一種觸控配電箱的制作方法
【專利摘要】一種觸控配電箱，涉及配電箱。電壓電流信號采樣電路輸入端外接市電，電壓電流信號采樣電路的電壓采樣互感線圈與火線和零線并聯，電壓電流信號采樣電路的電流采樣互感線圈串聯在火線上；對稱式低通濾波電路的輸入端接電壓電流信號采樣電路的采樣信號輸出端，采樣信號處理電路的輸入端接對稱式低通濾波電路的電壓差模信號和電流差模信號輸出端，光電耦合隔離電路分別與采樣信號處理電路的采樣處理信號輸出端和微控制器的輸入輸出端口連接；環境參數感應電路的輸出端接微控制器的輸入端口，微控制器分別與實時時鐘電路、信息存儲電路、語音播報電路、顯示屏模塊連接，多路漏電保護器或空氣開關控制電路分別與市電、微控制器和用戶終端連接。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種配電箱，尤其是涉及一種觸控配電箱。 -種觸控配電箱
【背景技術】
[0002] 傳統配電箱的安裝質量通病多，工藝觀感較差，配電箱觀感質量缺陷主要是"視 覺外觀"，傳統的配電箱大都采用鐵質或者木質的安裝外殼，再者就是"配線安裝"、"管箱連 接"缺陷，占用的空間較大，安裝的工藝性、可靠性差，維護工作量大，而且很容易出現接觸 不良的現象。所以提高配電箱的安裝觀感質量早已成為廠商為消除質量通病而獨立研究的 一個課題。
[0003] 另一方面，傳統的配電箱的功能尚有欠缺，操作不安全，也不方便。隨著日益智能 化的家居設備等產品的發展，要求傳統工藝的配電箱體現出功能豐富和人性化的信息交互 設計，諸如電能顯示、計費顯示等一些功能的集成。然而，目前市場上類似的產品尚未成熟， 這一方面的設計創新，將成為日后配電箱的主流產品。
【發明內容】
[0004] 本實用新型的目的在于提供一種觸控配電箱。
[0005] 本實用新型設有電壓電流信號采樣電路、對稱式低通濾波電路、采樣信號處理電 路、光電耦合隔離電路、環境參數感應電路、實時時鐘電路、信息存儲電路、語音播報電路、 多路漏電保護器或空氣開關控制電路、觸摸屏顯示控制電路和顯示屏模塊；
[0006] 所述電壓電流信號采樣電路的輸入端外接市電AC220V，電壓電流信號采樣電路的 電壓采樣互感線圈與市電AC220V的火線和零線并聯，電壓電流信號采樣電路的電流采樣 互感線圈串聯在市電AC220V的火線上；對稱式低通濾波電路的輸入端接電壓電流信號采 樣電路的采樣信號輸出端，采樣信號處理電路的輸入端接對稱式低通濾波電路的電壓差模 信號和電流差模信號輸出端，光電耦合隔離電路分別與采樣信號處理電路的采樣處理信號 輸出端和微控制器的輸入輸出端口連接；環境參數感應電路的輸入端外接環境參數傳感器 輸出端，環境參數感應電路的輸出端接微控制器的輸入端口，微控制器分別與實時時鐘電 路、信息存儲電路、語音播報電路、顯示屏模塊連接，觸摸屏顯示控制電路的輸出端接顯示 屏模塊的控制信號輸入端；多路漏電保護器或空氣開關控制電路分別與市電AC220V、微控 制器和用戶終端連接。
[0007] 所述環境參數包括溫度、濕度等。
[0008] 本實用新型在現有的配電箱基礎上，巧妙地加入數據信息采集模塊、微控制器以 及外圍電路模塊，實現信號處理和設備控制，觸控式面板可顯示系統的控制界面，可通過 觸摸面板實現對家用電器的設置、監測及控制，并能顯示時間、溫度、濕度、用電量、電費、功 率、功率因素、負荷情況等各種想要得到的信息，可對歷史用電情況進行存儲、查詢；待機時 屏幕可顯示諸如相冊、風景等圖片作為屏保，觸摸待機屏幕進入系統設置時設有屏幕解鎖 (手勢解鎖或者PIN碼解鎖），以防止人為誤操作，并具有催繳電費提醒等語音播報功能于 一體的家用觸控式配電箱。
[0009] 本實用新型所述微控制器及外圍電路模塊包括多路漏電保護器控制電路、信息存 儲電路、語音播報電路以及觸摸屏顯示控制電路。
[0010] 本實用新型所配置的微控制器的作用是對采集所得的信息進行數據運算、存儲、 轉換并輸出屏幕顯示、控制相應設備動作、傳送語音信息等。
[0011] 本實用新型采用高靈敏互感線圈準確測量實時電壓電流參數。為了抑制采集的信 號中的白噪聲，提高測量精度，采用對稱式低通濾波器作信號處理。
[0012] 本實用新型通過結合多路漏電保護器控制電路與采樣信號處理電路對電流的實 時檢測，雙重保護用戶終端工作安全，只要當其中任意一路電路檢測過載，會立即切斷該路 電源輸出，并屏幕顯示故障信息；當解除故障時，可在觸摸屏上對應的按鈕控制漏電保護器 閉合，繼續向用戶終端正常供電。
[0013] 本實用新型可廣泛應用于家用配電箱、廠房配電箱等各個場合的配電箱更換或者 改進。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014] 圖1為本實用新型實施例的電路組成框圖。
[0015] 圖2為本實用新型實施例的電壓電流信號采集電路原理圖。
[0016] 圖3為本實用新型實施例的采樣信號處理電路原理圖。
[0017] 圖4為本實用新型實施例的光電耦合隔離電路原理圖。
【具體實施方式】
[0018] 以下實施將結合附圖對本實用新型作進一步的說明。
[0019] 參見圖1?4,本實用新型實施例設有電壓電流信號采樣電路1、對稱式低通濾波 電路2、米樣信號處理電路3、光電稱合隔離電路4、環境參數感應電路5、實時時鐘電路6、信 息存儲電路7、語音播報電路8、多路漏電保護器或空氣開關控制電路9、觸摸屏顯示控制電 路10和顯不屏|旲塊11。
[0020] 所述電壓電流信號采樣電路1的輸入端外接市電AC220V，電壓電流信號采樣電路 1的電壓采樣互感線圈與市電AC220V的火線和零線并聯，電壓電流信號采樣電路1的電流 采樣互感線圈串聯在市電AC220V的火線上；對稱式低通濾波電路2的輸入端接電壓電流 信號采樣電路1的采樣信號輸出端，采樣信號處理電路3的輸入端接對稱式低通濾波電路 2的電壓差模信號和電流差模信號輸出端，光電耦合隔離電路4分別與采樣信號處理電路3 的米樣處理信號輸出端和微控制器P的輸入輸出端口連接；環境參數感應電路5的輸入端 外接環境參數傳感器J輸出端，環境參數感應電路5的輸出端接微控制器的輸入端口，微控 制器P分別與實時時鐘電路6、信息存儲電路7、語音播報電路8、顯示屏模塊11連接，觸摸 屏顯示控制電路10的輸出端接顯示屏模塊11的控制信號輸入端；多路漏電保護器或空氣 開關控制電路9分別與市電AC220V、微控制器P和用戶終端Y連接。
[0021] 所述環境參數包括溫度、濕度等。
[0022] 本實用新型在現有的配電箱基礎上，巧妙地加入數據信息采集模塊、待機守時模 塊以及微控制器及外圍電路模塊，實現信號處理和設備控制，觸控式面板可顯示系統的控 制界面，可通過觸摸面板實現對家用電器的設置、監測及控制，并能顯示時間、溫度、濕度、 用電量、電費、功率、功率因素、負荷情況等各種想要得到的信息，可對歷史用電情況進行存 儲、查詢；待機時屏幕可顯示諸如相冊、風景等圖片作為屏保，觸摸待機屏幕進入系統設置 時設有屏幕解鎖（手勢解鎖或者PIN碼解鎖），以防止人為誤操作，并具有催繳電費提醒等 語音播報功能于一體的家用觸控式配電箱。
[0023] 本實用新型所述微控制器及外圍電路模塊包括多路漏電保護器控制電路、信息存 儲電路、語音播報電路以及觸摸屏顯示控制電路。
[0024] 本實用新型所配置的微控制器的作用是對采集所得的信息進行數據運算、存儲、 轉換并輸出屏幕顯示、控制相應設備動作、傳送語音信息等。
[0025] 本實用新型采用高靈敏互感線圈準確測量實時電壓電流參數。為了抑制采集的信 號中的白噪聲，提高測量精度，采用對稱式低通濾波器作信號處理。
[0026] 電壓電流信號采樣電路：交流電經過一個保險管接入，起過流保護的作用，采樣電 壓互感線圈與市電AC220V的火線和零線并聯，電流采樣互感線圈串聯在市電AC220V的火 線上。
[0027] 對稱式低通濾波電路：采集得到的小信號采用阻容濾波器這種傳統而又效果顯著 的對稱式的濾波器來進行濾波處理，減小電磁場雜波的不穩定干擾，得到電壓差模信號和 電流差模號。
[0028] 采樣信號處理電路：采樣得到的信號由電能芯片（例如CS5463)處理，對于采樣的 電壓和電流兩個通路，必須提供AC和DC的數字校準。數據處理的同時，得到電流流參數、 電壓參數、功率、功率因素等測量值，并轉換成數字信號存在電能芯片的寄存器中。
[0029] 光電耦合隔離電路：采用高性能光電耦合器（例如TIP6632)將模擬強電與數字弱 電信號隔離，避免其互相干擾。
[0030] 環境參數感應電路：系統配有采集外界例如溫度（如DS18B20)、濕度、煙霧（如 DHT18等）等環境參數的傳感器電路，提供室內室外的一些環境信息，在顯示屏上顯示。
[0031] 實時時鐘電路：為待機守時功能提供時鐘，記錄時間日期，并實現萬年歷功能。
[0032] 信息存儲電路：系統板硬件配有Micro-SD卡槽，使用SD卡作為存儲器件，由微控 制器直接對含有電能、電費等相關信息存在卡上，并可隨時更換SD卡。
[0033] 語音播報電路：采用最簡單的運放電路（如LM353)驅動揚聲器工作，簡單穩定， [0034] 多路漏電保護器控制電路：多路漏電保護器由微控制器控制工作，接在用戶終端 與市電之間，如過流，即刻斷開用戶終端的供電。
[0035] 觸摸屏顯示控制電路：為液晶屏提供電源與背光，使得液晶屏穩定可靠的工作。
[0036] 微控制器主要承擔的工作是內部數據信息處理，微控制器以SPI總線方式控制電 能芯片采集電壓參數、電流參數，并進行數據處理。
【權利要求】
1. 一種觸控配電箱，其特征在于設有電壓電流信號采樣電路、對稱式低通濾波電路、采 樣信號處理電路、光電耦合隔離電路、環境參數感應電路、實時時鐘電路、信息存儲電路、語 音播報電路、多路漏電保護器或空氣開關控制電路、觸摸屏顯示控制電路和顯示屏模塊； 所述電壓電流信號采樣電路的輸入端外接市電AC220V，電壓電流信號采樣電路的電壓 采樣互感線圈與市電AC220V的火線和零線并聯，電壓電流信號采樣電路的電流采樣互感 線圈串聯在市電AC220V的火線上；對稱式低通濾波電路的輸入端接電壓電流信號采樣電 路的采樣信號輸出端，采樣信號處理電路的輸入端接對稱式低通濾波電路的電壓差模信號 和電流差模信號輸出端，光電耦合隔離電路分別與采樣信號處理電路的采樣處理信號輸出 端和微控制器的輸入輸出端口連接；環境參數感應電路的輸入端外接環境參數傳感器輸出 端，環境參數感應電路的輸出端接微控制器的輸入端口，微控制器分別與實時時鐘電路、信 息存儲電路、語音播報電路、顯示屏模塊連接，觸摸屏顯示控制電路的輸出端接顯示屏模塊 的控制信號輸入端；多路漏電保護器或空氣開關控制電路分別與市電AC220V、微控制器和 用戶終端連接。
【文檔編號】H02B1/46GK203871679SQ201420230154
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年5月7日 優先權日:2014年5月7日
【發明者】張澤旺, 李昭代, 連國景 申請人:廈門理工學院