Diseño de referencia para un conector inteligente capaz de medir potencia 1ϕ

Diseño de referencia para un enchufe inteligente que puede medir la potencia monofásica y permitir el control inalámbrico de dispositivos.

En el mundo conectado de hoy, la mayoría de las cosas se pueden controlar de forma inalámbrica, y eso es gracias al Internet de las cosas (IoT). Sin embargo, actualizar todos los dispositivos para la conectividad inalámbrica no es factible ni posible. Si aún desea controlar sus dispositivos de forma remota y monitorear el consumo de energía, puede usar un enchufe inteligente para el control inalámbrico y las capacidades de monitoreo. Un enchufe inteligente es un dispositivo que se conecta a un tomacorriente estándar y le permite controlar de forma remota la energía de los dispositivos conectados. Agrega inteligencia a los dispositivos normales o electrónicos que normalmente no están diseñados para ser "inteligentes" o para conectarse a Internet. A través de la aplicación, puede encender o apagar los dispositivos conectados, establecer horarios para la operación automática, monitorear el uso de energía y, a veces, incluso monitorear o ajustar la configuración del dispositivo de forma remota.

Para simplificar el desarrollo de un enchufe inteligente, NXP ha publicado un diseño de referencia para controlar y monitorear el consumo de energía de un dispositivo. El diseño de referencia del enchufe inteligente está diseñado para medir energías en monitores de potencia electrónicos monofásicos y controles inalámbricos. El diseño de referencia se basa en el microcontrolador MKM34Z64. El diseño de referencia del enchufe inteligente se puede ampliar a varios campos, incluido el control de la iluminación, la distribución de energía en la sala de máquinas, etc. El diseño implementa la medición del voltaje de la red, la corriente, la frecuencia, la energía activa y reactiva, y se usa con el chip WIFI UART y funciones predefinidas protocolo de comando para la implementación de visualización de estado y configuración de funciones desde la aplicación móvil al zócalo. Este diseño de referencia se puede adaptar a diferentes cargas cambiando los valores del relé y el ancho de la placa de potencia.

Características del enchufe inteligente NXP:

• Núcleo ARM® Cortex® -M0+, número de pieza MKM14Z64CHH5, paquete 44 LGA (5 mm × 5 mm), reloj del sistema de 50 MHz, Flash de 64 KB, SRAM de 16 KB
• Voltaje de entrada de 220 V, corriente máxima permitida de 10 A
• El muestreo de corriente utiliza un dispositivo de muestreo de corriente de 25 ppm y 5 mΩ y un ADC SD de 24 bits
• El muestreo de voltaje se realiza utilizando una red de voltaje resistivo de 25 ppm y un ADC SD de 24 bits
• Frecuencia de línea detectada por voltaje en chip
• Entrada de cristal única de 32,768 K para RTC de 5 ppm
• Flash SPI externo ampliable de 64 MB
• Pulso de luz de 3 canales para calibración
• UART para expandir el módulo WIFI
• Ver y configurar el estado de encendido/apagado del tomacorriente
• Visualización de la potencia activa y reactiva actual, la potencia aparente y el historial de consumo de energía
• Visualización del tiempo de funcionamiento histórico
• Ajuste de hora y temporizador

El sistema utiliza UART como interfaz para comunicarse con el módulo Wi-Fi y también proporciona la señal de control, interrupción y alimentación necesaria. El módulo de comunicación de este diseño de referencia utiliza Qualcomm QCA4002 y K22F MCU con AllJoyn, pero el diseño de referencia se puede optimizar y el diseñador puede elegir su propio módulo de comunicación de acuerdo con sus necesidades de diseño. El diseño de referencia también proporciona detección de frecuencia de línea, que es detectada por el comparador analógico en el KM. Las dos entradas del comparador están conectadas a L y la señal de salida del voltaje de CA dividido. Además de la detección de frecuencia de la red, el diseño de referencia también ofrece detección de corriente y tensión y es capaz de aceptar corrientes de hasta 10 A.

Este diseño de referencia fue probado por NXP. Viene con una guía de diseño, diseño esquemático, etc. Se pueden encontrar más datos de diseño de referencia en el sitio web de la empresa. Para obtener más información sobre este diseño de referencia, haga clic aquí.