霍爾檢測(cè)型智能節(jié)能插座設(shè)計(jì)說(shuō)明書畢業(yè)設(shè)計(jì)-wenkub
2023-05-29 03:27:38 本頁(yè)面
【正文】 P34P35P36P00P01P02P03P04P05P06P07P27P26P25P24P23P22P21P20P12VCCX2X1RESETVCCVCCGNDOUTU1HS0038bR1100R2100K123P?Header 3C122pfC222pfC3103C410ufVCCS1圖 8 單片機(jī)控制電路 智能節(jié)能開關(guān)插座的軟件設(shè)計(jì)該模塊電路如下圖所示，電源接通后，電源指示燈點(diǎn)亮，單片機(jī)的電平信號(hào)從J1輸入，電視負(fù)載正常工作時(shí)，單片機(jī)不發(fā)出置低的信號(hào)，為J1口輸入為高電平，三極管導(dǎo)通，集電極電平被拉低，控制指示燈亮，同時(shí)繼電器內(nèi)部電感線圈導(dǎo)通，繼電器吸合狀態(tài)；當(dāng)電視負(fù)載進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)后，單片機(jī)延時(shí)一定時(shí)間后發(fā)出一個(gè)低電平信號(hào)，該信號(hào)將三極管的基極電平拉低，三極管截止，集電極電平拉高，控制指示燈熄滅，同時(shí)電感斷電，繼電器釋放動(dòng)觸點(diǎn)，開關(guān)斷開，從而切斷了電視機(jī)電源；用戶需要開機(jī)時(shí)，首先遙控器給紅外接收電路發(fā)送一個(gè)開機(jī)信號(hào)，紅外接收器進(jìn)而將此信號(hào)反饋給單片機(jī)，單片機(jī)向外輸出一個(gè)置高電平給繼電器，繼電器吸合，電視機(jī)供電回路接通。只要在線圈兩端加上一定的電壓線圈中就會(huì)流過一定的電流從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)銜鐵就會(huì)在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯從而帶動(dòng)銜鐵的動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)常開觸點(diǎn)吸合。圖6比較器電路 開關(guān)插頭電路比較器以高性能比較器芯片LM311為核心，參考電壓輸入到比較器的反向輸入端，檢測(cè)電壓信號(hào)輸入到同相輸入端，當(dāng)信號(hào)電壓高于參考電壓時(shí)，比較器輸出5V高電平，反之則輸出低電平。濾直流利用電容通交流隔直流的特性，使用電容時(shí)將其串入放大電路的輸入端；放大電路以運(yùn)算放大器LM324為核心，通過一個(gè)反相比例運(yùn)算電路實(shí)現(xiàn)，由于輸入為交流信號(hào)，為保證運(yùn)放工作在放大區(qū)，應(yīng)在同相輸入端加一定的正向直流電壓如圖，同時(shí)此正向偏置電壓會(huì)輸出到運(yùn)放的輸出端造成干擾，所以運(yùn)放輸出端應(yīng)串聯(lián)一個(gè)濾波電容。輸入電流與輸出電壓成正比，因?yàn)閿夭娐返脑颍?Vcc上，所以輸出電壓除了采樣電流轉(zhuǎn)換得到的交流電壓信號(hào)外，電流采樣公式：Vout = + * Ipa）Ip = 0A 時(shí)， Vout = 。 在智能節(jié)能開關(guān)插座的硬件電路設(shè)計(jì)中，檢測(cè)電路負(fù)責(zé)檢測(cè)負(fù)載電視機(jī)輸入端處于不同狀態(tài)下的電流信號(hào)。 智能節(jié)能開關(guān)插座的原理圖如圖1所示，它是由MCU控制電路、檢測(cè)電路、比較電路、關(guān)斷電路、紅外接收電路、開關(guān)插頭電路和電源電路等部分構(gòu)成的智能開關(guān)插座。智能插座在關(guān)機(jī)時(shí)切斷電源的功能自動(dòng)實(shí)現(xiàn)，無(wú)需用戶的任何操作，而電視開機(jī)時(shí)用戶需要按兩次遙控器電源鍵才能開機(jī)，但是用戶再無(wú)需按電視機(jī)身上的電源開關(guān)，所以并沒有增加用戶的操作負(fù)擔(dān)。針對(duì)傳統(tǒng)電力系統(tǒng)由于功率不可靠而導(dǎo)致的運(yùn)行不穩(wěn)定，可采用一種采用余額制新型微型功率系統(tǒng)模型，由多級(jí)功率分配器和數(shù)字功率負(fù)載組成。傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)是一個(gè)功率不可控的系統(tǒng)，系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行受負(fù)載功率不波動(dòng)的不利影響，功率輸出波動(dòng)會(huì)增加輸電能耗，而接入的負(fù)載過高會(huì)使功率源過載，并降低供電電壓，從而影響負(fù)載工作，也有可能導(dǎo)致跳閘斷電，使大量負(fù)載停止工作，同時(shí)造成電網(wǎng)負(fù)載輸出的更大波動(dòng)，造成更大的電能損耗。待機(jī)能耗引起的資源和環(huán)境問題越來(lái)越受到社會(huì)的廣泛關(guān)注，為此國(guó)際能源署提出了“1瓦計(jì)劃”，到2010年實(shí)施1瓦的待機(jī)能耗行動(dòng)。通過該模塊能夠靈敏地檢測(cè)到負(fù)載待機(jī)的狀態(tài)，進(jìn)而將信號(hào)反饋給單片機(jī)，單片機(jī)控制繼電器的開關(guān)以接通或斷開電源，無(wú)需用戶將電器插頭拔下即達(dá)到節(jié)電目標(biāo)。智能節(jié)能插座設(shè)計(jì)說(shuō)明書設(shè)計(jì)者：武恩澤 關(guān)佳興 劉德峰 孫宇 胡勁舸 沈杰 趙茜指導(dǎo)教師：王晶（南京航空航天大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院，南京 ，025）作品內(nèi)容簡(jiǎn)介這是一款通過紅外遙控和待機(jī)自動(dòng)斷電相結(jié)合的方式來(lái)達(dá)到節(jié)能省電效果的插座。插座的開關(guān)的接通根據(jù)負(fù)載特性有紅外遙控和按鍵兩種方法，保證用戶的使用方便。該計(jì)劃得到歐盟和美國(guó)的積極響應(yīng)，并簽署協(xié)議承諾逐年降低待機(jī)能耗，各國(guó)相繼推行了強(qiáng)制性法規(guī)(例如2003年歐盟委員會(huì)正式啟動(dòng)了“歐洲理智能源計(jì)劃”，2005年6月歐盟發(fā)表了《關(guān)于能源效率的綠皮書》，2006年美國(guó)實(shí)施了“白標(biāo)機(jī)制”等)。所以功率系統(tǒng)的信息化是未來(lái)電力系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)。智能插座可通過MCU審批子屬電器的功率請(qǐng)求，并實(shí)時(shí)與上級(jí)功率分配器交互，以實(shí)現(xiàn)功率的合理分配和電力系統(tǒng)輸出的穩(wěn)定運(yùn)行。 紅外遙控接收器MCU控制電路指示燈比較器檢測(cè)電路開關(guān)電路開關(guān)插頭電路電視負(fù)載市電按鍵電路 圖1系統(tǒng)總框圖 檢測(cè)電路的設(shè)計(jì)該部分設(shè)計(jì)中，負(fù)載電流首先流入霍爾傳感器ACS712為核心的電流采樣電路，傳感器經(jīng)過內(nèi)部信號(hào)的處理向外輸出一個(gè)與輸入電路成比例的弱電交流電壓，電壓信號(hào)經(jīng)過后級(jí)電路的放大，整流，得到一個(gè)穩(wěn)定的直流電壓,電壓輸入到比較器，進(jìn)而輸出一個(gè)高低電平，分別對(duì)應(yīng)電視待機(jī)和工作的兩種狀態(tài)。a）Ip = 5A 時(shí)， Vout = 。電路如圖所示：圖4電壓放大電路電壓放大電路輸出的交流電壓還需整流、濾波才能變成直流電壓。通過對(duì)前面幾
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