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應物聯網而生：合力為HLW8012系列免校準電能計量芯片

2017-05-03 18:06:34 未知

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在物聯網行業整體高速發展及市場驅動下，智能家居廠商迎來歷史性的發展機遇。智能電器最基本的參數為“電”參數，能夠直觀反映電器的運行狀態，可通過嵌入電能傳感器測量各項“電”參數，而電能傳感器的核心部件是電能計量芯片。電能計量芯片在物聯網領域的應用方向主要包括：智能插座、智能充電樁、智能路燈及智能空調等。WIFI智能插座是目前最為火熱的應用方向，可通過用戶遠程控制或插座根據電能及環境參數自動控制開關等方式，實現智能控制、節能、過流過壓過載保護、統計用電量信息及環境檢測等功能。

現在市場上知名的智能插座廠家有紫米、綠米、控客、悟空I8等，大家如果想了解這些插座的用料做工如何，可自行在網絡上搜索相關拆解文章。這些智能插座中常用的電能傳感部分大多是一款SOP8的電能計量芯片HLW8012，該芯片具有外圍元器件少、占用PCB面積小、軟件簡單等顯著特點，因此許多智能充電樁都采用HLW8012作為電能傳感核心部件。經過長時間的市場考驗，HLW8012已經成為當前物聯網行業中很成熟的電能計量解決方案。

基本型專用電能計量芯片HLW8012

HLW8012是合力為科技專門針對智能家居、工業測量等領域推出的專用電能計量芯片，內置晶振、2.43V參考電源、電源監控電路，外圍電路非常簡單。有功功率、電量、電流或電壓有效值以高頻脈沖的方式輸出，不需編寫復雜的軟件。產品經過校準后，有功功率在1000:1范圍內可達到±0.3%的精度，電流電壓有效值在500:1范圍內可達到±0.5%的精度。

應物聯網而生：合力為HLW8012系列免校準電能計量芯片

圖1：HLW8012引腳圖

應物聯網而生：合力為HLW8012系列免校準電能計量芯片

圖2：HLW8012典型應用原理圖

串口免校準型電能計量芯片HLW8032

合力為科技官網上還展示了一顆新的電能計量芯片HLW8032，以下為引腳圖：

應物聯網而生：合力為HLW8012系列免校準電能計量芯片

圖3：HLW8032引腳圖

從芯片引腳上看，HLW8032在HLW8012的基礎上增加了UART接口。HLW8032的TX為PIN6，而HLW8012的PIN6為有功功率脈沖CF；HLW8032的RX為PIN8，而HLW8012的PIN8為SEL引腳。HLW8012的PIN6是必用引腳，對于許多ARM 芯片來說，與CF連接的引腳非常容易切換為MCU的UART接口中RX端，這樣的設計提供了與HLW8012間便利的硬件兼容性。根據官方資料，當HLW8032應用到產品上，成品測量誤差要求最大為2%時，生產過程中可以節省掉校準工序。不過合力為科技仍良心地保留了PF引腳用于整機校準。

看來HLW8032的進階，應該是為了滿足不同設計對接口的要求；或者部分為了提升生產效率而節省校準工序，且愿意將誤差指標降低至一定范圍的應用場合。HLW8032可以看作是基于HLW8012廣泛市場應用基礎上，為滿足部分應用場合，并考慮與HLW8012兼容性而設計的合適過渡型電能計量芯片。之所以說是過渡型，是因為以后物聯網應用中電能傳感器的電參數將不止于現有的參數。

全能型電能計量芯片HLW811X

通過側面了解，筆者發現還有比HLW8032更全面應用的進階芯片，暫定型號是HLW811X，這款芯片的初步特性信息：

（1）集成內置晶振、更靈活的通訊接口
（2）提供1路有功功率計算、1路電壓及1路電流有效值計算（精度更高）
（3）集成更多安全用電檢測，更多電參數測量并通過IO輸出
（4）誤差更低的免校準功能
（5）工作電壓：3.3V

據官方透露，最終產品將超出以上預期，若屬實，這款芯片在物聯網領域的應用將非常廣泛，筆者期待著。

市場前景廣闊

隨著物聯網和大數據的飛速發展，智能化生活對數據的需求必將越來越大。智能家電必然是集各類傳感器于一身，而電能傳感器作為最基本的傳感器，也將會變成一種標準品，更趨于體積小型化、接口簡單化、多功能化、智能化。作為電能傳感器的關鍵器件，電能計量芯片將會朝體積更小、功能更強、精度更高、集成度更高，具有簡單自我學習能力等方向發展。