两个可编程放大器采集电压和电流数据

作者:澳门新莆京娱乐网站    发布时间:2019-12-28 23:14    浏览:64 次

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搭飞机物联网的迅猛发展,使节约财富插座产物延伸到智能家居领域,节约财富插座朝着智能化的动向升高,现身了智能节约财富插座,智能插座与多如牛毛节约财富插座相比较,多出了叁个WIFI 模块,通过联网网络的手提式无线电电话机能收到开启和关闭指令,通过隔开分离电源来落到实处与之接驳电器的开关,不仅可以帮助您远程关闭家中的电器,还是可以提前拉开。

生龙活虎、智能插座方案主晶片HLW8012 介绍

HLW8012 为插座商家和智能家居商家提供了三个中度可相信且费用低廉的电能衡量应用方案。该集成晶片专为住宅用单相电能表或智能插座设计,可正确度量电流有效值IRMS 和电压有效值VRMS、有功功率和电量。

HLW8012 的内部布局如图1 所示。它由2 个可编制程序增益放大仪器、2 个Δ-Σ调制器、配套的快捷滤波器、功率计算、功率监测、串行接口及相应功效寄放器等构成。七个可编制程序放大仪器收集电压和电流数据,Δ-Σ调制器对模拟量采集样板管理,滤取可用电压、电流数字时限信号,并将总括的功率值、电压有效值和电流有效值通过脉冲提醒情势对外出口。

二、 晶片HLW8012 工作规律

HLW8012 的V1P 和V1N 引脚输入电流功率信号波,电流通道集成二个原则性增益放大装置,允许的最大差分输入信号为±43.75mV;电压通道允许的最大输入时限信号是±700mV。HLW8012 能够采取低本钱的锰铜采集样本电阻或电流互感器来度量电流,并运用分压电阻或电压互感器来度量电压,其晶片的脉冲输出频率与有意义量成正比。

三、HLW8012 的入眼特征

· 高频脉冲CF,提示有功功率,知足50/60Hz IEC 687/1036 标准的正确度要求,在1000:1范围内达成±0.2%的精度。

· 高频脉冲CF1,可安插成为输出电流有效值只怕电压有效值,在500:1 范围内完成±0.5%的精度。

· 内置电源监察和控制电路,当电源电压低到4V 时,微芯片步入重新初始化状态。

· 内置2.43V 的电压参谋源。

· 5V 微单源供电,职业电流小于3mA。

· SOP8 封装

四 硬件电路设计

图2 为智能节约财富插座的功效框图,由电源模块、主要调控制器模块、电能非确定性信号收罗电路、有线通讯模块组合。图为智能节约财富插座的效能框图,由电源模块、主要调整制器模块、电能时域信号收罗电路、有线通讯模块组合。主要调整器为NEC 的9234,为消逝串行通信Porter率固有误差,晶振设为11.0592M。电源部分应用AC-DC 电路,由220V 转为12V,再经稳压微芯片转变到5V 给主要调整MCU NEC9234,电能计量IC HLW8012 和继电器提供电源。由于现行反革命的有线模块许多使用3.3V的办事电源,所以5V 电源需经DC-DC 降压为3.3V 后,提供给WIFI 有线模块,如定时开关,过载报警等。

1 电源电路

电源电路有两路,一路是将交流220V 经AC-DC 转变来12V 电源,选择SY50103 微芯片,能够提供1A 的电流,纹波调控在100mV 以内。按钮电源的优势在于功率小、调换职能高,同一时候体积也小,适合放入非常小容积的插座内。按键电源电路图如下图所示:避雷器接收12V 10A 避雷器,12V 镇流器相比较5V 继电器的工本要低一些。由于主调整器和电能计量IC 需提供5V 电源,而有线WIFI 模块选择是3.3V 电源供电,所以12V 电源出来之后,又分为两路,一路选拔稳压微电路78L05,将电源降至5V,给MCU 和HLW8012 提供电源;另一只用到DC-DC 晶片,将12V 转为3.3V 给无线模块提供电源。

2 计量功效电路

采集样板电路包含电流功率信号采集样板和电压时域信号采集样品两有的。

电压采集样板搜集的是零线实信号上的电压,由于电压时限信号超大,有效值是220V,需经过电阻互联网降压的方式完结采集样本,通过串联6 个470K 的电阻和1 个1K 的电阻举行分压,然后对接计量微电路HLW8012 的电压输入采集样本端V2P 引脚。

HLW8012 的V1P 和V1N 引脚是电流采集样本通道,搜罗锰铜电阻两端的电压降,电流流经锰铜电阻后,会产生八个压降,分歧阻值的锰铜电阻电压降不相同,锰铜电阻的阻值平常接纳2豪欧或5 豪欧,阻值不宜过大,当有大电流通过的时候,采集样本电阻的阻值过大轻易变成发热,就能够影响到采集样本电阻的阻值,使衡量结果不正确。

HLW8012 的里边DSP 具备自然的增益,经过频率转变模块后,有功功率、电流有效值

和电压有效值的输出频率可由以下公式总括:

3 调节电路

主要调控器为单片机NEC 9234,是总体电路的基本调整器,读取负载电流有效值、电压有效值及负载功率。并能够通过替续器,对负荷的电源举办开启或关闭。调节器通过有线WIFI模块能够将避雷器的开关状态、工时、用电量、电压有效值和电流有效值数据传输给服务器,服务器对数码举办仓库储存和分析,以到达尤其智能化的支配指标。

五 智能插座软件设计

主程序流程图:

六 总结

采用HLW8012 的智能插座方案,能够标准的达成对用电器器用电意况的计算;该方案减少了外面元件数目,提升了系统的度量精度,具备可相信性高、精度高、开支低级优点。

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