基于HLW8012的智能節(jié)能插座設(shè)計

2 計量功能電路

采樣電路包括電流信號采樣和電壓信號采樣兩部分。

電壓采樣采集的是零線信號上的電壓，由于電壓信號較大，有效值是220V,需通過電阻網(wǎng)絡(luò)降壓的方式實現(xiàn)采樣，通過串聯(lián)6 個470K 的電阻和1 個1K 的電阻進(jìn)行分壓，然后接入計量芯片HLW8012 的電壓輸入采樣端V2P 引腳。

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HLW8012 的V1P 和V1N 引腳是電流采樣通道，采集錳銅電阻兩端的電壓降，電流流經(jīng)錳銅電阻后，會產(chǎn)生一個壓降，不同阻值的錳銅電阻電壓降不同，錳銅電阻的阻值一般選用2豪歐或5 豪歐，阻值不宜過大，當(dāng)有大電流通過的時候，采樣電阻的阻值過大容易造成發(fā)熱，就會影響到采樣電阻的阻值，使測量結(jié)果不準(zhǔn)確。

HLW8012 的內(nèi)部DSP 具有一定的增益，經(jīng)過頻率轉(zhuǎn)換模塊后，有功功率、電流有效值

和電壓有效值的輸出頻率可由以下公式計算：

(1)有功功率計算公式：

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(2)電流有效值計算公式：

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(3)電壓有效值計算公式：

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V1:電流通道引腳上的電壓信號

V2:電壓通道引腳上的電壓信號

Fosc:內(nèi)置晶振，典型頻率約為3.579MHz

Vref:內(nèi)置基準(zhǔn)源，典型電壓為2.43V

主控器為單片機(jī)NEC 9234,是整個電路的核心控制器，讀取負(fù)載電流有效值、電壓有效值及負(fù)載功率。并可以通過繼電器，對負(fù)載的電源進(jìn)行開啟或關(guān)閉?？刂破魍ㄟ^無線WIFI模塊可以將繼電器的開關(guān)狀態(tài)、工作時間、用電量、電壓有效值和電流有效值數(shù)據(jù)傳輸給服務(wù)器，服務(wù)器對數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲和分析，以達(dá)到更加智能化的控制目的。

四 智能插座軟件設(shè)計

主程序流程圖：

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五 結(jié)語

采用HLW8012 的智能插座方案，能夠準(zhǔn)確的實現(xiàn)對用電器器用電情況的計量;該方案減少了外圍元器件數(shù)目，提高了系統(tǒng)的測量精度，具有可靠性高、精度高、成本低等優(yōu)點。