【高校争霸赛】新型智能插座(1)-设计思路

MDebug · 发表于 2016-11-22 08:34:51

本次NXP高校争霸赛本人准备做一个新型的智能插座，实现的功能如下：
使用ADC锰铜采样分析电压、电流、有功功率等参数。通过手机APP进行智能控制，可实现远程控制用电器通断减少待机功耗，以及定时控制用电器通断。插座自带USB充电插口、提供实时时钟、定时预约等功能。当出现过压、过载等危险情况时，系统自动识别控制断开电源。
考虑再三，采用的方案如下：
主控：LPC824lite，使用ADC,GPIO，UART等模块
WIFI：WiFi部分选用有人科技C32系列的USR-C322模块。数据通过UART进行数据透传，设计者便可将设备接入WiFi，这样就可以设计物联网的智能设备。该模块上集成了MAC芯片、基频芯片、射频收发芯片、以及大功率放大器；使用德州仪器的CC3200方案，内部自带低能耗方案，能够有效降低模块的能量消耗；可以实现WiFi协议和TCP/IP协议，只需轻松设置，便能实现串口设备的接入互联网。
电能计算：模块运行时，电压和电流通过分压电阻和锰铜电阻单独取样后，接入后面的放大电路缓冲电路，经过AD转换成数字信号，再送到单片机进行数据分析。采用LPC自带的十二位ADC，这样电压电流采集的数据准确度大大提高。而且，ADC提前处理了电压、电流、有功功率、无功功率等数据的分析，这样单片机能够有足够的时间完成数据的进一步计算。
继电器：电路是为控制插座通断的，是强电与弱点的连接口，由于MCU的端口输出电流不足，无法直接驱动继电器运行，所以必须选择外接驱动。使用三极管进行驱动。由于继电器电磁线圈有很大的电感，是感性器件，是一个很大的储能元件，所以当继电器关闭时，会产生很大的反冲电压，容易对后级电路产生影响，这里采用二极管来消除反向过冲电压。
下一期将分享我的原理图和PCB以及硬件连接

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