蔣文琦
很多家用電器都具有待機功能,雖然給人們帶來方便,但待機狀態(tài)下消耗的能量也造成了極大的浪費。另外,電器長期待機也會縮短電器的使用壽命,使設備過早報廢以及存在安全隱患等。
因此我提出一種基于單片機控制系統(tǒng)的低成本新型節(jié)能插座,用戶利用它可對家中的電器進行自動斷電控制,減少浪費。
新型節(jié)能插座以單片機為控制核心,通過I/O口連接顯示報警模塊、外部獨立按鍵、信號采集模塊和功率控制模塊。
1.信號采集模塊
信號采集模塊包括電壓電流采樣、溫度采樣等。采用專門的電能計量芯片對電壓電流信號進行采樣,采樣后的數(shù)據(jù)量通過總線發(fā)送給MCU進行處理。
2.鍵盤電路
通過單鍵盤的輸入方式,用于設定插座的運行模式以及定時開關的時間等。當用戶不需要自動待機斷電功能時,可通過按鍵選擇運行模式。在程序控制中,通過MCU的外部中斷來檢測是否有按鍵按下,同時在程序中采用延時環(huán)節(jié)來解決按鍵的抖動問題。
3.功率控制模塊
繼電器的容量要高于負載的最大功率,主控芯片MCU監(jiān)測數(shù)據(jù)超過極限值,則控制繼電器斷開。當家用電器處于待機模式時,電器輸出功率一般小于設定計量值,此時MCU發(fā)出斷開信號,連接在插座上的電器即可停止工作,從而減小電器待機能耗。
4.顯示報警模塊
顯示報警模塊主要方便用戶隨時查看當前各項用電計量參數(shù),如功率、電壓和溫度等,同時顯示電器的狀態(tài)和故障信息。當電器用電超過計量極限值時,由單片機向報警模塊發(fā)出報警命令,進行聲光報警,與此同時斷開部分電器,避免發(fā)生安全事故。
5.軟件程序設計
主程序主要完成對I/O口、定時器的初始化以及從EEPROM中讀取系統(tǒng)參數(shù),并自動進入智能模式。主程序檢測到功率值或溫度值超過預設極限值時,發(fā)出報警信號,控制聲光報警,同時斷開部分與插座連接的電器,排除安全隱患。
程序檢測到電器處于待機狀態(tài)時,斷開與插座相連的待機電器。同時,主程序實時監(jiān)測按鍵信號,方便用戶對系統(tǒng)參數(shù)進行設定,以及對插座在智能模式和普通模式間切換。
新型節(jié)能插座能靈敏地檢測出家用電器負載情況,有效控制電器的工作狀態(tài),不僅能使電器的待機功率為零,而且可以保證用電安全,具有很好的社會效益和廣泛的應用價值。