专利名称：基于红外线远程遥控的节能插座的制作方法
技术领域：
本发明属于涉及光电技术领域，特别涉及一种基于红外线远程遥控的节能插座。背景技术：
插座，又称电源插座，开关插座，是指有一个或一个以上电路接线可插入的座，通过它可插入各种接线，便于与其他电路接通。电源插座是为家用电器提供电源接口的电气设备，也是住宅电气设计中使用较多的电气附件，它与人们生活有着十密切的关系。居民搬进新居后，普遍反映电源插座数量太少，使用极不方便，造成住户私拉乱接电源线和加装插座接线板，常常引起人身电击和电气火灾事故，给人身财产安全带来重大隐患。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，全国平均每天发生火灾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。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。所以研究方便、安全性高、节能 性好的插座已经迫在眉睫。如澳大利亚研发的AOB型号的插座，它的特点是高导电磷青铜接触件，耐高温，高阻燃工程塑料，带指示灯。德国西门子公司研究的开关插座，具有以下特点大翘板开关手感强。插座的多种标准选择中国的扁三眠，美式、英式等适合不同场合需要；流线型的宇航设计，源自德国的设计理念，超薄、美观、大方、高雅；采用科学的两个一结构，瞬时卡接方式连接，简捷实用；优质防弹胶(PC)耐冲击，抗高温、易清洁、不变色；后材料用优质阻燃材料，阻燃性强，绝缘性能好。中国美的研究的开关插座，具有以下特点电气强度高、阻燃、耐高温低温，可适用于温差大的地区，抗冲击性能好，表面颜色均匀，不变色，抗紫外线；结构稳定，耐腐蚀、阻燃性好、耐高温，绝缘性良好，机械强度高；导电性能好，弹力持久，抗疲劳，耐磨。还有美国、日本和法国等国家也在研究各种插座。但是他们研究的插座几乎和传统的一样，仅仅是外形变得更加美观了，材料变得更加耐高温了等。这些插座不能进行远程控制、定时控制。基于插座背景技术中存在的不足，本文提出一种基于红外线远程控制的节能插座。
发明内容本发明的目的是克服现有技术存在的上述不足，提供一种基于红外线远程遥控的节能插座，它可以实现远程遥控、设计方便、安全性强。本发明提供的基于红外线远程控制的节能插座，由电源模块电路、检测模块电路、声音模块电路、定时模块电路、控制模块电路、红外模块电路和单片机C8051F340组成。电源模块电路输入端接火线220V，输出端接单片机C8051F340，其作用是把220V交流电变成3. 4V直流电，供单片机C8051F340使用；检测模块电路两端分别接火线220V和零线，另外一端接单片机C8051F340，其作用是检测插座上电器的电压或者电流是否超过设定阈值，以便单片机C8051F340给出相应指令，起到保护电器的作用；声音模块电路输入端接单片机C8051F340，其作用是发出声音报警；定时模块电路输入端接单片机C8051F340，其作用是起定时作用；控制模块电路两端分别接火线220V和零线，另外一端接单片机C8051F340，其作用是控制插座上电的通断，保护插座上的电器；红外模块电路输出端接单片机C8051F340，其作用是接受遥控器发出的红外线，以便单片机C8051F340给出相应指令，达到方便控制的目的。所述的电源模块电路采用电容和二极管组成；其中第一电容(Cl)输入端接火线220V，输出端接由四个二极管环绕组成的全波整流电路(Dl)的第四引脚(4)，全波整流器 (Dl)的第二引脚(2)接第二电容(C2)输入端，全波整流器(Dl)的第一引脚和第三引脚悬空，第二电容(C2)输出端接单片机C8051F340的VDD引脚。所述的检测模块电路包括过流检测电路和过压检测电路；过流检测电路中电流互感器(Tl)初级线圈两端分别接火线220V和零线，次级线圈并接第一电阻(R8)后，一端接地，另一端接单片机C8051F340的PO. I引脚；过压检测电路中火线220V接第二电阻(Rl)输入端，第二电阻(Rl)输出端分为两路，一路接第三电阻(R2)输入端，第三电阻(R2)输出端接零线，另一路接第一二极管(D4)正极端；第一二极管(D4)负极端也分为两路，一路接第四电阻(R3)输入端，第四电阻(R3)输出端接零线，另一路接第五电阻(R4)输入端；第五电阻(R4)输出端同样分为两路，一路接第三电容(C3 )输入端，第三电容(C3 )输出端接零线，另一路接单片机C8051F340的PO. 3引脚。所述的声音模块电路由第六电阻(R5)和蜂鸣器(U3)构成，蜂鸣器(U3)—端接地，另一端接第六电阻(R5)输入端，第六电阻(R5)输出端接单片机C8051F340的PO. 4引脚。所述的定时模块电路中定时器DS1302的第一引脚(I)和第八引脚(8)连接5V电源，第二引脚(2)和第三引脚(3弓丨)分别接晶振(Yl)两端，第四引脚(4)接地，第五至第七引脚(5、6、7)依次接单片机C8051F340的PO. 6、P2. O、P2. I引脚。所述的控制模块电路中继电器Kl总共5个引脚，第一引脚(I)接火线220V，第二引脚(2)接地，第三引脚(3)悬空，第四引脚(4)分两路，一路接5V电源，另一路接第二二极管(D2)负极端，第五引脚(5)分两路，一路接第二二极管(D2)正极端，另一路接第一三极管(Ql)集电极，第一三极管(Ql)基极接单片机C8051F340的PO. O引脚，第一三极管(Ql)发射极接地。所述的红外模块电路中光电二极管(U4)共有5个引脚，第二引脚(2)和第四引脚
(4)接地，第五引脚(5)接5V电源，第一引脚(I)接单片机C8051F340的VDD引脚，第三引脚(3)接单片机C8051F340的P3. O引脚。 本发明所述的电源模块电路、声音模块电路和控制模块电路内部组成和传统的大致相同，但是在元器件参数选择上与传统的不同，且单片机C8051F340不同于传统的51系列，定时模块采用DS1302，不同于传统的直接采用51芯片自带的定时器，检测模块兼有过流和过压双重检测，不同于传统的只是一种检测，同时又增加了红外模块，使得该插座使用方便、安全性高、节能性强。
本发明的优点和有益效果本发明在与传统插座电源模块、声音模块和控制模块内部组成大致相同的基础上，在元器件参数选择上有所不同；在单片机系列上选择了引脚数更多的芯片C8051F340 ；在定时模块上，选择了 DS1302定时，取代了传统的通过51芯片内部定时器定时；检测模块兼有过流和过压双重检测，不同于传统的只是一种检测；同时又增加了红外模块，使得节能插座设计方便，安全性高，节能性强。本发明与现有技术相比，具有以下有效效果I、本发明采用单片机C8051F340取代传统的51系列，由于C8051F340引脚数更多，使得该插座能实现更完善的功能；C8051F340工作电压范围大，使得在选择元器件参数上选择性更多。2、本发明采用定时器DS1302定时，而不是传统的通过51芯片自带的定时器定时，这样避免了由于单片机自身过多的处理任务导致的死机现象。 3、本发明采用兼有过流和过压双重检测的检测电路，比传统的检测电路有更高的
安全保障。4、本发明采用红外线对插座进行远程控制，比传统的更方便用户使用，不仅可以通过定时器来控制插座的通断，也可以通过红外线来控制，更加节能。
图I :插座内部结构框图；图2 电源模块电路；图3 :单片机C8051F340引脚图；图4 :过流检测模块电路；图5 :过压检测模块电路；图6 :声音模块电路；图7 :定时器DS1302引脚图；图8:晶振电路；图9 :控制模块电路；图10 :红外模块电路；图11 :节能插座程序流图。
具体实施方式实施例I如图I所示，本发明提供的基于红外线远程遥控的节能插座，具有使用方便、安全性高、节能性强等特点，其内部结构包括有电源模块电路、检测模块电路、声音模块电路、定时模块电路、控制模块电路、红外模块电路和单片机C8051F340。其中，电源模块电路输入端接火线220V，输出端接单片机C8051F340，其作用是把220V交流电变成3. 4V直流电，供单片机C8051F340使用。检测模块电路两端分别接火线220V和零线，另外一端接单片机C8051F340，其作用是检测插座上电器的电压或者电流是否超过设定阈值，以便单片机C8051F340给出相应指令，起到保护电器的作用。声音模块输入端接单片机C8051F340，其作用是发出声音报警。定时模块电路输入端接单片机C8051F340，其作用是起定时作用。控制模块电路两端分别接火线220V和零线，另外一端接单片机C8051F340，其作用是控制插座上电的通断，保护插座上的电器。红外模块电路输出端接单片机C8051F340，其作用是接受遥控器发出的红外线，以便单片机C8051F340给出相应指令，达到方便控制的目的。现将各模块元件组成及连线详述如下电源模块电路如图2所示，电源模块电路采用电容和二极管组成；其中第一电容(Cl)输入端接火线220V，输出端接由四个二极管环绕组成的全波整流电路(Dl)的第四引脚(4)，全波整流器(Dl)的第二引脚(2)接第二电容(C2)输入端，全波整流器(Dl)的第一引脚和第三引脚悬空，第二电容(C2)输出端接单片机C8051F340的VDD引脚(如图3所示)。检测模块电路检测模块电路分为过流检测电路和过压检测电路。·流检测电路如图4所示，电流互感器Tl初级线圈两端分别接火线220V和零线，次级线圈并接第一电阻R8后，一端接地，另一端接单片机C8051F340的PO. I引脚(如图3所示)。过压检测电路如图5所示，火线220V接第二电阻(Rl)输入端，第二电阻(Rl)输出端分为两路，一路接第三电阻(R2)输入端，第三电阻(R2)输出端接零线，另一路接第一二极管(D4)正极端；第一二极管(D4)负极端也分为两路，一路接第四电阻(R3)输入端，第四电阻(R3)输出端接零线，另一路接第五电阻(R4)输入端；第五电阻(R4)输出端同样分为两路，一路接第三电容(C3)输入端，第三电容(C3)输出端接零线，另一路接单片机C8051F340的PO. 3引脚(如图3所示)。声音模块电路如图6所示，蜂鸣器U3 —端接地，另一端接第六电阻R5输入端，第六电阻R5输出端接单片机C8051F340的PO. 4引脚(如图3所示)。定时模块电路如图7所示，定时器DS1302的第一引脚(I)和第八引脚(8)连接5V电源，第二引脚(2)和第三引脚(3弓丨)分别接晶振(Yl)两端，第四引脚(4)接地，第五至第七引脚(5、6、7)依次接单片机C8051F340的PO. 6、P2. O、P2. I引脚(如图3所示)。控制模块电路如图9所示，继电器Kl总共5个引脚，第一引脚(I)接火线220V，第二引脚(2)接地，第三引脚(3)悬空，第四引脚(4)分两路，一路接5V电源，另一路接第二二极管(D2)负极端，第五引脚(5)分两路，一路接第二二极管(D2)正极端，另一路接第一三极管(Ql)集电极，第一三极管(Ql)基极接单片机C8051F340的PO. O引脚，第一三极管(Ql)发射极接地。红外模块电路如图10所示，光电二极管(U4)共有5个引脚，第二引脚(2)和第四引脚(4)接地，第五引脚(5)接5V电源，第一引脚(I)接单片机C8051F340的VDD引脚，第三引脚(3)接单片机C8051F340的P3. O引脚(如图3所示)。如图11所示，下面将插座工作过程介绍如下。假定家用电器电源插头插在插座上，光电传感器U4会检测是否有红外遥控器发射的红外信号，如果没有，就继续检测；如果有就将此信号给单片机C8051F340，单片机C8051F340就会给继电器Kl发出指令，继电器Kl就合上开关，整个插座处于通电状态。当插座在通电状态下工作时，检测模块电路会检测插座两端的电流和电压，如果电流或者电压超过了程序设定的阈值，单片机C8051F340就会给继电器Kl发出打开开关的指令，继电器Kl就会打开开关，插座处于断电状态，同时单片机会给蜂鸣器U3信号，使其报警，让用户知道插座出现了异常。并且当插座中功耗过高，超过设定的阈值时，单片机 C8051F340也会给出上述同样的指令,这样节省了能源。当插座处于断电状态下，光电传感器又检测是否有红外遥控器发射出来的红外信号，如此反复。
权利要求
1.一种基于红外线远程遥控的节能插座，其特征在于该插座由电源模块电路、检测模块电路、声音模块电路、定时模块电路、控制模块电路、红外模块电路和单片机C8051F340组成； 电源模块电路输入端接火线220V，输出端接单片机C8051F340，其作用是把220V交流电变成3. 4V直流电，供单片机C8051F340使用； 检测模块电路两端分别接火线220V和零线，另外一端接单片机C8051F340，其作用是检测插座上电器的电压或者电流是否超过设定阈值，以便单片机C8051F340给出相应指令，起到保护电器的作用； 声音模块电路输入端接单片机C8051F340，其作用是发出声音报警； 定时模块电路输入端接单片机C8051F340，其作用是起定时作用； 控制模块电路两端分别接火线220V和零线，另外一端接单片机C8051F340，其作用是控制插座上电的通断，保护插座上的电器； 红外模块电路输出端接单片机C8051F340，其作用是接受遥控器发出的红外线，以便单片机C8051F340给出相应指令，达到方便控制的目的。
2.按照权利要求书I所述的节能插座，其特征在于所述的电源模块电路采用电容和二极管组成；其中第一电容(Cl)输入端接火线220V，输出端接由四个二极管环绕组成的全波整流电路(Dl)的第四引脚(4)，全波整流器(Dl)的第二引脚(2)接第二电容(C2)输入端，全波整流器(Dl)的第一引脚和第三引脚悬空，第二电容(C2)输出端接单片机C8051F340的VDD引脚。
3.按照权利要求书I所述的节能插座，其特征在于所述的检测模块电路包括过流检测电路和过压检测电路； 过流检测电路中电流互感器(Tl)初级线圈两端分别接火线220V和零线，次级线圈并接第一电阻(R8)后，一端接地，另一端接单片机C8051F340的PO. I引脚； 过压检测电路中火线220V接第二电阻(Rl)输入端，第二电阻(Rl)输出端分为两路，一路接第三电阻(R2)输入端，第三电阻(R2)输出端接零线，另一路接第一二极管(D4)正极端；第一二极管(D4)负极端也分为两路，一路接第四电阻(R3)输入端，第四电阻(R3)输出端接零线，另一路接第五电阻(R4)输入端；第五电阻(R4)输出端同样分为两路，一路接第三电容(C3)输入端，第三电容(C3)输出端接零线，另一路接单片机C8051F340的PO. 3引脚。
4.按照权利要求书I所述的节能插座，其特征在于所述的声音模块电路由第六电阻(R5)和蜂鸣器(U3)构成，蜂鸣器(U3) —端接地，另一端接第六电阻(R5)输入端，第六电阻(R5)输出端接单片机C8051F340的PO. 4引脚。
5.按照权利要求书I所述的节能插座，其特征在于所述的定时模块电路中定时器DS1302的第一引脚(I)和第八引脚(8)连接5V电源，第二引脚(2)和第三引脚(3弓丨)分别接晶振(Yl)两端，第四引脚(4)接地，第五至第七引脚(5、6、7)依次接单片机C8051F340的PO. 6、Ρ2· 0、Ρ2· I 引脚。
6.按照权利要求书I所述的节能插座，其特征在于所述的控制模块电路中继电器Kl总共5个引脚，第一引脚(I)接火线220V，第二引脚(2)接地，第三引脚(3)悬空，第四引脚(4)分两路，一路接5V电源，另一路接第二二极管(D2)负极端，第五引脚(5)分两路，一路接第二二极管(D2)正极端，另一路接第一三极管(Ql)集电极，第一三极管(Ql)基极接单片机C8051F340的PO. O引脚，第一三极管(Ql)发射极接地。
7.按照权利要求书I所述的节能插座，其特征在于所述的红外模块电路中光电二极管(U4)共有5个引脚，第二引脚(2)和第四引脚(4)接地，第五引脚(5)接5V电源，第一引脚(I)接单片机C8051F340的VDD引脚，第三引脚(3)接单片机C8051F340的P3. O引脚。
全文摘要
一种基于红外线远程遥控的节能插座，主要由电源模块电路、检测模块电路、声音模块电路、定时模块电路、控制模块电路、红外模块电路、单片机组成。本发明可以自动控制插座电的通断情况，从而避免了在日常生活中由于使用家用电器而造成的火灾，并可方便高效地实现节能。使用本方法制作的节能插座所涉及的电子器件规格均属通用型，故具有工艺简单、生产成本低等特点。在节能和防止火灾方面具有较大的开发市场和应用潜力。
文档编号H01R13/66GK102904123SQ20121044513
公开日2013年1月30日 申请日期2012年11月7日 优先权日2012年11月7日
发明者魏臻, 周欢, 张岷, 王茂榕 申请人:天津理工大学