智能插座电路方案设计(含硬件模块+无线ZigBeeWIFI模块) 电路方案

智能插座通俗的说是节约用电量的一种插座。部分智能能插座不但节电,还能保护电器,可透过Wifi、Bluetooth等方式与手持装置连结,主要功能为远端开关,语音操控等。 智能插座系统原理框图 硬件设计 智能插座主要由五部分组成,分别为电源管理、计量模块、MCU控制、无线模块、继电器控制模块,各模块功能如下: 1、电源管理:釆用AC/DC开关电源,将交流220转化成5V,为主板提供电源; 2、计量模块:检测负载电器的电压、电流、功率,采用单颗电能计量芯片检测,计量芯片对负载交流电压信号和负载电流信号进行采样,经内部DSP算法处理后,以脉冲方式输出功率值、电压有效值、和电流有效值; a)电流采样:负載电流流经锰铜电阻,因为锰铜电阻的电阻值是固定不变的,所 不同的负载电流,锰铜电阻两端产生的压降不一样,计量芯片通过采集锰铜 电阻两端的压降值,实现电流信号的采样 b)电压采样:交流电零线信号经电阻分压后,输入到计量芯片的电压检测通道 过芯片内部集成的DsP算法实现电压信号的采样 3.MCU控制:智能插座的智能控制部分,釆集到电能数据,进行分析处理,通过无线模块和服务器联网,发送和接收服务器的数据和指令,一般采用低功耗的MCU,如TI的MSP430; 4、无线模块:有WIFI、Zigbee、ZWave几种主流通讯协议,由1颗无线通讯芯片和1颗ARM芯片构成,连接服务器,进行数据传输; 5、继电器控制模块:控制负载电器电源的接入和断开 WIFI 模块应用实物图解: 智能插座电源功能原理 电源电路有两路,一路是将交流220V 经AC-DC 转换成12V 电源,采用SY50103 芯片,可以提供1A 的电流,纹波控制在100mV 以内。开关电源的优势在于功率小、转换效益高,同时体积也小,适合放入较小体积的插座内。开关电源电路图如下图所示:继电器选用12V 10A 继电器,12V 继电器相比5V 继电器的成本要低一些。由于主控制器和电能计量IC 需提供5V 电源,而无线WIFI 模块采用是3.3V 电源供电,所以12V 电源出来之后,又分为两路,一路使用稳压芯片78L05,将电源降到5V,给MCU 和HLW8012 提供电源;另一路采用DC-DC 芯片,将12V 转为3.3V 给无线模块提供电源。 采样电路包括电流信号采样和电压信号采样两部分: 电压采样采集的是零线信号上的电压,由于电压信号较大,有效值是220V,需通过电阻网络降压的方式实现采样,通过串联6 个470K 的电阻和1 个1K 的电阻进行分压,然后接入计量芯片。 转载自唯样电子资讯。