CN204558814U - 电表插座 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电表插座，包括微控制单元、电量侦测电路、数据存储电路、数据显示电路和插座供电电路；所述电量侦测电路、所述数据存储电路、所述数据显示电路分别与所述微控制单元连接；所述电量侦测电路与所述插座供电电路连接。采用本实用新型，可以简单便捷地对插座负载所用电量进行测量，并进行简单直观的显示，有利于用户对用电量进行灵活监控。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子技术领域，尤其涉及一种电表插座。
背景技术
目前，电费的计量主要通过供电部门安装的电表进行测量，一般来说按照现行的政策通常为一户一表，通过总电表对家庭的所有用电量进行统计，但是对于用户来说，若想监测某一时段、某一插座端口所用的电量和电费时，则需要另外安装额外的电表，对原有线路进行改造，成本较高，极为不便。
发明内容
本实用新型实施例的目的在于提供了一种电表插座，在提供电源插座功能的同时，实现对用电量和电费的灵活监控。
为了实现上述目的，本实用新型实施例提供了一种电表插座，包括微控制单元、电量侦测电路、数据存储电路、数据显示电路和插座供电电路；
所述电量侦测电路、所述数据存储电路、所述数据显示电路分别与所述微控制单元连接；
所述电量侦测电路与所述插座供电电路连接。
其中，所述电量侦测电路包括电流采样电路、电压采样电路和电量计量芯片；
所述电流采样电路的输出端与所述电量计量芯片的采样电流输入端连接；
所述电压采样电路的输出端与所述电量计量芯片的采样电压输入端连接；
所述电量计量芯片的电量输出端与所述微控制单元连接。
具体地，所述电流采样电路包括采样电阻RA，第一电阻R1，第二电阻R2、第一电容C1和第二电容C2；
所述插座供电电路包括火线和零线；
所述采样电阻RA串接在所述火线上；且所述采样电阻RA的第一端与所述第一电阻R1的第一端连接，所述采样电阻RA的第二端与所述第二电阻R2的第一端连接；
所述第一电阻R1的第二端与所述电量计量芯片连接；
所述第一电容C1的第一端与所述第一电阻R1的第一端连接，所述第一电容C1的第二端接地；
所述第二电阻R2的第二端与所述电量计量芯片连接；
所述第二电容C2与所述第二电阻R2的第二端连接，所述第二电容C2的第二端接地；
所述电压采样电路包括串联电阻组；
所述串联电阻组的一端与所述零线连接，所述串联电阻组的另一端与所述电量计量芯片连接。
优选地，所述电表插座还包括按键电路；
所述按键电路与所述微控制单元连接。
其中，所述按键电路包括按键；
所述按键的一端接地，所述按键的另一端与所述微控制单元的控制信号输入端连接。
优选地，所述数据显示电路包括显示屏，所述显示屏为电子纸显示屏；
所述显示屏通过I2C总线与所述微控制单元连接。
优选地，所述电表插座包括壳体，所述壳体为多面体结构；
所述微控制单元、电量侦测电路和数据存储电路安装在所述壳体内；
所述显示屏安装在所述壳体的其中一面。
优选地，所述壳体的表面还设置有电源插孔；
所述电源插孔与所述插座供电电路的输出端连接。
优选地，所述按键设置于所述壳体内部，并与所述显示屏的内表面贴合。
本实用新型通过插座供电电路为其他用电器提供电源，可通过电量侦测电路对插座所用电量进行测量，通过微控制单元进行电费计算，通过数据显示电路对实时电费和累计电费进行显示，电量测量操作简单，电费数据显示简明直观，使用简便，有利于用户对用电量和电费进行灵活监控。
同时，随着科学技术的发展，电子设备在待机状态中使用的电流越来较小，而且目前大多数的电子产品采用直流电源适配器进行充电，其充电电流通常也是比较微弱的，然而市面上大多的电表产品并不能很好地检测微弱电流带来的电量损耗，本实用新型通过采用高精度的采样电路，大大提高了对微弱电流的侦测能力，其精确度比大多的市面产品高出一万倍以上，可直观显示微电流使用状态下耗费的电量，具有更高的使用价值。
附图说明
图1是本实用新型提供的插座电表的一个实施例的电路结构示意图；
图2是如图1所示实施例提供的电量侦测电路的电路图；
图3是如图1所示实施例提供的微控制单元和按键电路的电路图；
图4是如图1所示实施例提供的数据显示电路的电路图；
图5是本实用新型实施例提供的插座电表的一个实施例的产品结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
参见图1，是本实用新型提供的插座电表的一个实施例的电路结构示意图。
如图1所示，所述电表插座，包括：MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)100、插座供电电路110、电量侦测电路120、数据存储电路130和数据显示电路140。
所述电量侦测电路120、所述数据存储电路130、所述数据显示电路140分别与所述微控制单元100连接。
所述电量侦测电路120与所述插座供电电路110连接。
所述插座供电电路110，用于为负载提供电源。
所述电量侦测电路120，用于对所述插座供电电路110的输出电压和输出电流进行测量，根据所述输出电压和所述输出电流，计算出实时电量。对所述实时电量进行累加，获得累计电量。并将所述实时电量和所述累计电量发送给所述微控制单元100。
所述微控制单元100，将所述实时电量和所述累计电量转发给所述数据存储电路130。并根据所述实时电量和所述累计电量，计算出实时电费和累计电费，将所述实时电费和累计电费发送给所述数据显示电路140。具体地，所述实时电费为从上一次手动清零到目前时间为止所使用的电费。所述累计电费，为从出厂到目前时间为止所使用的电费。其中，所述实时电费的精确度为所述累计电费的精确度的一万倍或一万倍以上；由于用于侦测实时电费的模数(AD)转换器的精确度远远高于用于计算累加电费模数(AD)转换器的精确度，所述实时电费的精确度为所述累计电费的精确度的至少一万倍以上，因此，即使微弱电流也能驱使实时电费跳动，对于电量和电费的使用更为直观。
所述数据显示电路140，用于对所述实时电费和所述累计电费进行显示。在具体实施当中，所述数据显示电路还可以进一步地显示实时电压和/或电流数据，当然地还可以显示货币单位，以及用作电源指示。
所述数据存储电路130，用于存储所述实时电量和所述累计电量。
其中，所述电量侦测电路120包括电流采样电路、电压采样电路和电量计量芯片U1。所述电量计量芯片U1优选为BX-7760型号的电量计量芯片U1。
所述电流采样电路的输出端与所述电量计量芯片U1的采样电流输入端VIP、V1N连接。
所述电压采样电路的输出端与所述电量计量芯片U1的采样电压输入端V3P、V3N连接。
所述电量计量芯片U1的电量输出端SCSN、SCLK、SD1、SD0与所述微控制单元100连接。
所述电压采样电路，用于对所述插座供电电路110的输出电压进行测量，并发送给所述电量计量芯片U1。
所述电流采样电路，用于对所述插座供电电路110的输出电流进行测量，并发送给所述电量计量芯片U1。
所述电量计量芯片U1，用于根据所述输出电压和所述输出电流，计算出实时电量。对所述实时电量进行累加，获得累计电量。并将所述实时电量和所述累计电量发送给所述微控制单元100。
参见图2，是如图1所示实施例提供的电量侦测电路120的电路图。
具体地，所述电流采样电路包括采样电阻RA，第一电阻R1，第二电阻R2、第一电容C1和第二电容C2。
所述插座供电电路110包括火线L和零线N。
所述采样电阻RA串接在所述火线L上。且所述采样电阻RA的第一端与所述第一电阻R1的第一端连接，所述采样电阻RA的第二端与所述第二电阻R2的第一端连接。
所述第一电阻R1的第二端与所述电量计量芯片U1连接。
所述第一电容C1的第一端与所述第一电阻R1的第一端连接，所述第一电容C1的第二端接地。
所述第二电阻R2的第二端与所述电量计量芯片U1连接。
所述第二电容C2与所述第二电阻R2的第二端连接，所述第二电容C2的第二端接地。
所述电压采样电路包括串联电阻组R3～R9。
所述串联电阻组R3～R9的一端与所述零线N连接，所述串联电阻组R3～R9的另一端与所述电量计量芯片U1连接。
所述电流采样电路通过高精度采样电阻RA对流经火线L的电流进行采样，将采样得到的电流数据输入到电量计量芯片U1，火线L已经端口VIN接入到芯片内部，所述电压采样电路通过串联电阻组R3～R9进行分压，对火线L和零线N之间的电压进行测量。所述电量计量芯片U1通过内部算法计算出实时电量，并对所述实时电量进行累加，获得累计电量。过程中所有的信号处理都是由数字电路完成的，因此具有优良的温度和时间稳定性。
本实用新型通过采用高精度的采样电路，大大提高了对微弱电流的侦测能力，可直观显示微电流使用状态下耗费的电量，具有更高的使用价值。
此外，所述电量测量电路还包括校准电路，所述校准电路包括光耦U2，所述光耦优选为TLP785型号的光耦芯片，所述光耦U2的第一引脚与所述电量测量芯片的校验输出端PF连接，所述光耦U2的第二引脚接地，通过检验所述光耦U2的第三引脚和第四引脚的输出信号进行误差校验。
在具体实施当中，所述插座电表还包括按键电路150。所述按键电路150与所述微控制单元100连接。
参见图3，是如图1所示实施例提供的微控制单元100和按键电路150的电路图。
如图3所示，
所述微控制单元100通过端子SCL、SDA与所述数据显示电路140连接。所述微控制单元100通过端子P_SCSN、P_SCLK、P_SD1、P_SD0与所述电量侦测电路120连接。所述微控制单元100通过端子P_SCL、P_SDA与所述数据存储电路连接。
所述按键电路150包括按键K1。
所述按键K1的一端接地，所述按键K1的另一端与所述微控制单元100的控制信号输入端PB1连接。
参见图4，是如图1所示实施例提供的数据显示电路140的电路图。
所述数据显示电路140包括显示屏A1。所述显示屏A1优选为电子纸显示屏，通过采用所述电子纸显示屏A1，提供了更优的可视效果，也大大降低了电表插座的功耗，有利于节约电力资源，同时还使得电表插座更为轻便，便于携带。所述显示屏A1通过I2C(Inter－Integrated Circuit)总线SCL、SDA与所述微控制单元100连接。
在一种优选的实施当中，所述按键K1设置于所述显示屏A1的下方。
所述按键K1可通过按压所述显示屏A1触发。
在具体实施当中，所述按键K1，用于：
在第一时间内，通过单次按压(按下按键并弹起为一次按压)，向所述微控制单元100发送第一控制信号，中断或连通所述微控制单元100的电源输入。其中，所述第一时间优选为1S。
在第二时间内，通过两次按压，向所述微控制单元100发送第二控制信号，控制所述微控制单元100对所述数据存储电路130中存储的实时电费进行清零。其中，所述第二时间优选为1S。所述清零操作具体为微控制单元100通过内部软件将所述数据存储电路130中的数据清空。当需要测量某段时间内的用电情况时，仅需要通过双击所述按键K1，进行实时电量的清零后即可重新计算实时电费，而无需对累计电费进行清零。
通过持续按压超过第三时间，向所述微控制单元100发送第三控制信号，控制所述微控制单元100对所述数据存储电路130中存储的累加电费进行清零，累加电费清零的同时，所述插座电表恢复出厂设置。其中，所述第三时间优选为10S。
本实用新型通过设置在显示屏A1下方的一个按键K1，用户只需要对屏幕进行操作即能实现电源开关、实时电费清零和累计电费清零功能，可灵活设置监测电量的时段，简单易用。
参见图5，是本实用新型实施例提供的插座电表的一个实施例的产品结构示意图。
所述电表插座包括壳体S1，所述壳体S1为多面体结构。
所述微控制单元100、电量侦测电路120和数据存储电路130安装在所述壳体S1内。
所述显示屏A1安装在所述壳体S1的其中一面。
所述壳体S1的表面还设置有电源插孔H1。
所述电源插孔H1与所述插座供电电路110的输出端连接。
通过将电路设置于多面体结构的外壳内，大大减小了产品的体积，使得所述电表插座更为轻巧便携。
综上所述，本实用新型通过插座供电电路110为其他用电器提供电源，通过电量侦测电路120对插座所用电量进行测量，通过微控制单元100进行电费计算，通过数据显示电路140对实时电费和累计电费进行显示，电量测量操作简单，电费数据显示简明直观，使用简便。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种电表插座，其特征在于，包括微控制单元、电量侦测电路、数据存储电路、数据显示电路和插座供电电路；
所述电量侦测电路、所述数据存储电路、所述数据显示电路分别与所述微控制单元连接；
所述电量侦测电路与所述插座供电电路连接。
2.如权利要求1所述的电表插座，其特征在于，所述电量侦测电路包括电流采样电路、电压采样电路和电量计量芯片；
所述电流采样电路的输出端与所述电量计量芯片的采样电流输入端连接；
所述电压采样电路的输出端与所述电量计量芯片的采样电压输入端连接；
所述电量计量芯片的电量输出端与所述微控制单元连接。
3.如权利要求2所述的电表插座，其特征在于，所述电流采样电路包括采样电阻RA，第一电阻R1，第二电阻R2、第一电容C1和第二电容C2；
所述插座供电电路包括火线和零线；
所述采样电阻RA串接在所述火线上；且所述采样电阻RA的第一端与所述第一电阻R1的第一端连接，所述采样电阻RA的第二端与所述第二电阻R2的第一端连接；
所述第一电阻R1的第二端与所述电量计量芯片连接；
所述第一电容C1的第一端与所述第一电阻R1的第一端连接，所述第一电容C1的第二端接地；
所述第二电阻R2的第二端与所述电量计量芯片连接；
所述第二电容C2与所述第二电阻R2的第二端连接，所述第二电容C2的第二端接地；
所述电压采样电路包括串联电阻组；
所述串联电阻组的一端与所述零线连接，所述串联电阻组的另一端与所述电量计量芯片连接。
4.如权利要求1所述的电表插座，其特征在于，还包括按键电路；
所述按键电路与所述微控制单元连接。
5.如权利要求4所述的电表插座，其特征在于，所述按键电路包括按键；
所述按键的一端接地，所述按键的另一端与所述微控制单元的控制信号输入端连接。
6.如权利要求5所述的电表插座，其特征在于，所述数据显示电路包括显示屏，所述显示屏为电子纸显示屏；
所述显示屏通过I2C总线与所述微控制单元连接。
7.如权利要求6所述的电表插座，其特征在于，所述电表插座包括壳体，所述壳体为多面体结构；
所述微控制单元、电量侦测电路和数据存储电路安装在所述壳体内；
所述显示屏安装在所述壳体的其中一面。
8.如权利要求7所述的电表插座，其特征在于，所述壳体的表面还设置有电源插孔；
所述电源插孔与所述插座供电电路的输出端连接。
9.如权利要求8所述的电表插座，其特征在于，所述按键设置于所述壳体内部，并与所述显示屏的内表面贴合。
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|---|---|---|---|
| CN201520205302.2U CN204558814U (zh) | 2015-04-07 | 2015-04-07 | 电表插座 |
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| CN201520205302.2U CN204558814U (zh) | 2015-04-07 | 2015-04-07 | 电表插座 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104868325A (zh) * | 2015-04-07 | 2015-08-26 | 上海阿乐乐可工业设计有限公司 | 电表插座 |
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2015
- 2015-04-07 CN CN201520205302.2U patent/CN204558814U/zh not_active Expired - Fee Related
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| CN104868325A (zh) * | 2015-04-07 | 2015-08-26 | 上海阿乐乐可工业设计有限公司 | 电表插座 |
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