一種基於單片機的節能斷電保護電路設計
發布時間:2016-07-13 責任編輯:wenwei
【導讀】電dian能neng為wei人ren類lei帶dai來lai了le經jing濟ji效xiao益yi,且qie方fang便bian環huan保bao,但dan應ying節jie約yue用yong電dian,注zhu意yi安an全quan,防fang止zhi火huo災zai發fa生sheng。節jie能neng是shi降jiang低di成cheng本ben,提ti高gao經jing濟ji效xiao益yi的de重zhong大da課ke題ti,用yong電dian注zhu意yi安an全quan,防fang止zhi火huo災zai是shi我wo們men時shi刻ke需xu要yao注zhu意yi的de問wen題ti。根gen據ju一yi些xie引yin起qi火huo災zai的de社she會hui現xian象xiang,設she計ji了le一yi種zhong基ji於yu單dan片pian機ji的de節jie能neng斷duan電dian保bao護hu電dian路lu。
1 硬件結構設計
硬件電路如圖1所示。S1為手動電源開關;S2按下閉合,放手斷開;按下S2,單片機啟動運行,經過2 s左右,KM閉合,交流220 V可為電器設備持續供電,供電5 min後,單片機根據傳感器檢測到的信息控製電源的供電;當某一路傳感器檢測到信息使P1.1為高電平時,P1.0輸出5 V高電平至U4的3腳,而U4的2腳隻有1.5 V,這樣U4的1腳輸出高電平使VT1導通,VT2導通,使12 V的直流電源可以為繼電器JZC-36F的線圈供電,KM閉合,使交流220 V可為電器設備正常供電。當傳感器檢測到信息使P1.1為低電平時,延時1 min後,再次檢測P1.1,若連續5 min P1.1為低電平,使P1.0輸出低電平至U4的3腳,使U4的1腳輸出低電平至VT1的基極,VT1截止,VT2截止,繼電器JZC-36F線圈斷電,KM斷開,切斷交流220 V供電。

VD3,VD4為實現線或而接的隔離二極管,VD2為保護二極管,VD1是為了抬高VT1的發射極電位,VT2必須采用功率較大的三極管,如JE9051矽中功率晶體管。為了使繼電器可靠地動作,電路中設計了+5 V和+12 V兩種電源,元器件的型號或參數見表1。

2 傳感器信號處理電路
傳感器信號處理電路如圖2所示。人體紅外傳感器用於檢測人體發出的特定波長的紅外線,進行非接觸式距離較遠的檢測,其工作電壓為3~15 V;當人體進入傳感器感測區域時,傳感器接收到頻率為0.1~8 Hz的人體紅外信號,2腳即輸出微弱的交流信號。

傳感器2腳的輸出信號經兩級放大後,從U6的1腳輸出,信號幅度為0.5~5 V,直流分量為3 V。U7,D5,D6,R14,R15,R16,R17,組成雙門電壓比較器,若U6的1腳無信號輸出,則U7的2腳為3.3 V,U7的3腳為2.7 V,U7的1腳輸出低電平;當U6的1腳輸出大於4 V或小於2 V時,U7的1腳輸出高電平至CPU。
3 軟件設計
程序流程圖如圖3所示。需要開啟電器設備時,按下S2兩秒左右,啟動單片機,使P1.0為高電平,KM閉合為電器設備持續供電;使P1.1為高電平,設P1.1為輸入狀態。5 min後開始檢測P1.1,若P1.1為高電平,使P1.0為高電平,R0賦值05H,返回再次檢測P1.1;若P1.1為低電平,延時1 min,若R0減1不為0,返回再次檢測P1.1,若R0減1為0,使P1.0變為低電平,切斷電器設備的供電。

參考源程序如下:

4 應用實例
下麵舉例說明本設計方案的應用。在家庭中,根據客廳結構,找一個合適的位置,把圖1所示實際電路安裝在一封閉盒中,要既方便操作,又美觀。圖1中S1可用用戶電源總開關代替,裝4~6個人體紅外傳感器,從不同方位檢測客廳中有無人在,客廳中除照明以外的所有用電設備的電源都從圖1中交流220 V輸出端輸出。這樣,客廳中的用電設備啟動後,若連續5 min客廳中無人,則客廳區的電源自動切斷,既節約了電能,又延長了電器設備的使用時間,可有效地防止電火災的發生。
5 結 語
本(ben)文(wen)的(de)創(chuang)新(xin)點(dian)是(shi)設(she)計(ji)了(le)一(yi)種(zhong)成(cheng)本(ben)低(di),既(ji)可(ke)有(you)效(xiao)節(jie)約(yue)電(dian)能(neng),延(yan)長(chang)電(dian)器(qi)設(she)備(bei)的(de)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming),又(you)可(ke)防(fang)止(zhi)電(dian)火(huo)災(zai)的(de)節(jie)能(neng)與(yu)斷(duan)電(dian)保(bao)護(hu)電(dian)路(lu)。它(ta)既(ji)可(ke)家(jia)用(yong),又(you)可(ke)用(yong)於(yu)辦(ban)公(gong)場(chang)地(di)、學(xue)生(sheng)宿(xiu)舍(she)等(deng),安(an)裝(zhuang)調(tiao)試(shi)方(fang)便(bian)。通(tong)過(guo)大(da)量(liang)的(de)實(shi)踐(jian)使(shi)用(yong)證(zheng)明(ming),隻(zhi)要(yao)傳(chuan)感(gan)器(qi)安(an)裝(zhuang)的(de)位(wei)置(zhi)合(he)適(shi),該(gai)設(she)計(ji)能(neng)可(ke)靠(kao)地(di)工(gong)作(zuo),達(da)到(dao)節(jie)能(neng)與(yu)斷(duan)電(dian)保(bao)護(hu)的(de)目(mu)的(de),但(dan)不(bu)同(tong)的(de)控(kong)製(zhi)目(mu)的(de)使(shi)用(yong)的(de)傳(chuan)感(gan)器(qi)有(you)所(suo)不(bu)同(tong),傳(chuan)感(gan)器(qi)輸(shu)出(chu)的(de)信(xin)號(hao)較(jiao)弱(ruo),必(bi)須(xu)經(jing)過(guo)兩(liang)級(ji)放(fang)大(da)和(he)雙(shuang)門(men)電(dian)壓(ya)比(bi)較(jiao)器(qi),送(song)到(dao)P1.1的應該是較強的脈衝信號。
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