一、项目方案的构想
本次设计旨在通过英飞凌XDPL8219 40W参考设计电源板(后文简称电源板)结合ESP8266实现无线控制LED灯。语音识别通过天猫精灵、小爱同学实现,结合电源板的低功耗模式,实现低碳的智能照明。
二、设计,搭建
1.设计所需材料:
- 电源板
- 串口助手
- ESP8266模块
- 继电器
- 天猫精灵/小爱同学
- 12V-5V DC-DC模块
- 导线若干
2.整体设计流程
整体硬件设计及设计流程如上图所示,220V 50HZ交流电输入,经过XDPL8219的X200A主板转换为54V恒压(DC)输出,再经X200B直流-直流开关切换为线性稳压器来转换为恒流 (CC) 输出。通过直流降压模块将X200B的13V输出转化为5V直流电给ESP8266和继电器供电。ESP8266通过WIFI与天猫精灵,小爱同学等智能语音设备通信。通过ESP8266控制继电器吸合,从而控制LED的亮灭。同时输入的电压,控制器的温度以及错误报警等信息通过UART输出,可连接电脑或者MCU,读取电源板的相关信息。 三、调试流程
1.电源板调试
将XDPL8219隔离式UART报告评估插件板插到主板上,将交流电接入电源板,通过串口连接电脑的串口助手,波特率设置为9600,便可在串口助手获得数据上报。
如上图所示(此处截图为直流电输入),其中数据6个字节为一帧,我们取上图第一帧数据为例,7E 27 0F 00 40 16。7E为帧头,27 0F为输入电压,这里电压为16位数据,小端模式,所以实际数值为0x0F27,转换为十进制为3879,再通过公式计算得输入电压Vin = 3879*0.005460*32/3 = 225.91296V。00为电源输入类型为直流,若为FF则是不发解析电源类型,若为其他值则是交流电输入,交流电频率可通过计算得出。但是本人实际测试中发现交流输入,该位置会输出FF,无法获取电源输入类型,此处不得解。第5个字节为控制器温度,0x40转换为十进制是64,将该值减去 十进制的40,得到控制器温度为24℃。最后一个字节为校验位。通过电源板的数据上报,在使用时可实时监控相关参数,同时如果电源过压欠压等错误也会上报故障码。详细可参考手册。
2.电源板低功耗测试
在电源板未接负载的情况下,控制器会将电源板进入待机模式,手册描述会低于100mW,并且在UART使能和未使能情况下不同,但均低于100mW,为了测试方便,采用直流电源输入,测量输入的电压和电流,计算功耗。
可以看到,在无负载,串口使能情况下,输入电压319.4V,电流0.268mA,则功率大概为82.94mW。待机功率还是很低的。
2.ESP8266调试
ESP8266控制代码通过Arduino编译下载,烧录完成后通过点灯APP进行smartconfig连接WIFI网络,在天猫精灵和小爱同学关联blinker账号便可实现语音控制继电器,并以此控制电源板到LED的电源控制。 四、作品展示及心得体会 1.作品展示 视频需要处理,后续展出、、、 2.总结 最后感谢贸泽提供的英飞凌XDPL8219 40W参考设计电源板,该电源板的设计非常低碳合理高效,支持很宽的电压输入范围,且直流交流通用。同时具有输入过压保护 (OVP) 和输入欠压保护 (UVP),还可对输出短路进行保护,欠压功率和保护阈值和反应均可配置,自由度高。UART的数据上报很利于外围控制设备直接获取相关参数,特别是欠压过压,温度等重要参数,且控制器可配置,在无负载时可控制电源进入待机模式,且有源突发模式反应相当快,可无感突发,符合当下低碳理念,节能环保。输出的电流稳定高效, 宽输出负载范围(满负载的33%至100%),轻松应对多种照明设备。
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