【C2000 LaunchPad】家用智能功率监视器

jishuaihu 2013-4-12 21:52 楼主

[项目名称]家用智能功率监视器
[功能描述]随着家用电器的越来越普及，用电量大成了家庭的一个重大问题，其实用电量大除了家用电气增多这一客观因素外，更多的是不合理的使用家用电器。比如让一些耗电量大的电器长期处于待机状态。还有一些就是家用电器的实际耗电量和标称的不符，这一点集中表现在冰箱和空调上。如果能找出家中耗电量大的电器并合理利用，不仅可以节约一笔电费，也有助于节能减排，造福子孙（帽子有点儿大）。本装置的目的是监视某一个家用电器的瞬时功率以及累计电能，同时显示实时电压电流，外加实时时钟。暂定这么多功能吧。这个东西TI已经有了，具体的名称忘了，改天找一下，国内一家做电能采集的厂家也做了类似的东西。
[实施方案描述]
CPU当然使用C2000 LaunchPad上的TMS320F28027了，利用TMS320F28027的内部AD采集电压电流值，计算实时电压电流和功能，并计算电能量。
显示部分初步确定采用12864或者再小一些的OLED屏（因为没玩过，想试一下）。
三个按键，操作简单。
比较麻烦的是电压电流采集部分，暂时有两个方案，一个是隔离方案，一个是非隔离的。隔离方案使用TI的AMC1200隔离运放作为隔离器件，电压经过分压，电流经过串联电阻后再通过隔离运放给28027采集。非隔离的方案就是省去了隔离运放直接采集分压后的电压值，电流采用互感器隔离一下。考虑到调试的时候的安全，先做隔离方案，后续再做非隔离的。
电源部分也是比较头疼的，由于使用交流220V供电，而实际使用的是3.3V的直流电，使用现成的220V转5V的开关电源模块是比较简单，但体积比较大，自己做吧体积可能会小点儿，但没做过。而且如果采用隔离方案的话就需要两个电源，就更麻烦了。所以暂定采用线性电源的方案，用一个3-5VA双路输出的的变压器加两片LDO解决，体积可能会小一些。
通讯留一个串口，当然就是LaunchPad上那个USB转的串口啦，和计算机通讯，当然上位机软件我没时间做啦，这个是后续的工作。
功能很简单，关键是电压电流功率及电能的精度。初步的目标是实现电压电流0.5%的精度。功率电能1%的精度。电压范围当然就是220V了，当然往低应该可以测到100V或者更低，但是由于采用线性电源供电，100V的有可能无法工作，往高的话到264V，220V的120%，再高了也就没什么用了。电流的范围应该会比较大，一般几百W的电器比较多，电烤箱的话一般得在两千W，这样算的话电流至少得达到10A，考虑到更大功率的电器，暂定最大电流测到15A。而笔记本，电灯等小电器的功率一般在100W以内，电流也就0.5A左右，这个范围有点儿大了，有点儿难度。暂定0.5A-15A吧。如果不能在这个范围内保证精度，就降低一下，在某个范围内达到上述的精度。
[软硬件框图]简单的示意图。

[视频演示]待定，不过没有DV，没有相机、没有智能手机，这个有点儿难度哦，争取吧
[整机性能分析]待定.

[ 本帖最后由 jishuaihu 于 2013-4-14 08:57 编辑 ]

回复评论（13）

沙发 eric_wang

等看结果。这个要是能和智能手机结合起来，利用手机中的APP来显示出来，随时随地监视那就好了

点赞 2013-4-13 13:32

板凳 jishuaihu

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又一个新管理员？还是我这么长时间都没机会认识？

点赞 2013-4-14 08:05

4楼 jishuaihu

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和手机结合起来最起码得加一个wifi模块或者蓝牙模块吧？没搞过，不过我觉得跟家用电器本身结合起来更好玩，再加上电力载波，正好蓝雨夜提出了C2000 LaunchPad实现电力载波的方案，如果我们都做完了可以把这两个结合起来集成到电器里面，然后用一个类似集中器的东西和智能手机或电脑通讯。这样就不必每个功率监视装置都装wifi模块了，只要一个就可以了。

点赞 2013-4-14 09:05