基于单片机的红外遥控电插板的设计

1 前言
1.1本课题研究的背景
插座,是人类生活中不可或缺的,是用电的桥梁。自从HarveyHubbell1904年发明了更方便的2芯插头/座以来,随着电风扇、电视机、吸尘器、空调、电脑的出现时,它们仍然沿袭这种传统的供电方式——接到电插座上[1]。随着用电设备的增多,使用电源的功率越来越大,导致家庭电源接口的负荷加重,有可能出现电流过大,电线过热,导致引发火灾等安全隐患。
另外,由于人们生活习惯等因素,我们在使用电器之后,很少去拔掉电源插头,以至于家用电器长期处于待机状态,这大多时候是因为人们嫌麻烦。然而,这些不经意间的做法却会给电力资源造成极大的浪费。
1山楂提取物.2本课题研究的目的及意义
由人们用电的习惯和现状可以看出,本课题研究的主要目的在于实现安全和节能,并在一定程度上实现智能化,方便人们的家居生活。
首先在安全方面,现在大多数家庭使用的还是传统的电源插座,它们的功能仅仅是起到了分配多路电源的作用。这种插座功能单一,安全性差,在发生短路、电路过载、漏电的情况下不能自行切断电源,导致了因家用电器而引起的大量火灾。据公安和消防部门有关资料显示,全围平均每天发生火灾358起,其中电器火灾占30%以上,其主要原因是超负荷、短路、电弧等[2]。可见现有的插座已经不能适时代发展的需要,功能新颖的插座有着强大的市场需求[3]。因此,研制出当家用电器出现安全隐患时能及时切断电源的电插排,至关重要,意义深远。
本课题的研究,可以实现对流经电插板的电流进行实时监测,一旦电流超过额定标准,就可以随时自动切断电源,避免安全事故的发生,把损失降到最低。
其次在节能方面,由于我们生活习惯的缘故,家用电器经常处于待机状态时,看上去像是关机,实际上电器内部还有少部分线路和元件在带电工作。这种状态下的耗电量就是待机能耗。,中国节能认证中心对家庭待机能耗做过的调查显示,待机能耗占到家庭电力消耗的10%左右,仅以电视机为例,平均每台电视机的待机能耗是8.07W,按每天待机2小时大约耗电0.016[4]
利用单片机和红外遥控的组合来实现对电插板的控制,可以在一定程度上免去人们手都拔掉插头的麻烦。这样在用完电器之后,只要利用手中的遥控器,就可以实现对电插座的远程遥控,随时控制电插座的通断,有效解决了因没有拔掉插头而造成的待机能耗。
现在人们为了享受更好的家居体验,各种家用电器层出不穷,有了这样的电插板,尽管是普通的家用电器,只要连接在这种插座上,就可以实现可以在不对家居设备做太大技术变革的基础上实现智能化控制,以顺应智能电网技术发展的需要,满足人们的生活需求,更好地建设资源节约型社会审批流[5]
1.3本课题的国内外研究现状
1.3.1电插板的发展现状
电插板名称:电源转换器;别名:排插、插板、插线板、电排等。自从HarveyHubbell1904太阳能景观灯年发明了更方便的2芯插头/座、PhilipFLabre1928年发明了带保护地线的3芯插头/座以来[6],电插板一直在人们的日常生活扮演着不可或缺的重要角。
然而在过去的很长一段时间里,在智能芯片等为主的信息技术发展成熟之前,传统的插座产品设计过于简单,电插板一直以来仅仅是起到了分配多路电源的作用。虽然部分产品做了一些改进,也只是局限在手工操作通断电的范围内,给使用带来了不便。随着插座产品的市场需求量进一步扩大,现有的插座已经不能适应各方面的需要。虽然后来出现了以发条和齿轮组合形式实现的机械定时插座,但是由于定时精度低、操作不方便而没有得到广泛的应用。
随着以电子信息技术为主导的第三次工业革命的发展,人类迅速步入了电子智能化时代。大规模集成电路以及智能芯片技术的日臻成熟,使电器智能化从想象变成了现实,电气设备也可以变得“聪明”了!纵观国内外电插排的发展现状,新型电插排主要由以下几种类型:
存车牌1.漏电保护型插座。该类插座具有漏电保护、超限断电等功能,当发现超过一定幅值的电流未与零线构成回路,认为漏电并立刻切断供电,同时在输入电压过高、用电负荷异常时可自动切断电源,保护电器。
2.定时型插座。该类插座主要为用户分时用电而设计。例如在电价便宜时启动电热水器、
洗衣机等工作,从而节约电费。该类插座一般具有时钟功能,可对插座中的每一个插口进行编程,控制电源定时开断。
3.主路控制型插座。该类型插座一般有一个主路,其它为辅路。如电脑主机断电后,判断出该主路无电流,则切断整个插座的电源,这样当电脑关机后,可以将辅路上的其他设备如显示器、音箱等也进行断电,从而减少待机功耗,提高用电安全性。
4.遥控型插座。插座中的每一路都可以由无线遥控器进行远程控制,该类插座一般需要同时配一个无线遥控器,通信方式一般为红外或无线,也可声控。
5.计量型插座。这类插座的功能类似于单相多功能电表,它可以计量插座中用电设备的电压、电流、功率、电能值等。该类插座一般配有按键和LCD屏,也可将数据传送到电脑上,分析设备的用电情况[7]
1.3.2新技术在新型电插板中的应用现状
1.用单片机等芯片作为控制元件。
单片机(mlcrocontroller)是指在一个集成芯片中,集成微处理器(CPU)、定时/计数、存储器、通信部件和基本的IO接口,即在一个芯片上实现一台微型计算机的基本功能。现今世界上各大芯片制造公司都推出了自己的单片机,单片机的种类繁多,从8tzd位、16位到32位,已数不胜数[8]。单片机作为微型计算机的一个重要分支正朝着高性能和多品种方向发展,趋势将是进一步向着CMOS化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路内装化等几个方面发展[9]干式放电线圈。
利用单片机作为控制核心,外围电路主要由电流采样电路、模/数转换参考电压电路、电流通断电路和实时时钟构成[10]。电流采样电路用于检测计算机的运行状态和过流保护;数/模转换参考电压电路为电流的采样提供参考;用单片机控制继电器实现对电路的通断控制,用来实时保护用电安全;单片机内部定时器或用数字时钟芯片实现定时功能,为单片机工作提供时间标准。
2.用无线技术实现远程控制。

本文发布于:2024-09-24 06:29:05,感谢您对本站的认可!

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