霍爾檢測(cè)型智能節(jié)能插座設(shè)計(jì)說明書_畢業(yè)設(shè)計(jì)(參考版)
2025-03-07 21:06本頁面
【正文】 從而推動(dòng)該算法模型從理論到實(shí)踐的應(yīng)用。由于網(wǎng)絡(luò)較大，必須對(duì)現(xiàn)有的電力傳輸系統(tǒng)（尤其是電纜）進(jìn)行改造，需增加數(shù)字信息傳輸通道，但這符合電力系統(tǒng)數(shù)字化的趨勢(shì)，未來應(yīng)用前景廣闊。需增加額外成本。 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)所有電器的開關(guān)。 4. 不同的接法滿足不同負(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)電效果有時(shí)因此不受重視，本文中給出的主控型多負(fù)載接法適用于工廠，學(xué)校，辦公場(chǎng)所等用電比較集中的場(chǎng)合，規(guī)模效 應(yīng)下的節(jié)電效果得到顯著提升，有利于節(jié)能插座的推廣使用。當(dāng)用戶需要打開此 類負(fù)載時(shí)，需要按下插座上的按鍵開關(guān)，而不再需要遙控器的紅外信號(hào)按鍵電路向單片機(jī)反饋一個(gè)開機(jī)信號(hào)，單片機(jī)接收到開機(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。功能的實(shí)現(xiàn)利用與電視機(jī)等電器的，外遙控器兼容的特性，不需額外的硬件即能與電器協(xié)調(diào)。這樣設(shè)計(jì)用戶雖然在開機(jī)時(shí)需要按兩次遙控器電源開關(guān)，但同時(shí)省去了操作電視機(jī)體開關(guān)的麻煩，所以用戶可以坐在沙發(fā)上就能打開電視，這樣其實(shí)是減輕了用戶的操作復(fù)雜度。本設(shè)計(jì)的創(chuàng)新點(diǎn)即是針對(duì)上述安全隱患，采用霍爾傳感器ACS712，給出另一種隔離型的檢測(cè)電路，既滿足對(duì)電器工作和待機(jī)電流的檢測(cè)，又實(shí)現(xiàn)強(qiáng)電電路與插座控制電路的隔離，從而改善其使用安全性能。 4創(chuàng)新點(diǎn) 14 1. 主要在于對(duì)電器工作狀態(tài)的檢測(cè)識(shí)別，經(jīng)過綜合考量我們決定從電流的角度檢測(cè)電路，根據(jù)電流的大小判斷電路處于過 載和待機(jī)狀態(tài)。對(duì)于供電部門而言，數(shù)字化功率傳遞體系將提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性和可觀測(cè)性；對(duì)于用戶而言，該體系促進(jìn)了電器智能化，可實(shí)現(xiàn)電器網(wǎng)絡(luò)化，優(yōu)化了電器性能；。所以其間接的社會(huì)經(jīng)濟(jì)價(jià)值更大。 多路節(jié)能插座通過數(shù)字通信實(shí)現(xiàn)功率傳遞的協(xié)調(diào)，可減少家庭電網(wǎng)功率輸出的波動(dòng)，電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行可減少輸電損耗。增加的成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于插座節(jié)電所帶來的經(jīng)濟(jì)效益，當(dāng)然更重要的是其節(jié)能所帶來的環(huán)境效益和社會(huì)效益。 根據(jù)上面分析，家庭學(xué)校在節(jié)約用電中還有很大提升空間，引進(jìn)智能插座勢(shì)在必行，不過從經(jīng)濟(jì)效益上來說，市面上的普通插座只要 20 元左右就可以買到，智能插座因?yàn)橐肓撕芏嚯娐纺K，成本肯定高于普通插座。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。而將節(jié)能插座應(yīng)用于教學(xué)樓供電系統(tǒng)時(shí)，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。所以使用節(jié)能插座后每個(gè)家庭每年的待機(jī)功耗節(jié)約量可達(dá) 400kwh以上。在一個(gè)小型家庭中，在待機(jī)狀態(tài)下各電器能耗如下： 表 1 家電待機(jī)能耗 電器 關(guān)機(jī)功耗 待機(jī)功耗 電視 空調(diào) w 10w 洗衣機(jī) 5w 微波爐 0w 油煙機(jī) 12 電飯煲 0w 機(jī)頂盒 熱水器 飲水機(jī) 臺(tái)式電腦 筆記本電腦 總功率 總能耗 /天 總能耗 /年 220kwh 注： 單個(gè)電器一年待機(jī)耗電量：年耗電量 =待機(jī)功耗 每日待機(jī)時(shí)間 365247。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)。當(dāng)數(shù)字化負(fù)載終止工作時(shí)，數(shù)字單元發(fā)送功率值為零的報(bào)文。如在功率允許范圍內(nèi)，則回復(fù)功率批準(zhǔn)報(bào)文，數(shù)字單元獲得此報(bào)文后，啟動(dòng)功率單元。當(dāng)負(fù)載上電時(shí)，首先是數(shù)字單元上電，數(shù)字單元上電啟動(dòng)后，向數(shù)字鏈路發(fā)送功率請(qǐng)求報(bào)文，報(bào)文中包含負(fù)載功率值。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。 + 檢測(cè) 電路 + 繼電 開關(guān) 零線 地線 火線 受控 受控 受控 受控 受控 電腦 常通 常通 11 數(shù)字功率分配器：在數(shù)字功率傳遞網(wǎng)中為傳輸節(jié)點(diǎn)，一方面從數(shù)字功率源中獲得功率定額，另一方面處理數(shù)字負(fù)載的功率需求，其傳輸?shù)墓β释ǔＳ勺陨淼墓β誓芰Υ_定； 與目前的配電箱類似。 圖 11 電腦多媒體應(yīng)用接線法 應(yīng)用于數(shù)字化功率傳遞系統(tǒng) ： 建立傳遞體系各部分的層次標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)字化功率傳遞體系包括數(shù)字功率源 ,功率分配器（功率分配器分為多級(jí)）和數(shù)字負(fù)載。由于系統(tǒng)使用時(shí)需要多個(gè)負(fù)載同時(shí)工作，所以開關(guān)電路在系統(tǒng)處于待機(jī)狀態(tài)時(shí)需要同時(shí)切斷所有負(fù)載的電源，才能使系統(tǒng)的節(jié)電性能最大限度，但如果在每個(gè)負(fù)載上都串入控制電路，會(huì)提高插座的成本和工作能耗。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)載無影響。 該插座根據(jù)用戶的實(shí)際需求，在改裝普通插座時(shí)對(duì)應(yīng)于不同的接線方式，主要分為單路負(fù)載和主控型多路負(fù)載兩種。 圖 9 工作流程圖 否 否 開始 單片機(jī) 低功耗 等待紅外信號(hào) 中斷喚醒 是 繼電器接通 紅外 信號(hào) 開 機(jī) 結(jié) 束 是 否 開始 單片機(jī)低功耗模式 采樣待機(jī) 波 形 低電平 是 中斷喚醒 延時(shí)等待 繼電器關(guān)斷 結(jié)束 開機(jī)系統(tǒng)流程圖 關(guān)機(jī)系統(tǒng)流程圖 9 值得注意的是，電視機(jī)和紅外節(jié)能開關(guān)插座的遙控器實(shí)現(xiàn)了相互兼容，用戶可以用電視遙控器先將開關(guān)插座打開，再用遙控器打開電視機(jī)。關(guān)機(jī)時(shí)，當(dāng)電視機(jī)進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)后，電流檢測(cè)電路檢測(cè)到待機(jī)狀態(tài)，將信號(hào)反饋給單片機(jī)
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