霍爾檢測(cè)型智能節(jié)能插座設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)畢業(yè)設(shè)計(jì)-免費(fèi)閱讀
【正文】 3. 擴(kuò)展應(yīng)用2：針對(duì)在學(xué)校的教學(xué)樓等建筑內(nèi)個(gè)供電房間具有很強(qiáng)同構(gòu)性的供電小區(qū)網(wǎng)絡(luò)，可采用子節(jié)點(diǎn)量大而整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的功率傳輸分配網(wǎng)絡(luò)，采用集中控制，可有效減小教室內(nèi)電器的待機(jī)損耗，如檢測(cè)教室處于自習(xí)狀態(tài)而切斷多媒體系統(tǒng)和擴(kuò)音系統(tǒng)的待機(jī)損耗。3. 當(dāng)負(fù)載為除電視、空調(diào)等之外的沒(méi)有配套遙控器的電器時(shí)，繼電器無(wú)法依賴(lài)紅外信號(hào)吸合，所以為了提高系統(tǒng)的應(yīng)用范圍，增設(shè)了一個(gè)按鍵開(kāi)通電路。數(shù)字化功率傳遞體系除促進(jìn)電力產(chǎn)業(yè)升級(jí)外，還將帶動(dòng)信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，帶動(dòng)相關(guān)上下游產(chǎn)業(yè)，對(duì)于未來(lái)構(gòu)建節(jié)能社會(huì)具有深遠(yuǎn)意義。下表為智能插座與普通插座相比增加的成本（以批發(fā)價(jià)格計(jì)算）：表3 智能插座增加成本器件單片機(jī)ACS72繼電器LM311LM324雜項(xiàng)器件PCB板數(shù)目/個(gè)111111價(jià)格/元121總計(jì)/元 (元)，實(shí)際生產(chǎn)中還會(huì)進(jìn)一步降低。1000（每天按8小時(shí)計(jì)算） 家庭年待機(jī)耗電量：家庭年耗電量=電器1年耗電+電器2年耗電+……+電器n年耗電相比較之下節(jié)能插座的功耗=，如果每個(gè)家庭里有五個(gè)節(jié)能插座。終端功率分配器接收功率請(qǐng)求后，進(jìn)行功率余額核算，并據(jù)需要向上級(jí)功率分配器發(fā)送申請(qǐng)。解決方法是針對(duì)多負(fù)載協(xié)同工作的特性，只需在主負(fù)載零線上串入電流檢測(cè)電路檢測(cè)系統(tǒng)的工作狀態(tài)，然后在主控和被控負(fù)載的共零線上串入繼電器開(kāi)關(guān)電路，系統(tǒng)工作時(shí)根據(jù)主機(jī)的工作狀態(tài)，統(tǒng)一控制所有負(fù)載的電源，接線電路如圖所示。插座工作時(shí)，此按鍵取代電器機(jī)身上的電源開(kāi)關(guān)的功能（即保證電器機(jī)身上的開(kāi)關(guān)常開(kāi)后不需再對(duì)其進(jìn)行任何操作），開(kāi)機(jī)時(shí)首先按下按鍵，按鍵電路向單片機(jī)反饋一個(gè)開(kāi)機(jī)信號(hào)，單片機(jī)接收到開(kāi)機(jī)請(qǐng)求時(shí)向繼電器發(fā)送一個(gè)高電平信號(hào)，此信號(hào)如上所述，將使繼電器吸合，負(fù)載主回路接通，即開(kāi)始工作。此模塊由整流電路和濾波電路組成，整流電路采用全橋整流的方式由四個(gè)二極管組成，將交流電壓變換為單向脈動(dòng)電壓，濾波電路采用RC低通濾波器，充電時(shí)間常數(shù)=RC，濾波后電路輸出一個(gè)不穩(wěn)定的直流電壓。檢測(cè)電路的系統(tǒng)框圖圖：輸出高低電平傳感器檢測(cè)電路電壓放大電路整流濾波比較器市電電流采樣電視負(fù)載\圖2檢測(cè)電路框圖對(duì)于電視工作狀態(tài)的檢測(cè)，有功率檢測(cè)，電流檢測(cè)，電壓檢測(cè)等，在此我們選擇電流信號(hào)作為采樣信號(hào)，而待機(jī)狀態(tài)則約等于0A，由此可通過(guò)檢測(cè)電流信號(hào)來(lái)判斷電視機(jī)的工作狀態(tài)。同時(shí)同一子網(wǎng)中各節(jié)能插座之間借助數(shù)字通信可在任一節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)的電源開(kāi)關(guān)控制。 智能節(jié)能開(kāi)關(guān)插座是針對(duì)電視機(jī)的一款智能開(kāi)關(guān)插座，本文闡述了紅外節(jié)能開(kāi)關(guān)插座的硬件電路設(shè)計(jì)、軟件算法設(shè)計(jì)，給出了自動(dòng)開(kāi)關(guān)插座的設(shè)計(jì)和定型方案，消費(fèi)者利用它可以對(duì)家中一些需要不斷開(kāi)關(guān)的電器進(jìn)行自動(dòng)斷電控制，而不需要拔掉插頭。該節(jié)能插座可組網(wǎng)應(yīng)用于小型供電網(wǎng)絡(luò)（如家庭和學(xué)校），也可應(yīng)用于數(shù)字功率傳遞系統(tǒng)以及微電網(wǎng)的multiagent分布協(xié)調(diào)系統(tǒng)中。與市場(chǎng)上的節(jié)能插座以電流互感器構(gòu)成檢測(cè)電路不同，本設(shè)計(jì)的自動(dòng)斷電是基于霍爾傳感器ACS712芯片構(gòu)成的計(jì)量模塊，該模塊實(shí)現(xiàn)了市電強(qiáng)電回路與弱電電路的隔離，從而極大增強(qiáng)了其使用的安全性。該插座的主要作用為電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)功率傳遞控制系統(tǒng)提供了數(shù)字功率負(fù)載的控制節(jié)點(diǎn)。當(dāng)電視需要開(kāi)機(jī)時(shí)，首先按下遙控器開(kāi)機(jī)鍵，紅外接收電路接收到該信號(hào)后向單片機(jī)發(fā)送一個(gè)開(kāi)機(jī)信號(hào)，單片機(jī)喚醒后向開(kāi)關(guān)電路發(fā)送一個(gè)電平信號(hào)使繼電器接通，這時(shí)用戶(hù)只需再按一次遙控器上的電源鍵即可實(shí)現(xiàn)電視開(kāi)機(jī)。電視正常工作時(shí)，Ip=，Vout=（dc）+（ac）；電路如圖所示：圖3電流采樣電路電流采樣電路得到的電壓包含兩部分，一部分為直流無(wú)效信號(hào)，另外一部分即為檢測(cè)信號(hào)，遠(yuǎn)小于直流干擾信號(hào)，所以首先應(yīng)將直流信號(hào)濾除，由于單片機(jī)只能識(shí)別3v以上的直流電壓為高電平，所以濾除直流后的交流小信號(hào)首先需經(jīng)放大電路進(jìn)行放大，才能進(jìn)一步處理。該模塊電路如圖。對(duì)于繼電器的“常開(kāi)、常閉”觸點(diǎn)可以這樣來(lái)區(qū)分繼電器線圈未通電時(shí)處于斷開(kāi)狀態(tài)的靜觸點(diǎn)稱(chēng)為“常開(kāi)觸點(diǎn)”處于接通狀態(tài)的靜觸點(diǎn)稱(chēng)為“常閉觸點(diǎn)”。 智能節(jié)能開(kāi)關(guān)插座控制軟件的設(shè)計(jì)既充分考慮了軟件的實(shí)用性，又兼顧了代碼的可靠性，進(jìn)行了系統(tǒng)的三方測(cè)試。當(dāng)負(fù)載為其他電器時(shí)，開(kāi)機(jī)時(shí)不再按遙控器，而是只需按下按鍵開(kāi)關(guān)，即可開(kāi)機(jī)，關(guān)機(jī)的流程和電視負(fù)載完全相同，由系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別斷電，無(wú)需用戶(hù)操作。電路中直接將檢測(cè)電路和繼電器模塊串入電視的零線中，當(dāng)繼電器斷開(kāi)時(shí)，僅切斷了電視的電源，對(duì)插座上的其他電器負(fù)載無(wú)影響。數(shù)字負(fù)載與傳統(tǒng)負(fù)載的區(qū)別在于只有功率需求獲得許可下才能工作，其工作狀況是受控的。節(jié)能插座就此實(shí)現(xiàn)了底層功率分配器的物理結(jié)構(gòu)數(shù)字負(fù)載數(shù)字邏輯結(jié)構(gòu)。而使用節(jié)能插座后，每個(gè)教室僅需一個(gè)節(jié)能插座，每個(gè)插座的年耗電量?jī)H有2kwh，150個(gè)教室的耗電總量為300kwh左右。所以其間接的社會(huì)經(jīng)濟(jì)價(jià)值更大。這樣設(shè)計(jì)用戶(hù)雖然在開(kāi)機(jī)時(shí)需要按兩次遙控器電源開(kāi)關(guān)，但同時(shí)省去了操作電視機(jī)體開(kāi)關(guān)的麻煩，所以用戶(hù)可以坐在沙發(fā)上就能打開(kāi)電視，這樣其實(shí)是減輕了用戶(hù)的操作復(fù)雜度。2. 擴(kuò)展應(yīng)用1：在家庭供電網(wǎng)絡(luò)中多個(gè)插座組網(wǎng)，可借助數(shù)字化通信實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)內(nèi)的功率協(xié)調(diào)，并實(shí)現(xiàn)在一個(gè)插座上控制家庭內(nèi)所有電器的開(kāi)關(guān)。從而推動(dòng)該算法模型從理論到實(shí)踐的應(yīng)用。4. 不同的接法滿(mǎn)足不同負(fù)載的需求，市場(chǎng)上的節(jié)能插座僅能控制單負(fù)載的電源，節(jié)電效果有
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