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基于MSP430的智能插座:安全防护与定时设计
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更新于2024-09-12
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本文主要探讨了"智能插座设计与开发"这一主题,其焦点是基于 MSP430 单片机的创新设计。传统的家用插座主要功能是开关电源,而这种新型智能插座则引入了高级的功能,如温度检测、智能断电,旨在提升安全性并预防安全事故。控制核心采用低功耗单片机 PIC16F877A,它负责执行定时通断控制、过流过压保护以及温度报警等功能。 智能插座的结构和工作原理是本文的关键部分。通过集成定时器模块,插座能够根据预设的时间表自动开关电器,从而实现智能化管理。过流过压保护功能确保了在电器负载异常时能及时切断电源,防止电器损坏或引发火灾。同时,温度传感器被集成,一旦检测到过高或过低的温度,便会触发报警,并在必要时自动断开电源,有效防止因长时间高温运行导致的电器故障或火灾风险。 电流和电压的测量是单片机保护控制的基础,通过精确监控设备的功率消耗,智能插座能在危险情况下作出迅速反应。单片机内部的算法处理这些数据,根据预设阈值判断是否需要采取保护措施。 文章不仅详细介绍了硬件电路的设计,包括原理图,还展示了主程序流程图,以直观展示整个系统的工作流程。此外,该智能插座的特点在于其操作简便,使用者无需专业知识即可轻松使用,同时具备高度的安全性和可靠性。 本文通过详细介绍多功能智能插座的设计与开发,展现了现代科技如何提升家庭电器使用的安全性,为用户提供更智能、更安全的用电环境。关键词如智能插座、定时、保护、温度和单片机,准确地概括了文章的核心内容。通过阅读这篇文章,读者不仅可以了解到智能插座的技术实现,还能从中获益于提升家居生活的安全性与便利性。
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第29卷第1l期
V01.29
No.1
l
企业技术开发
TECHNOLOGICAL
DEVELOPMENT
OF
ENTERPRISE
2010年6月
Jun.2010
多功能智能插座设计
姚文轩。滕召胜,熊静雯.邓远宁,谭霞
(湖南大学电气与信息工程学院,湖南长沙410082)
摘要:普通家用插座仅具有导通、断电功能。没有保护功能和安全事故预防功能等。文章介绍了一种以微功耗单片
机PICl6F877A为控制核心、带有定时通断和过流过压保护、温度检测报警功能的多功能智能插座。还论述了智能插
座的构成与工作机理,以及电流、电压测量方法和单片机的保护控制原理.并给出了硬件电路原理图和主程序流程
图。文章主要讲述了所设计的智能插座对检测用电器的工作状态、对非正常状态进行报警和断电。具有安全可靠、使
用方便等特点。
关键词:智能插座;定时;保护;温度;单片机
中图分类号:唧34
文献标识码:A
文章编号:1006—8937(2010)ll一0028—03
Design
of
multifunctional
intelligence
socket
YAO
Wen-xuan,TENG
Zhao-sheng,XIONG
Jing-wen,DENG
Yuan-ning,TAN
Xia
(College
of Electronic
and
Information
Engineering,Hunan
University,Changsha,Hunan
410082,China)
Abstract:Common
socket
only
has
on—o饪function
and
can
not
prevent
accident.This
paper
introduces
a
muhifunctional
intelligence
socket
which
uses
MCU(micro
control
unit)PICl6F877A
as
the
control
core
and
has
functions
of
timing
on—off.overeurrent
and
overvoltage
protecting,temperature
measuring
and
alarming.This
paper
also
elaborates
the
composition
and
operating
principle
of
the
intelligence
socket。the
method
to
measure
current
and
voltage
and
the
protection
and
control
principle
of
MCU,and
presents
hardware
circuit
schematic
diagram
and
flow chat
of
main
program.This
intelligence
socket
can
measure
the
working
condition
of
electrical
appliances,and
also
Can
alarm
and
interrupt
power
supply
in
abnormal
conditions,having
safety,reliability,convenience
and
other
characters.
Keywords:intelligence
socket;timing;protection;temperature;MCU
家用电器的广泛使用,提高了人们的生活水平,也导
致了因家用电器而引起的大量火灾。据公安和消防部门
有关资料显示,全围平均每天发生火灾358起,其中电器
火灾占30%以上,其主要原因是超负荷、短路、电弧等1tI。
事故的发生与家用电器的插座密切相关。因此,研制出当
家用电器出现安全隐患时能及时切断电源的智能插座,
至关重要。。
市场现有的绝大多数插座不具备任何智能功能,极
少所谓的“智能插座”也只具备定时开、关功能,无法对非
正常状况进行监测与断电控制,不具备真正的智能功能,
并且价格昂贵。现有的插座已经不能适应各方面的需要,
功能新颖的插座有着强大的市场需求12I。为此,本文研究
了一种以微功耗单片机PICl6F877A为信息处理核心的
多功能智能插座。这种插座具有温度检测、过流过压保
护、定时开通、定时关断、自动报警、自动休眠、状态提示
等智能功能。
l插座的构成与工作原理
1.1插座的构成
收稿日期:2010—02—09
作者简介:姚文轩(1988一),男,湖南长沙人,在读大学本科,主.要从
事自动化研究工作。
基金项目:湖南大学国家级大学生创新性实验计划项目(52161110)
多功能智能插座硬件系统由状态检测模块、单片机
系统模块、电源模块等组成,结构框图如图1所示。插座
的检测模块包括三个部分:温度检测、电流检测和电压检
测。单片机作为系统的控制核心,处理各检测信号和键盘
输入值,在LCD上显示其处理结果,并通过控制继电器
实现智能插座的开启和关断。电源模块采用电容降压原
理,即利用电容在一定的交流信号频率下产生的容抗来
限制最大工作电流。电源模块由插座接头引入220
V交
流电压,经过4.7妒聚丙烯电容降压,再经二极管半波
整流,12
V稳压二极管稳压,电容滤波,LM317稳压输出
5
v直流电压,给单片机、显示器等提供电源。
220V AC
LI
NI
电容降压亡:]
直流稳胜电源
三障
插
座
插
孔
圉l插座结构框图
1.2状态检测模块
1.2.1
电压信号采集与调理模块
多功能智能插座电压信号的采集采用电阻分压的原
理,如图2所示。电网电压220
V经电阻R,、R:分压变为
的0-5
V电压信号,经二极管半波整流,再经RC低通滤
一一一一一一~
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