智能家居、物联网的概念逐步家喻户晓,越来越多的用户期望自己能用电用得清楚、用得安全。可丈量电器能耗等参数的节能环保智能插座,正成为家庭的新宠。本文介绍一种依据芯海科技有限公司CSE7759电能计量芯片的计量插座规划计划,该计划能够丈量用电设备电压、电流、功率、电量等用电参数,并装备LCD显现,通过按键可切换LCD显现的用电参数。该计划一起具有功率超量主动堵截电源的功用。
一、体系规划
计量插座硬件电路首要包含:电能计量、MCU操控、液晶驱动、继电器操控、电源稳压电路,如下图所示。
二、详细规划
2.1、电能计量电路
电压采样收集的是零线上的信号,CSE7759电压采样输入引脚最大输入信号为±700mV,通过1M和1K电阻网络分压输入信号约为220mV,契合输入要求。电流采样通过收集火线上的电流完结,电流通过锰铜电阻转换为电压信号,CSE7759电流输入引脚最大输入差分信号为±43.75mV,理论上采样信号越大丈量精度越高但锰铜选用电阻选获得太大又会形成功耗过大,详细选值可参阅下表。
2.2、脉冲计数
电压、电流信号进过CSE7759转换为脉冲信号输出,CF引脚输出脉冲频率指示有功功率值,CF引脚输出脉冲频率当SEL引脚为高电平,指示电压有效值,当SEL引脚为低电平指示电流有效值。MCU通过守时一守时刻,对CF、CF1输出脉冲进行计数,算出脉冲频率,再通过公式(1)、(2)、(3)能够核算出对实践数值。以电压核算为例,假定丈量电压值为U,测得脉冲频率FU=1260Hz,则有:1260Hz=(U/1001×2)/2.43V×3579000Hz/512,算得U=219.2V.别的CSE7759电压、电流有效值在500:1范围内精度到达±0.5%,有功功率在1000:1范围内精度到达±0.2%,彻底能满意一般用电设备参数丈量。
注:V1、V2分别为电压、电流采样信号,Fsoc为内置晶振,3.579MHz,Vref为内置基准电压,2.43V.
2.3、计量校对
因为器材之间的差异,每一款计量插座参数不可能彻底相同,所以就涉及到计量校对问题。下面以电压校对为例介绍校对办法。
①增加规范电压U=220V,依据公式Fu=(V1×2)/Vref×Fosc/512,算得输出脉冲理论值为Fu=1264.5Hz.
②丈量计量电路CF1输出脉冲频率,假设Fu‘=1000Hz,与理论值比值L≡1264.5/1000=1.2645.
③将L存入EEPROM内,在实践测验过程中,测得电压脉冲频率为F,那么通过校对应为F‘=F*L,再依据公式(1)可算出实践电压值。
三、总结
依据CSE7759的计量插座能满意丈量日常家电用电参数的需求。别的,CSE7759具有小体积(SOP8封装)、内置振荡器、外围电路简略、精度高、低功耗(作业电流<3mA)等长处,是智能插座及家电计量模块中电能计量芯片的不错挑选。