一种用于大学生寝室的智能节电插线板的制作方法

本发明涉及插线板技术领域，具体的说是一种用于大学生寝室的智能节电插线板。

背景技术

arduino是一款便捷灵活、方便上手的开源电子原型平台，它由硬件(atmelavr单片机、i/o接口及相关电路等)和软件(arduinoide)组成。arduino的硬件平台是完全开放的，任何人均可从其官网上下载最新的pcb设计进行复制。硬件平台包括基于avr微控制器的主控制电路板以及大量的输入、输出电子模块，由于各类模块与主控制电路板连接时无需焊接，只需像积木一样拼接即可，因此arduino也被称为“电子积木”。在软件方面，arduino有属于自己的基于eclipse的ide软件开发环境，采用类c++的语言进行编程，很多在单片机编程中常用到的功能都被模块化封装成一个个子函数供程序开发者调用，从而大大简化了程序开发工作。此外，由于可以使用usb将编写好的程序下载到arduino开发板，使程序的烧写和修改变得更加容易。

现行市场上最热的智能插线板是小米插线板，其通过wi-fi连接网络，通过小米的手机app进行控制，他的自动关机功能类似手机自动关机，在app上设定断电和通电的时间点。但由于需要长时间连接wi-fi，小米智能插线板并不具有很好的节电功能。

技术实现要素：

针对上述现有技术不足，本发明提供一种用于大学生寝室的智能节电插线板。

本发明提供的一种用于大学生寝室的智能节电插线板是通过以下技术方案实现的：

一种用于大学生寝室的智能节电插线板，其特征在于，包括arduino控制板、ds3231计时模块、电流传感器、继电器、rbg三色灯、蓝牙通讯模块及插线板电路，所述arduino控制板分别与ds3231计时模块、电流传感器、继电器、rbg三色灯、蓝牙通讯模块电连接，所述继电器连接插线板电路输入端，所述电流传感器连接插线板电路。

所述arduino控制板为一块采用ub接口的核心电路板，处理器核心是uno的处理器核心是atmega328，同时具有14路数字输入/输出口（其中6路可作为pwm输出），6路模拟输入，一个16mhz晶体振荡器，一个usb口，一个电源插座，一个icspheader和一个复位按钮。

所述计时模块为一个以高精度时钟芯片ds3231为核心附带存储芯片at24c32(存储容量32k)和纽扣电池的时钟模块，其工作电压为3.3~5v；在0~40℃范围内,精度2ppm,年误差约1分钟；实时时钟产生秒、分、时、星期、日期、月和年计时，并提供有效期到2100年的闰年补偿；带可充电纽扣电池lir2032,保证系统断电后,时钟任然正常。

所述电流检测模块采用的芯片为acs712elc-20a，模块可以测量±20a电流，对应模拟量输出100mv/a，在没有检测到电流通过时，输出的电压是vcc/2。

所述继电器模块常开接口最大负载为交流250v/20a，采用贴片光耦隔离，驱动能力强，性能稳定，触发电流5ma；可以通过跳线设置高电平或低电平触发。

所述蓝牙模块使用hc-06模块，引脚包括vcc,gnd,txd,rxd；在未建立蓝牙连接时支持通过at指令设置波特率、名称、配对密码，设置的参数掉电保存；蓝牙连接后自动切换到透传模式，所述蓝牙模块为从机模块，其能与各种带蓝牙功能的电脑、手机、蓝牙主机。

本发明的有益效果是：

1）适应校内学生规整的作息时间但不规律的课程的安排，在上课期间关闭寝室待机用电器；

2）操作便捷，在课表没有变动的情况下一劳永逸；

3）加入负载功率提示灯，提醒使用者注意节约用电，节能减排从小处做起；节约用电是社会所倡导的，关闭待机用电器是节约用电中的重要一环。全国在校大学生数以千万计是一个很大的人群，并且高校内并没有很好的做到节约用电，节电和用电安全仍是大学寝室一个重要问题，而本设计可以很好做到学生上课期间的节电与用电安全，因此本设计有良好的应用前景。

附图说明

图1是本发明系统结构示意图；

图2是ds3231时钟模块引脚示意图；

图3是电流电压转换示意图；

图4是继电器引脚示意图；

图5是各模块间引脚连接关系图；

图6是插线板控制算法流程图；

图7是提示灯变色算法流程图。

具体实施方式

下面将通过实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图5所示的一种用于大学生寝室的智能节电插线板，包括arduino控制板、ds3231计时模块、电流传感器、继电器、rbg三色灯、蓝牙通讯模块及插线板电路，所述arduino控制板分别与ds3231计时模块、电流传感器、继电器、rbg三色灯、蓝牙通讯模块电连接，所述继电器连接插线板电路输入端，所述电流传感器连接插线板电路。所述arduino控制板为一块采用ub接口的核心电路板，处理器核心是uno的处理器核心是atmega328，同时具有14路数字输入/输出口（其中6路可作为pwm输出），6路模拟输入，一个16mhz晶体振荡器，一个usb口，一个电源插座，一个icspheader和一个复位按钮。所述计时模块为一个以高精度时钟芯片ds3231为核心附带存储芯片at24c32(存储容量32k)和纽扣电池的时钟模块，其工作电压为3.3~5v；在0~40℃范围内,精度2ppm,年误差约1分钟；实时时钟产生秒、分、时、星期、日期、月和年计时，并提供有效期到2100年的闰年补偿；带可充电纽扣电池lir2032,保证系统断电后,时钟任然正常。所述电流检测模块采用的芯片为acs712elc-20a，模块可以测量±20a电流，对应模拟量输出100mv/a，在没有检测到电流通过时，输出的电压是vcc/2。所述继电器模块常开接口最大负载为交流250v/20a，采用贴片光耦隔离，驱动能力强，性能稳定，触发电流5ma；可以通过跳线设置高电平或低电平触发。所述蓝牙模块使用hc-06模块，引脚包括vcc,gnd,txd,rxd；在未建立蓝牙连接时支持通过at指令设置波特率、名称、配对密码，设置的参数掉电保存；蓝牙连接后自动切换到透传模式，所述蓝牙模块为从机模块，其能与各种带蓝牙功能的电脑、手机、蓝牙主机。

如图6所示，插线板控制算法为在上课时间信息通过蓝牙传输到控制板以后，首先由ds3231时钟模块向控制板传送信息，当传得的时间在上课的时间段内时，继电器高电平触发，插线板与电源断开，否则继电器吸合，插线板通电。

如图7所示，提示灯变色算法为，电流检测传感器将电流大小信息传回控制板，控制板计算理想负载功率（认定此时电压为220v），将计算值与120w、400w（此数值为通过调查问卷所得）相比较当负载功率小于120w时，提示灯颜色调至绿色（0，25，0）；当负载功率大于等于120w小于400w时，提示灯颜色调至黄色（25，25，0）；当负载功率大于等于400w时，提示灯颜色调至红色（25，0，0）。同时将亮度强度调为25而非255是为了避免灯珠的亮度太过于刺眼。

本作品中，在上课时间信息通过蓝牙传输到控制板以后，首先由ds3231时钟模块向控制板传送信息，当传得的时间在上课的时间段内时，继电器高电平触发，插线板与电源断开，否则继电器吸合，插线板通电。

课表时间通过蓝牙从手机传输并存储到arduino板中，arduino板根据从ds3231接收到的时间信息来与课表的时间信息进行比对，由此决定继电器开与合。插线板在使用时，用电流传感器来检测插线板上的电流大小，根据电流计算出负载功率，arduino板根据功率的大小来选择提示灯的颜色。

以上所述实施例仅表示本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能理解为对本发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明保护范围。