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智能插座的软硬件方案

2017-07-24 12:05分类:电工考证知识 阅读:

 

  这篇文章方案的智能节能插座,具有智能节能和守时开关功用,也可作为通常插座运用。通过查验,体系闪现出了超卓的操控效果,不只使核算机外设的待机功率降为零,一同也起到了维护外设的效果,在节能减排方面具有必定的胡歌效益和广泛的推行价值。

  1.智能插座的硬件构造

  核算机敏能节能插座的硬件构造图如图1所示。该操控器以AVR mega 48为操控基地,外围电路首要由电流采样电路、模/数改换参看电压电路、状况闪现电路、键盘输入电路和实不时钟构成。电流采样电路用于查看核算机的作业状况和过流维护;数/模改换参看电压电路为电流的采样供应参看;状况闪现电路标明插座其时的作业状况;键盘输入结束通常插座与智能插座的切换、设置待机临界电流值、设置分段开关的时刻点。核算机主机作业状况通过主机接口的电流互感器查看,过流维护通过另一互感器查看,当电流大于额外电流必守时刻时堵截受控插座的电源,对外设起到维护效果。由于互感器的感应电流较小,在数/模改换进程用对参看电压的恳求较高,该方案选用带隙恒压源TL431作为A/D改换的参看电压。纷歧样的核算机主机的待机电流或许纷歧样,因此通过外部键盘能够采样待机电流为临界值,一同能够设置插座作为通常插座运用;RTC时钟由PCF8563构成。

依据AVR的智能节能插座方案

  2.AVR单片机

  AVR微处理器是Atmel公司的8位嵌入式RISC处理器,具有高功用、高保密性、低功耗等利益,程序存储器和数据存储器可独立拜访的哈佛构造,代码施行功率高。该体系选用的mega 48v处理器包富含4 KB片内可编程FLASH程序存储器;512 B的E2PROM和512B RAM;一同片内还集成了看门狗;8路十位ADC;3路可编程PWM输出;具有在线体系编程功用,片内本钱丰厚,集成度高,运用便当。运用AVR mega48V能够很便本地结束外部输入参数的设置、电流查看、作业状况的指示等。

  3.电流采样电路

  该方案选用电流型电流互感器采样沟通电流,一路采样主机接口电流结束开关操控,另一路采样受控接口电流结束过流维护(见图2)。电流互感器的输出信号通过I-V改换后用mega 48采样,依据互感器的变比系数能够核算出电流的有用值。I-V改换的输出电压通过比照器后,若抵达过流极限(设定为十 A)则触发外部接连,通过接连程序处理区别是不是抵达过流值并施行过流维护动作。

依据AVR的智能节能插座方案

  4.电源电路

  单片机的作业电压和继电器的线圈侧电压为5 V直流电压,思考本钱和空间要素,选用阻容降压的办法发作。如图3所示。

依据AVR的智能节能插座方案

  图3中:C3为CBB降压电容;_R13在电源断开后为C3供应放电回路;R4为限流电阻;通过全波整流后D11将电压箝位在5.1V。C3在电路中的容抗XC为:XC=(1/2)πfc,电流,为了满意继电器吸合时的电流恳求,取C3的值为1μF,最大电流能够抵达十0 mA以上。由于为非隔绝电源,运用进程中零电位不能与大地相连。

  5.继电器驱动电路

  受控插座的通断是由继电器操控的。该方案选用的线圈侧电压为5V的继电器,用S8050驱动继电器。mega 48具有较强的I/O驱动才干,R17起到限流效果;下拉电阻R18能够防止继电器误动作;D12为继电器断开时供应放电回路。如图4所示。

依据AVR的智能节能插座方案

  6.键盘电路

  选用单按键的输入办法,用于设定通常插座和智能插座的功用改换和需求守时开关时的时刻设定。在程序作业进程中,通过守时刻断查看是不是有按键按下。当功用键按下不逾越十s时进入守时开关办法,并通过加减按键设定守时开关的时刻;当功用键按下逾越十 s时切换为通常插座运用,若在需求切换为智能插座,则施行一样的操作。设定的参数和办法保留在mega 48的E2PROM中。

  7.状况闪现和告警电路

  该方案选用LCDl602液晶闪现体系的状况信息,包含是不是选用智能操控,主机作业状况、受控口状况。LCDl602选用7线驱动法,接1 kΩ电阻到地,用于调度液晶闪现比照度。闪现数据和指令通过LCDl602的DB4~DB7写入。一同具有有声光告警功用,当呈现过流或则守时堵截时刻届时,相应的发光二极管闪耀以及蜂鸣器告警,并施行相应的动作。

  8.实不时钟电路

  实不时钟电路为守时开关供应准确的时刻。用CR2025镍氢扣子电池作为PCF8563的后备电池(见图5)。

依据AVR的智能节能插座方案

  9.智能插座的软件方案

  主程序首要结束对I/O,守时器的初始化、读出存储在E2PROM中的体系参数,一同依据办法设定进入相应的处理程序。该插座可作业于3种办法:智能守时办法、智能节能办法和通常办法。办法的切换通过办法按键来挑选。参数的丈量首要由接连效劳程序守时结束。图6为主程序流程图。

依据AVR的智能节能插座方案

  由于纷歧样的核算机待机电流巨细纷歧样,因此在运用前需采样主机的待机电流。首要将主机进入待机办法,通过办法按键进入接连后采样此刻的电流,并存入E2PROM中。

  十.智能插座的查验

  将方案的插座按图7的办法联接查验,选用P4双核核算机和17寸闪现器进行查验,闪现器待机功耗为5W,待机电流约25mA。进入待机状况后,按插座上的采样按钮,将此核算机的待机电流采样存进E2PROM,查验效果标明,当核算机进入待机状况后,插座能够有用的堵截闪现器的电源。

依据AVR的智能节能插座方案

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