンはCPU処理能力の25%から 30%ほどを消費し、さまざまなデータを出力します。DSPが保持する累算型データエレメントの一覧を表2に示します。最初から4つの合計値は、有効電力の算出で用いられます。5番目の合計値は無効電力の算出で用いられ、最後の2つの合計値はRMS電圧と電流がリクエストされたときにのみ集計されます。割込みルーチンでは、電圧チャネル上のゼロクロッシングも検出します。ゼロクロッシングの誤検出を避けるため、ソフトウェアで実現されるシングルポールローパスフィルタにサンプルを通します。このフィルタはゼロクロッシング検出においてのみ使用されることに注意してください。エネルギー計算に使われるサンプルはフィルタリングを行いません。表2. メータDSPが保持する累算型データエレメントデータエレメント n ∑ Vn ∑ In 現在のラインサイクルで累積したデータエレメント数現在のラインサイクルで累積した電圧サンプルの合計値現在のラインサイクルで累積した電流サンプルの合計値 ∑ VnIn 瞬時有効電力サンプルの合計値(各瞬間における電圧と電流の積) ∑ VnIn-1 - Vn-1In 瞬時無効電力サンプルの合計値 ∑V 電圧サンプルの二乗合計(RMS電圧の算出に使用される) 2 n ∑ I 2n 説明電流サンプルの二乗合計(RMS電流の算出に使用される) メータパルスの生成メータパルスとしては、 LEDを一瞬光らせて、エネルギー使用を目視できるようにしたり、接点を閉じて機械式カウンタを進め、ある負荷に対してパルスが生成される率をメータ定数と呼び、通常キロワット時当りのパルス数で定義されます。つまり、パルス間隔は、負荷で消費されるネットの有効電力に対して反比例使用されたキロワット時を表示するようにしたりします。一般に、メータパルスの生成率と負荷で消費される電力の関係は次式で表されます。します。電力メータは、通常、一定量のエネルギーが使用されるごとにメータパルスを1つ生成します。メータパルスとしては、LEDを一瞬光らせて、エネルギー使用状況を目視することができるようにしたり、接点を閉じて機械式カウンタを進め、使用されたキロワット時を表示するようにします。このリファレンスデザインには、目視用のパルスLEDとスイッチング用の光カプラの両方を持たせています。パルス間隔(秒) = 3600 / メータ定数(パルス数/kWh) x 負荷(kW) 5 このレジスタマネージャ (registermanager.c)は、全レジスタをソートし、そのタスクを管理するものであり、いろいろな意味で、このメータソフトウェアシステムの心臓部とも言えます。この式から、1600パルス/キロワット時という定数を持つメータでは、パルスが2.25秒ごとに生成されることがわかります。このリファレンスデザインは、定格電圧が220Vで、最大電流が40Aです。つまり、負荷で消費される最大電力は8.8kWであり、定数が1600パルス/キロワット時ですから、最大負荷時、パルスは256msごとに生成されます。負荷がどのような状態であれ、1%の精度を確保するためには、メータパルスの精度としては約2.5msが必要になります。その他システム内で最大のモジュールはレジスタマネージャであり、処理能力の大半を消費するのは DSPですが、他のソフトウェアについても簡単に触れておく必要があるでしょう。このようなソフトウェアは、ユーザが遭遇する要素を提供するとともに、メータ環境において重要なタスクを処理しているからです。 SERIAL PORT EIA485 SERIAL PORT IR MESAGE CHECKER SERIAL PORT SELECTOR/MULTIPLEXER MESSAGE BUILDER MESSAGE FORMATTER MESSAGE DECODER REGISTER MANAGER SYSTEM COMMANDS 図6. このリファレンスデザインの電力メータの通信は、常にホストからスタートします。ホストから送られた通信は、メッセージチェッカからメッセージデコーダ、レジスタマネージャ、メッセージフォーマッタ、メッセージビルダと流れ、最終的にホストに戻されます。通信サブシステムすでに述べたように、通信は、多機能メータにとってきわめて重要です。このソフトウェアにおいて、この重要な仕事を処理しているのは、シリアルポートドライバとメッセージチェッカ、メッセージデコーダ、メッセージフォーマッタ、メッセージビルダという5つのタスクです。これらのシステムは、メッセージチェッカとメッセージデコーダで構成されるインバウンドパスとメッセージフォーマッタとメッセージビルダで構成されるアウトバウンドパスという対称的な2つのパスとして考えるのが良いでしょう。シリアルポートドライバはこのチェーンのトップにあり、ボトムにはレジスタマネージャがあります(図6)。シリアルポートドライバ一見すると、シリアルポートドライバは不要に思えるかもしれません。MAXQ周辺機器セットの UARTシステムは基本的に自動処理されるからです。キャラクタを送信するときは送信キャラクタを出力バッファにドロップするだけですし、受信するときは入力バッファを読み出すだけです。ここで問題なのは、 2つの UARTチャネルがあるのにRAMの通信バッファは1つしかないことです。つまり、片方のチャネルをアクティブにするとともに、もう一方のチャネルがメッセージと干渉しないようにするメカニズムが必要なのです。一般に、ポートにキャラクタが到着すると、もう一方のポートがアクティブでない限り、自動的にそのポートがアクティブになります。メッセージチェッカメッセージチェッカは、到着するデータストリームに対する見張り番のようなもので、厳密に定義された条件に合うデータだけがシステムに到着するようにします。特に、メッセージのフォーマットが正しいこと、自メータ宛であるかブロードキャストアドレスを持つこと、チェックサムが正しいこと、適切なコマンドフィールドを持つことの確認が必要です。メッセージデコーダとメッセージフォーマッタは協力し、マルチメッセージの応答をスムーズに処理します。メッセージデコーダメッセージデコーダは、ホストからリクエストされたジョブを実際に処理するところです。リクエストの内容はレジスタの読み書きであることが多いのですが、他のホストリクエストについても、メッセージデコーダが処理の中心になります。たとえば、メータアドレスを設定する特殊なコマンドがあります。メータの使用量レジスタにセットされている最大需要データをクリアする特殊コマンドもあります。日時を同期させるコマンドもあれば、パスワードのメンテナンスを行うコマンドもあります。これらの処理の中にはレジスタを書き換えるものもありますが、いずれも、レジスタ書き込みだけで終わる処理ではありません。 6 メッセージデコーダはまた、マルチセグメントの応答パケットも処理しなければなりません。ホストからは、1つのコマンドで関連する複数レジスタを呼び出す｢ワイルドカード｣が送られてくることがあるため、応答内容が通信バッファのサイズを超えてしまうことがよくあります。この場合、メータからは、送り返す応答が部分的なものであり、続いて残りが送られてくるというフラグを送らなければなりません。メッセージデコーダとメッセージフォーマッタは協力し、マルチメッセージの応答をスムーズに処理します。メッセージフォーマッタレジスタデータが送信されるときは、必ずメッセージフォーマッタが必要なフォーマット変換とセグメンテーションを行います。書込みリクエストに対する肯定応答メッセージを開始するのも、メッセージフォーマッタです。 MAXQ3120リファレンスデザインの電力メータは、複数料金に対応した多機能メータの基礎となるものです。メッセージビルダ応答メッセージを送出する前の最終ステップとして、メッセージビルダがパケットのフォーマットを整え、1バイトずつ、シリアルポートドライバへ渡します。メッセージビルダは、システム内でもっともシンプルなタスクの1つです。ヘッダフィールドを送ってから、データを送り、最後にチェックサムを算出します。非同期イベントの処理ここまでの説明を読むと、ADCチャネルを駆動するサンプルクロックであれCPUクロックであれ、すべてがクロックにしたがって動作すると考えられるかもしれません。しかし実際は、クロックに同期することができないイベントも数多く存在します。このようなイベントを処理しているのが、非同期イベントマネージャです。たとえば、非同期イベントマネージャは、DSPサブシステムを監視し、EEPROMを更新するタイミングをはかります。十分なエネルギー値を累積すると、DSPサブシステムは非同期イベントマネージャに通知を出し、非同期イベントマネージャがEEPROMレジスタの更新を開始します。非同期イベントマネージャはまた、停電時の課金処理も行います。DL/T 645電力計規格では、電源の異常は記録しなければならないと規定されています。停電で動作を停止する直前に、その時刻を非同期イベントマネージャがバッテリバックアップ付きCPUレジスタに記録し、停電が解消したら、その情報を回収してEEPROMに記録します。こうすることによって、電源異常の発生時刻と継続時間を記録することができます。スケジュールマネージャスケジュールマネージャは、時間帯や曜日など、日時を基準に料率を変更するタスクを処理します。スケジュールマネージャの構造はシンプルですが、ちょっと見ただけでは理解しにくいかもしれません。図7の一番右側は、1日の24時間を料率時間帯に分割したものです。この図では、5:30からの料率2と18:00からの料率3、 22:00からの料率1という3つの時間帯があります。このシステムでは、最大14日までのスケジュールを持つことができ、各日のスケジュールは、最大で10の料率時間帯を持つことができます。どの料率時間帯が有効であるかは、内蔵カレンダで選択します。メータは、毎日深夜に、新しい1日のスケジュールが有効になっていることをチェックします。図7は、第5 の日スケジュールが有効になっていることを意味します。また、第5スケジュールは、4月下旬から有効になっており、6月上旬まで有効であり続けること、そして、6月上旬からは第3スケジュールに切り替えられることもわかります。 TABLE OF DAY SCHEDULES CALENDAR 1 2 JAN APR FEB MAR MAY 0600 0700 5 0800 9 10 11 OCT NOV DEC ｢週末｣となる曜日を指定(年間を通じて、その曜日の日スケジュールは固定)したり、年間の｢休日｣を指定(休日料金のスケジュールを適用)することもできます。まとめ MAXQ3120リファレンスデザインの電力メータは、複数料金に対応した多機能メータの基礎となります。この設計を基にすれば、ニーズに最適な電力メータを作ることができます。開発が容易になるように、Maxim/Dallas Semiconductorでは、さまざまなデバッガや開発ツールのハードウェアとソフトウェアも提供しています。また、サードパーティ製開発ツールを提供するベンダも数多く存在します。このようなツールは、すべて、japan.maxim-ic.com/maxqdevtools にあります。 0300 4 6 SEP 0100 0200 0400 8 AUG 0000 3 7 JUL DAY SCHEDULE 5 12 TARIFF 1 0500 0900 1000 1100 1200 TARIFF 2 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200 2300 TARIFF 3 TARIFF 1 図7. スケジュールマネージャは、システムに対し、数多く存在する料金レジスタの1つにエネルギー使用量を累積するよう指示を出します。そして、現在の日時をクロック設定とカレンダ設定と比較します。なお、この設定は、ホスト側のソフトウェアで変更可能です。 MAXQはMaxim Integrated Products, Inc.の登録商標です。 7