2 計(jì)量功能電路

采樣電路包括電流信號(hào)采樣和電壓信號(hào)采樣兩部分。

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

?

?

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(huì)產(chǎn)生一個(gè)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(guò)大，當(dāng)有大電流通過(guò)的時(shí)候，采樣電阻的阻值過(guò)大容易造成發(fā)熱，就會(huì)影響到采樣電阻的阻值，使測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確。

HLW8012 的內(nèi)部DSP 具有一定的增益，經(jīng)過(guò)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(jì)算：

(1)有功功率計(jì)算公式：

?

?

(2)電流有效值計(jì)算公式：

?

?

(3)電壓有效值計(jì)算公式：

?

?

V1:電流通道引腳上的電壓信號(hào)

V2:電壓通道引腳上的電壓信號(hào)

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(gè)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(guò)繼電器，對(duì)負(fù)載的電源進(jìn)行開(kāi)啟或關(guān)閉?？刂破魍ㄟ^(guò)無(wú)線(xiàn)WIFI模塊可以將繼電器的開(kāi)關(guān)狀態(tài)、工作時(shí)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(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)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(jì)

主程序流程圖：

?

?

五 結(jié)語(yǔ)

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