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基于单片机的红外智能遥控插座

2016-03-09郑云彬梁言李艺辰马思萌张帅

企业文化·中旬刊 2015年12期
关键词:单片机

郑云彬 梁言 李艺辰 马思萌 张帅

摘 要:改善现有智能遥控插座的技术缺陷,完善了现有智能遥控插座的技术缺陷,不但能物理性断开或接通插座电源的连接,而且能物理性断开或接通市电与插座自身系统电路的连接,实现市电与插座接口完全分离,确保插座和电器的安全与节能。

关键词:红外遥控;智能插座;单片机

目前电器设备已高度普及,这些电器在待机状态下仍会有一定的能量损耗,如电视机、计算机、音响、油烟机、洗衣机、热水器、空调等。当前全球节能环保意识日渐深入人心,更有悖于国家提倡的建设节能环保型社会,因此减少或消除电器设备在待机状态下消耗的能量,应对节能环保提出更高的要求[1]。

大多数智能插座可以完全切断插在插座中的电器电源,但维持智能插座自身功能的电源并没有关闭,也就是说智能插座本身的电路是一直与市电相连的;因此这类智能插座仍存在待机功耗,没有做到插座与市电完全断开连接,且插座电路与市电长时间连接会存在安全隐患。

一、红外智能遥控插座系统硬件设计

(一) 系统硬件设计

本红外智能遥控插座由以下部分组成:智能插座控制器、ROM存储器、红外接收电路、学习按键电路、指示灯、供电模式选择器、市电供电模块、火线开路继电器、内部供电继电器/紧急开关、锂电池供电模块、锂电池充电电路。各部分之间的连接关系如图1所示。

(二) MSP430控制器

本方案选用的MSP430G2553型单片机。16位RISC CPU可使用一小部分代码来实现全新应用,系统内可编程闪存允许灵活代码变化、字段升级和数据记录[2]。

(三) 红外接收电路

红外接收电路内部电路包括红外监测二极管,放大器,限副器,带通滤波器,积分电路,比较器等[3]。红外监测二极管监测到红外信号,然后把信号送到放大器和限幅器,限幅器把脉冲幅度控制在一定的水平,而不论红外发射器和接收器的距离远近。

(四) ROM存储器

ROM存储器使用AT24C16这款E2PROM,ROM存储器具有低压和标准电压工作(Vcc=1.8V—5.5V),2048x8(16k)存储空间,2线串行总线,斯密特触发,噪声抑制滤波输入[4]。

(五)锂电池充电电路

TP4056 是一款完整的单节锂离子电池采用恒定电流/恒定电压线性充电器[5]。其底部带有散热片的SOP8/MSOP8封装与较少的外部元件数目使得TP4056成为便携式应用的理想选择。

二、红外智能遥控插座系统软件设计

本智能遥控插座内置可充电锂电池,当插座处于关闭状态时,整个系统电路进入超低功耗模式,火线开路继电器和内部供电继电器/紧急开关均处于断开状态,插座和系统电路均与市电完全物理性断开,指示灯熄灭,此时系统电路由锂电池供电模块供电,锂电池充电电路无电流损耗。智能插座控制器将实时检测红外接收电路和紧急开关,当收到接通命令时,即刻切换插座为接通状态。

三、结论

本红外智能遥控插座实现了市电与电器插座的物理性断开和接通,并实现了市电与插座内部系统电路的物理性断开和接通;不但可确保智能遥控插座自身的使用安全,还可确保电器的使用安全,有效降低能源浪费。

参考文献:

[1] 陈路路,姚晴洲.红外遥控电视机节能插头的研制与推广[J].《广西轻工业》,2011(9):68-69.

[2] Texas Instruments Incorporated.MSP430G2超低功耗MCU[DB/OL].http://focus.ti.com.cn/cn/paramsearch/docs/parametricsearch.tsp?familyId=1937§ionId=95&tabId=2662&family=mcu,[2012-5-31].

[3] 李德路,朱明玉,张刚.一种红外遥控的温湿度检测系统设计[J].《电子世界》,2014(5):152-153.

[4] 周兵,马英庆,王文华.智能温湿度调节仪[J].《仪表技术与传感器》,2002(11):53-54.

[5] 田野,张红雨.一款新型太阳能无线超高频阅读器的设计[J].《电子技术应用》,2013(39):25-28.

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