專利名稱：基于紅外線遠(yuǎn)程遙控的節(jié)能插座的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于涉及光電技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于紅外線遠(yuǎn)程遙控的節(jié)能插座。背景技術(shù)：
插座，又稱電源插座，開(kāi)關(guān)插座，是指有一個(gè)或一個(gè)以上電路接線可插入的座，通過(guò)它可插入各種接線，便于與其他電路接通。電源插座是為家用電器提供電源接口的電氣設(shè)備，也是住宅電氣設(shè)計(jì)中使用較多的電氣附件，它與人們生活有著十密切的關(guān)系。居民搬進(jìn)新居后，普遍反映電源插座數(shù)量太少，使用極不方便，造成住戶私拉亂接電源線和加裝插座接線板，常常引起人身電擊和電氣火災(zāi)事故，給人身財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)重大隱患。家用電器的廣泛使用，提高了人們的生活水平，也導(dǎo)致了因家用電器而引起的大量火災(zāi)。據(jù)公安和消防部門有關(guān)資料顯示，全國(guó)平均每天發(fā)生火災(zāi)358起，其中電器火災(zāi)占30%以上，其主要原因是超負(fù)荷、短路、電弧等。事故的發(fā)生與家用電器的插座密切相關(guān)。因此，研制出當(dāng)家用電器出現(xiàn)安全隱患時(shí)能及時(shí)切斷電源的智能插座，至關(guān)重要。所以研究方便、安全性高、節(jié)能 性好的插座已經(jīng)迫在眉睫。如澳大利亞研發(fā)的AOB型號(hào)的插座，它的特點(diǎn)是高導(dǎo)電磷青銅接觸件，耐高溫，高阻燃工程塑料，帶指示燈。德國(guó)西門子公司研究的開(kāi)關(guān)插座，具有以下特點(diǎn)大翹板開(kāi)關(guān)手感強(qiáng)。插座的多種標(biāo)準(zhǔn)選擇中國(guó)的扁三眠，美式、英式等適合不同場(chǎng)合需要；流線型的宇航設(shè)計(jì)，源自德國(guó)的設(shè)計(jì)理念，超薄、美觀、大方、高雅；采用科學(xué)的兩個(gè)一結(jié)構(gòu)，瞬時(shí)卡接方式連接，簡(jiǎn)捷實(shí)用；優(yōu)質(zhì)防彈膠(PC)耐沖擊，抗高溫、易清潔、不變色；后材料用優(yōu)質(zhì)阻燃材料，阻燃性強(qiáng)，絕緣性能好。中國(guó)美的研究的開(kāi)關(guān)插座，具有以下特點(diǎn)電氣強(qiáng)度高、阻燃、耐高溫低溫，可適用于溫差大的地區(qū)，抗沖擊性能好，表面顏色均勻，不變色，抗紫外線；結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，耐腐蝕、阻燃性好、耐高溫，絕緣性良好，機(jī)械強(qiáng)度高；導(dǎo)電性能好，彈力持久，抗疲勞，耐磨。還有美國(guó)、日本和法國(guó)等國(guó)家也在研究各種插座。但是他們研究的插座幾乎和傳統(tǒng)的一樣，僅僅是外形變得更加美觀了，材料變得更加耐高溫了等。這些插座不能進(jìn)行遠(yuǎn)程控制、定時(shí)控制。基于插座背景技術(shù)中存在的不足，本文提出一種基于紅外線遠(yuǎn)程控制的節(jié)能插座。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種基于紅外線遠(yuǎn)程遙控的節(jié)能插座，它可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控、設(shè)計(jì)方便、安全性強(qiáng)。本發(fā)明提供的基于紅外線遠(yuǎn)程控制的節(jié)能插座，由電源模塊電路、檢測(cè)模塊電路、聲音模塊電路、定時(shí)模塊電路、控制模塊電路、紅外模塊電路和單片機(jī)C8051F340組成。電源模塊電路輸入端接火線220V，輸出端接單片機(jī)C8051F340，其作用是把220V交流電變成3. 4V直流電，供單片機(jī)C8051F340使用；檢測(cè)模塊電路兩端分別接火線220V和零線，另外一端接單片機(jī)C8051F340，其作用是檢測(cè)插座上電器的電壓或者電流是否超過(guò)設(shè)定閾值，以便單片機(jī)C8051F340給出相應(yīng)指令，起到保護(hù)電器的作用；聲音模塊電路輸入端接單片機(jī)C8051F340，其作用是發(fā)出聲音報(bào)警；定時(shí)模塊電路輸入端接單片機(jī)C8051F340，其作用是起定時(shí)作用；控制模塊電路兩端分別接火線220V和零線，另外一端接單片機(jī)C8051F340，其作用是控制插座上電的通斷，保護(hù)插座上的電器；紅外模塊電路輸出端接單片機(jī)C8051F340，其作用是接受遙控器發(fā)出的紅外線，以便單片機(jī)C8051F340給出相應(yīng)指令，達(dá)到方便控制的目的。所述的電源模塊電路采用電容和二極管組成；其中第一電容(Cl)輸入端接火線220V，輸出端接由四個(gè)二極管環(huán)繞組成的全波整流電路(Dl)的第四引腳(4)，全波整流器 (Dl)的第二引腳(2)接第二電容(C2)輸入端，全波整流器(Dl)的第一引腳和第三引腳懸空，第二電容(C2)輸出端接單片機(jī)C8051F340的VDD引腳。所述的檢測(cè)模塊電路包括過(guò)流檢測(cè)電路和過(guò)壓檢測(cè)電路；過(guò)流檢測(cè)電路中電流互感器(Tl)初級(jí)線圈兩端分別接火線220V和零線，次級(jí)線圈并接第一電阻(R8)后，一端接地，另一端接單片機(jī)C8051F340的PO. I引腳；過(guò)壓檢測(cè)電路中火線220V接第二電阻(Rl)輸入端，第二電阻(Rl)輸出端分為兩路，一路接第三電阻(R2)輸入端，第三電阻(R2)輸出端接零線，另一路接第一二極管(D4)正極端；第一二極管(D4)負(fù)極端也分為兩路，一路接第四電阻(R3)輸入端，第四電阻(R3)輸出端接零線，另一路接第五電阻(R4)輸入端；第五電阻(R4)輸出端同樣分為兩路，一路接第三電容(C3 )輸入端，第三電容(C3 )輸出端接零線，另一路接單片機(jī)C8051F340的PO. 3引腳。所述的聲音模塊電路由第六電阻(R5)和蜂鳴器(U3)構(gòu)成，蜂鳴器(U3)—端接地，另一端接第六電阻(R5)輸入端，第六電阻(R5)輸出端接單片機(jī)C8051F340的PO. 4引腳。所述的定時(shí)模塊電路中定時(shí)器DS1302的第一引腳(I)和第八引腳(8)連接5V電源，第二引腳(2)和第三引腳(3弓丨)分別接晶振(Yl)兩端，第四引腳(4)接地，第五至第七引腳(5、6、7)依次接單片機(jī)C8051F340的PO. 6、P2. O、P2. I引腳。所述的控制模塊電路中繼電器Kl總共5個(gè)引腳，第一引腳(I)接火線220V，第二引腳(2)接地，第三引腳(3)懸空，第四引腳(4)分兩路，一路接5V電源，另一路接第二二極管(D2)負(fù)極端，第五引腳(5)分兩路，一路接第二二極管(D2)正極端，另一路接第一三極管(Ql)集電極，第一三極管(Ql)基極接單片機(jī)C8051F340的PO. O引腳，第一三極管(Ql)發(fā)射極接地。所述的紅外模塊電路中光電二極管(U4)共有5個(gè)引腳，第二引腳(2)和第四引腳
(4)接地，第五引腳(5)接5V電源，第一引腳(I)接單片機(jī)C8051F340的VDD引腳，第三引腳(3)接單片機(jī)C8051F340的P3. O引腳。 本發(fā)明所述的電源模塊電路、聲音模塊電路和控制模塊電路內(nèi)部組成和傳統(tǒng)的大致相同，但是在元器件參數(shù)選擇上與傳統(tǒng)的不同，且單片機(jī)C8051F340不同于傳統(tǒng)的51系列，定時(shí)模塊采用DS1302，不同于傳統(tǒng)的直接采用51芯片自帶的定時(shí)器，檢測(cè)模塊兼有過(guò)流和過(guò)壓雙重檢測(cè)，不同于傳統(tǒng)的只是一種檢測(cè)，同時(shí)又增加了紅外模塊，使得該插座使用方便、安全性高、節(jié)能性強(qiáng)。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果本發(fā)明在與傳統(tǒng)插座電源模塊、聲音模塊和控制模塊內(nèi)部組成大致相同的基礎(chǔ)上，在元器件參數(shù)選擇上有所不同；在單片機(jī)系列上選擇了引腳數(shù)更多的芯片C8051F340 ；在定時(shí)模塊上，選擇了 DS1302定時(shí)，取代了傳統(tǒng)的通過(guò)51芯片內(nèi)部定時(shí)器定時(shí)；檢測(cè)模塊兼有過(guò)流和過(guò)壓雙重檢測(cè)，不同于傳統(tǒng)的只是一種檢測(cè)；同時(shí)又增加了紅外模塊，使得節(jié)能插座設(shè)計(jì)方便，安全性高，節(jié)能性強(qiáng)。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有效效果I、本發(fā)明采用單片機(jī)C8051F340取代傳統(tǒng)的51系列，由于C8051F340引腳數(shù)更多，使得該插座能實(shí)現(xiàn)更完善的功能；C8051F340工作電壓范圍大，使得在選擇元器件參數(shù)上選擇性更多。2、本發(fā)明采用定時(shí)器DS1302定時(shí)，而不是傳統(tǒng)的通過(guò)51芯片自帶的定時(shí)器定時(shí)，這樣避免了由于單片機(jī)自身過(guò)多的處理任務(wù)導(dǎo)致的死機(jī)現(xiàn)象。 3、本發(fā)明采用兼有過(guò)流和過(guò)壓雙重檢測(cè)的檢測(cè)電路，比傳統(tǒng)的檢測(cè)電路有更高的
安全保障。4、本發(fā)明采用紅外線對(duì)插座進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，比傳統(tǒng)的更方便用戶使用，不僅可以通過(guò)定時(shí)器來(lái)控制插座的通斷，也可以通過(guò)紅外線來(lái)控制，更加節(jié)能。

圖I :插座內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖；圖2 電源模塊電路；圖3 :單片機(jī)C8051F340引腳圖；圖4 :過(guò)流檢測(cè)模塊電路；圖5 :過(guò)壓檢測(cè)模塊電路；圖6 :聲音模塊電路；圖7 :定時(shí)器DS1302引腳圖；圖8:晶振電路；圖9 :控制模塊電路；圖10 :紅外模塊電路；圖11 :節(jié)能插座程序流圖。
具體實(shí)施方式實(shí)施例I如圖I所示，本發(fā)明提供的基于紅外線遠(yuǎn)程遙控的節(jié)能插座，具有使用方便、安全性高、節(jié)能性強(qiáng)等特點(diǎn)，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)包括有電源模塊電路、檢測(cè)模塊電路、聲音模塊電路、定時(shí)模塊電路、控制模塊電路、紅外模塊電路和單片機(jī)C8051F340。其中，電源模塊電路輸入端接火線220V，輸出端接單片機(jī)C8051F340，其作用是把220V交流電變成3. 4V直流電，供單片機(jī)C8051F340使用。檢測(cè)模塊電路兩端分別接火線220V和零線，另外一端接單片機(jī)C8051F340，其作用是檢測(cè)插座上電器的電壓或者電流是否超過(guò)設(shè)定閾值，以便單片機(jī)C8051F340給出相應(yīng)指令，起到保護(hù)電器的作用。聲音模塊輸入端接單片機(jī)C8051F340，其作用是發(fā)出聲音報(bào)警。定時(shí)模塊電路輸入端接單片機(jī)C8051F340，其作用是起定時(shí)作用?？刂颇K電路兩端分別接火線220V和零線，另外一端接單片機(jī)C8051F340，其作用是控制插座上電的通斷，保護(hù)插座上的電器。紅外模塊電路輸出端接單片機(jī)C8051F340，其作用是接受遙控器發(fā)出的紅外線，以便單片機(jī)C8051F340給出相應(yīng)指令，達(dá)到方便控制的目的?，F(xiàn)將各模塊元件組成及連線詳述如下電源模塊電路如圖2所示，電源模塊電路采用電容和二極管組成；其中第一電容(Cl)輸入端接火線220V，輸出端接由四個(gè)二極管環(huán)繞組成的全波整流電路(Dl)的第四引腳(4)，全波整流器(Dl)的第二引腳(2)接第二電容(C2)輸入端，全波整流器(Dl)的第一引腳和第三引腳懸空，第二電容(C2)輸出端接單片機(jī)C8051F340的VDD引腳(如圖3所示)。檢測(cè)模塊電路檢測(cè)模塊電路分為過(guò)流檢測(cè)電路和過(guò)壓檢測(cè)電路?！ち鳈z測(cè)電路如圖4所示，電流互感器Tl初級(jí)線圈兩端分別接火線220V和零線，次級(jí)線圈并接第一電阻R8后，一端接地，另一端接單片機(jī)C8051F340的PO. I引腳(如圖3所示)。過(guò)壓檢測(cè)電路如圖5所示，火線220V接第二電阻(Rl)輸入端，第二電阻(Rl)輸出端分為兩路，一路接第三電阻(R2)輸入端，第三電阻(R2)輸出端接零線，另一路接第一二極管(D4)正極端；第一二極管(D4)負(fù)極端也分為兩路，一路接第四電阻(R3)輸入端，第四電阻(R3)輸出端接零線，另一路接第五電阻(R4)輸入端；第五電阻(R4)輸出端同樣分為兩路，一路接第三電容(C3)輸入端，第三電容(C3)輸出端接零線，另一路接單片機(jī)C8051F340的PO. 3引腳(如圖3所示)。聲音模塊電路如圖6所示，蜂鳴器U3 —端接地，另一端接第六電阻R5輸入端，第六電阻R5輸出端接單片機(jī)C8051F340的PO. 4引腳(如圖3所示)。定時(shí)模塊電路如圖7所示，定時(shí)器DS1302的第一引腳(I)和第八引腳(8)連接5V電源，第二引腳(2)和第三引腳(3弓丨)分別接晶振(Yl)兩端，第四引腳(4)接地，第五至第七引腳(5、6、7)依次接單片機(jī)C8051F340的PO. 6、P2. O、P2. I引腳(如圖3所示)?？刂颇K電路如圖9所示，繼電器Kl總共5個(gè)引腳，第一引腳(I)接火線220V，第二引腳(2)接地，第三引腳(3)懸空，第四引腳(4)分兩路，一路接5V電源，另一路接第二二極管(D2)負(fù)極端，第五引腳(5)分兩路，一路接第二二極管(D2)正極端，另一路接第一三極管(Ql)集電極，第一三極管(Ql)基極接單片機(jī)C8051F340的PO. O引腳，第一三極管(Ql)發(fā)射極接地。紅外模塊電路如圖10所示，光電二極管(U4)共有5個(gè)引腳，第二引腳(2)和第四引腳(4)接地，第五引腳(5)接5V電源，第一引腳(I)接單片機(jī)C8051F340的VDD引腳，第三引腳(3)接單片機(jī)C8051F340的P3. O引腳(如圖3所示)。如圖11所示，下面將插座工作過(guò)程介紹如下。假定家用電器電源插頭插在插座上，光電傳感器U4會(huì)檢測(cè)是否有紅外遙控器發(fā)射的紅外信號(hào)，如果沒(méi)有，就繼續(xù)檢測(cè)；如果有就將此信號(hào)給單片機(jī)C8051F340，單片機(jī)C8051F340就會(huì)給繼電器Kl發(fā)出指令，繼電器Kl就合上開(kāi)關(guān)，整個(gè)插座處于通電狀態(tài)。當(dāng)插座在通電狀態(tài)下工作時(shí)，檢測(cè)模塊電路會(huì)檢測(cè)插座兩端的電流和電壓，如果電流或者電壓超過(guò)了程序設(shè)定的閾值，單片機(jī)C8051F340就會(huì)給繼電器Kl發(fā)出打開(kāi)開(kāi)關(guān)的指令，繼電器Kl就會(huì)打開(kāi)開(kāi)關(guān)，插座處于斷電狀態(tài)，同時(shí)單片機(jī)會(huì)給蜂鳴器U3信號(hào)，使其報(bào)警，讓用戶知道插座出現(xiàn)了異常。并且當(dāng)插座中功耗過(guò)高，超過(guò)設(shè)定的閾值時(shí)，單片機(jī) C8051F340也會(huì)給出上述同樣的指令,這樣節(jié)省了能源。當(dāng)插座處于斷電狀態(tài)下，光電傳感器又檢測(cè)是否有紅外遙控器發(fā)射出來(lái)的紅外信號(hào)，如此反復(fù)。
權(quán)利要求
1.一種基于紅外線遠(yuǎn)程遙控的節(jié)能插座，其特征在于該插座由電源模塊電路、檢測(cè)模塊電路、聲音模塊電路、定時(shí)模塊電路、控制模塊電路、紅外模塊電路和單片機(jī)C8051F340組成； 電源模塊電路輸入端接火線220V，輸出端接單片機(jī)C8051F340，其作用是把220V交流電變成3. 4V直流電，供單片機(jī)C8051F340使用； 檢測(cè)模塊電路兩端分別接火線220V和零線，另外一端接單片機(jī)C8051F340，其作用是檢測(cè)插座上電器的電壓或者電流是否超過(guò)設(shè)定閾值，以便單片機(jī)C8051F340給出相應(yīng)指令，起到保護(hù)電器的作用； 聲音模塊電路輸入端接單片機(jī)C8051F340，其作用是發(fā)出聲音報(bào)警； 定時(shí)模塊電路輸入端接單片機(jī)C8051F340，其作用是起定時(shí)作用； 控制模塊電路兩端分別接火線220V和零線，另外一端接單片機(jī)C8051F340，其作用是控制插座上電的通斷，保護(hù)插座上的電器； 紅外模塊電路輸出端接單片機(jī)C8051F340，其作用是接受遙控器發(fā)出的紅外線，以便單片機(jī)C8051F340給出相應(yīng)指令，達(dá)到方便控制的目的。
2.按照權(quán)利要求書I所述的節(jié)能插座，其特征在于所述的電源模塊電路采用電容和二極管組成；其中第一電容(Cl)輸入端接火線220V，輸出端接由四個(gè)二極管環(huán)繞組成的全波整流電路(Dl)的第四引腳(4)，全波整流器(Dl)的第二引腳(2)接第二電容(C2)輸入端，全波整流器(Dl)的第一引腳和第三引腳懸空，第二電容(C2)輸出端接單片機(jī)C8051F340的VDD引腳。
3.按照權(quán)利要求書I所述的節(jié)能插座，其特征在于所述的檢測(cè)模塊電路包括過(guò)流檢測(cè)電路和過(guò)壓檢測(cè)電路； 過(guò)流檢測(cè)電路中電流互感器(Tl)初級(jí)線圈兩端分別接火線220V和零線，次級(jí)線圈并接第一電阻(R8)后，一端接地，另一端接單片機(jī)C8051F340的PO. I引腳； 過(guò)壓檢測(cè)電路中火線220V接第二電阻(Rl)輸入端，第二電阻(Rl)輸出端分為兩路，一路接第三電阻(R2)輸入端，第三電阻(R2)輸出端接零線，另一路接第一二極管(D4)正極端；第一二極管(D4)負(fù)極端也分為兩路，一路接第四電阻(R3)輸入端，第四電阻(R3)輸出端接零線，另一路接第五電阻(R4)輸入端；第五電阻(R4)輸出端同樣分為兩路，一路接第三電容(C3)輸入端，第三電容(C3)輸出端接零線，另一路接單片機(jī)C8051F340的PO. 3引腳。
4.按照權(quán)利要求書I所述的節(jié)能插座，其特征在于所述的聲音模塊電路由第六電阻(R5)和蜂鳴器(U3)構(gòu)成，蜂鳴器(U3) —端接地，另一端接第六電阻(R5)輸入端，第六電阻(R5)輸出端接單片機(jī)C8051F340的PO. 4引腳。
5.按照權(quán)利要求書I所述的節(jié)能插座，其特征在于所述的定時(shí)模塊電路中定時(shí)器DS1302的第一引腳(I)和第八引腳(8)連接5V電源，第二引腳(2)和第三引腳(3弓丨)分別接晶振(Yl)兩端，第四引腳(4)接地，第五至第七引腳(5、6、7)依次接單片機(jī)C8051F340的PO. 6、Ρ2· 0、Ρ2· I 引腳。
6.按照權(quán)利要求書I所述的節(jié)能插座，其特征在于所述的控制模塊電路中繼電器Kl總共5個(gè)引腳，第一引腳(I)接火線220V，第二引腳(2)接地，第三引腳(3)懸空，第四引腳(4)分兩路，一路接5V電源，另一路接第二二極管(D2)負(fù)極端，第五引腳(5)分兩路，一路接第二二極管(D2)正極端，另一路接第一三極管(Ql)集電極，第一三極管(Ql)基極接單片機(jī)C8051F340的PO. O引腳，第一三極管(Ql)發(fā)射極接地。
7.按照權(quán)利要求書I所述的節(jié)能插座，其特征在于所述的紅外模塊電路中光電二極管(U4)共有5個(gè)引腳，第二引腳(2)和第四引腳(4)接地，第五引腳(5)接5V電源，第一引腳(I)接單片機(jī)C8051F340的VDD引腳，第三引腳(3)接單片機(jī)C8051F340的P3. O引腳。
全文摘要
一種基于紅外線遠(yuǎn)程遙控的節(jié)能插座，主要由電源模塊電路、檢測(cè)模塊電路、聲音模塊電路、定時(shí)模塊電路、控制模塊電路、紅外模塊電路、單片機(jī)組成。本發(fā)明可以自動(dòng)控制插座電的通斷情況，從而避免了在日常生活中由于使用家用電器而造成的火災(zāi)，并可方便高效地實(shí)現(xiàn)節(jié)能。使用本方法制作的節(jié)能插座所涉及的電子器件規(guī)格均屬通用型，故具有工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低等特點(diǎn)。在節(jié)能和防止火災(zāi)方面具有較大的開(kāi)發(fā)市場(chǎng)和應(yīng)用潛力。
文檔編號(hào)H01R13/66GK102904123SQ20121044513
公開(kāi)日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2012年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月7日
發(fā)明者魏臻, 周歡, 張岷, 王茂榕 申請(qǐng)人:天津理工大學(xué)