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[分享] 【终于解密的飞思卡尔参考设计】2:智能插座

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发表于 2015-10-26 17:43:34 | 显示全部楼层 |阅读模式
简介
随着物联网在全球各地消费的不断增长,飞思卡尔推出了基于Kinetis MKM14Z64 MCU的智能插插座参考设计,基于低功耗、高性能的32位ARM®Cortex™-M0+内核MCU。

该参考设计可以应用扩展到多个领域,比如照明监控,机房配电等,通过提供设计资料,帮助客户快速开发出有竞争力的产品。

该参考设计以MKM14Z64为核心,提供了高性价比的解决方案。一方面配合外部采样电阻实现对电网电压、电流、频率、有用功、无用功等计量信息进行检测;另一方面通过扩展外部通信模块实现与终端设备的通信与数据传输,从而达到控制、显示、定时、统计等目的。用户可以在Android手机使用应用程序检查插座状态,如当前有功功率、无功功率、电网频率、历史运行时间等[size=1em],并可以将其设置为ON / OFF状态,也可以定时设置开关状态。参考图片智能插座实物图如图所示,硬件板根据现有的模具进行设计,负载最大容量和继电器的选择和功率走线的宽度有关。结构框图

图字• All metering functions:所有电量测量功能
• Voltage divider:电压分压器
• Power supply:电源
• Scalable HMI &COM Function:可扩展HMI和COM功能
• FSL K22 based WIFI Module :基于FSL K22的 WIFI模块
• Relay:中继
• Button control:按钮控制
• Drive:驱动
• Up to 50MHz:高达50MHz
• Cross bar switc:横栏开关
• Memory Protection Unit:内存保护单元
• Phase Shift Compensation:相移补偿
• Peripheral bridge:外设桥
• Wakeup Unit:唤醒单元特性•飞思卡尔Kinetis MKM14Z64 MCU(ARM®Cortex™-M0+内核),用于电量测量
•飞思卡尔的Kinetis MK22FN512 MCU(ARM®Cortex™-M4内核),用于WiFi连接
•220V的输入电压,10A的最大电流
•相电流采样24位SD ADC,带25ppm 5m欧姆电流采样器
•相电压采样24位SD ADC, 带25ppm电阻电压分压器
•5ppm的RTC解决方案,带32.768kHz外部晶振
•外部64Mb的SPI闪存存储
•低功耗模式包括使用内置的RTC
•校准3通道LED脉冲输出(kWh、 kVarh)
•高性价比
•60次谐波分析,带THD计算和FFT版本显示。

硬件模块
5.1 系统供电系统输入电网电压,电源模块转换成5V DC输出,通过LDO转换成3.3V DC,同时提供给MCU系统及通讯模块。
5.2 系统时钟KM14系统采用外部Seiko +/-20 ppm 32.768KHz晶体,MCU内部通过FLL进行倍频,系统内部工作频率为48MHz。
5.3 调试口KM14采用SWD调试口, 客户可使用Jlink或者Multilink工具进行开发及调试。
5.3.jpg

5.4电压采样采用AFE 24bit ΣΔ ADC模块,电网电压通过分压电阻,信号输入ADC模块。
5.4.jpg

5.5电流采样采用AFE 24 bit ΣΔ ADC模块,负载电流通过采样电阻,输入ADC模块。
5.5.jpg
5.6电网频率检测通过KM单片机内部的模拟比较器实现,比较器的两路输入分别接L线及AC的分压输出信号。
5.6.jpg
5.7系统带有64Mb SPI接口扩展的Flash,具体应用需要的容量根据客户的应用决定。
5.7.jpg
5.8系统带有三路光脉冲输出分别用于精度校准、秒脉冲输出、状态指示等。
5.8.jpg
5.9系统带有UART端口,用来和WiFI模块进行通信,另外提供模块必须的电源、中断及控制信号。
5.9.jpg
5.10本设计采用的通讯模块基于高通QCA4002及飞思卡尔K22F单片机,具有ALL JOIN功能,另外客户也可以根据具体要求选择相应的通讯模块。

5.10.png

如不清楚,请看原文链接:http://mp.weixin.qq.com/s?__biz= ... e=4#wechat_redirect




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