電是工作和生活都離開的,給生活帶來了便捷,在行業助于生產,要用到電就會產生電費,而每座城市的收費,多少錢一度電是不一樣的,有的地區的電費非常貴,對于家庭來說也是很大一筆開銷,隨著物聯網的發展,現在很多產品都是智能化,同樣,用電也可以實現智能化,這種用電是基于智能
計量插座的,那如何去實現呢,接下來看看智能計量插座設計方案,基于家庭需求的設計方案。
一、系統設計
智能計量插座由電源模塊、繼電器控制與顯示模塊、計量模塊和Wi-Fi模塊組成。
其中,公司自主研發的單相多功能計量芯片滿足50/60Hz IEC 687/1036標準的精度要求,在1000:1范圍內實現±0.2%的精度。該芯片在出廠前已完成自身校準,因此用戶無需搭建復雜的校準環境,無需任何設置即可直接通過UART查看電壓、電流、功率、電能等相關參數即可讀取。
二、詳細設計
2.1 電源模塊
220V市電經過電源模塊后輸出直流12V、直流5V、直流3.3V。DC12V是空調、電磁爐插座控制等高輸出繼電器的控制電源。可根據繼電器的控制電壓來調整電壓。DC 5V為計量芯片供電,計量芯片內置電源監控電路。如果電源電壓低至4V,芯片將進入復位狀態。DC 3.3V 為 WiFi 模塊供電。
2.2 測量模塊
測量模塊是該芯片的典型應用,僅需要少量的電容器和電阻器即可正常工作。注意,測量芯片的電源端需要并聯兩個小電容,以濾除電網的高低頻噪聲。電流信號經過錳銅電阻采樣后連接到測量芯片,電壓信號經過電阻網絡分壓后輸入到電量計量芯片。
2.3 無線網絡模塊
Wifi模塊作為主控MCU,連接路由器實現與服務器的通信,接收服務器下發的設置和控制指令,完成遠程控制和定時設置。Wifi模塊通過串口讀取計量模塊采集的電量信息,并將電量信息上傳至服務器。
請注意,Wifi模塊的工作電壓為3.3V,電量計量芯片的工作電壓為5V。儀表芯片只使用TI來傳輸數據,所以串口通信需要做5V到3.3V的轉換。
2.4 服務器和應用程序
服務器充當插座和APP之間的橋梁。服務器接收并存儲socket上傳的電量信息。APP通過服務器查詢插座的運行狀態和過往用電信息,并通過服務器向插座發送控制和配置指令,實現定時和遠程控制。
綜上所述,可以看到通過電量計量芯片來實現智能計量插座設計方案,這只是其中一種,而隨著科技的發展,現在越來越多的智能電表插座和具有智能電表功能的電器,這款智能計量插座采用了該公司的芯片,可以準確統計和記錄電器的用電量。同時該芯片具有工廠校準功能,可以大大減少廠家的生產流程,縮短生產周期,節省生產成本。