一种节能安全插座的制作方法

本实用新型涉及插座技术领域，具体涉及一种节能安全插座。

背景技术：

在日常生活中，不管是在办公场所，还是在家庭环境中，插座是必不可少的物品，但是普通的插座插上电后一直处于带电状态，用电设备用过之后如果不及时拔掉插头，容易造成电能的浪费，且容易发生火灾危险，容易给生命财产带来巨大的安全隐患；为了解决这些问题，智能插座应运而生，市场上的智能插座主要采用过流保护、温度保护、断电保护等方式，但是，过流保护及温度保护措施还远远不能满足插座市场越来越高的安全需求，也不符合节约用电的环保理念，断电保护怎样更快更好的唤醒插座也是一个急需解决的问题。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种节能安全插座，其电路结构简单，实现方便且成本低，能够准确地检测使用信号、温度信号和工作电流，能够实现节能的效果，且大大提高了插座的使用安全性，使用效果好，便与推广使用。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种节能安全插座，包括插座盒、插座电源线和安装在插座盒上的插座面板，所述插座面板上开有电源插孔，其特征在于：所述插座盒底部开有供所述插座电源线穿过的引线孔，所述插座面板上还开有麦克风孔、语音输出孔和用电设备检测孔，所述插座盒内设置有插座电路板，所述插座电路板上设置有插座控制电路，所述插座控制电路包括微控制器模块和为所述插座控制电路中各用电电路供电的电源电路，以及与微控制器模块相接的晶振电路、复位电路和语音处理电路，所述微控制器模块的输入端接有用于检测用电设备的电源插头是否已插入电源插孔内的电感式传感器、用于检测用电设备工作电流的电流检测电路和用于对插座控制电路的温度进行检测的温度检测电路，所述电感式传感器设置在用电设备检测孔内，所述微控制器模块的输出端接有继电器电路，所述继电器电路包括与微控制器模块的输出端连接的继电器驱动电路和与继电器驱动电路的输出端连接且用于接通或断开所述节能安全插座与市电的继电器，所述继电器串联在所述节能安全插座通过所述插座电源线与市电连接的回路中，所述语音处理电路的输入端接有语音输入电路，所述语音输入电路的输入端接有设置于麦克风孔内的麦克风，所述语音处理电路的输出端接有语音报警电路，所述语音报警电路的输出端接有设置于语音输出孔内的扬声器。

上述的一种节能安全插座，其特征在于：所述电源电路包括220V转 12V开关电源电路、芯片LM7809、芯片LM7805、芯片LM1117-3.3、极性电容C40、极性电容C42、极性电容C44、极性电容C46，非极性电容C41、非极性电容C43、非极性电容C45，以及电阻R40、电阻R41、电阻R42、电阻R43、电阻R44和电阻R45；所述220V转12V开关电源电路的输出端为电源电路的12V电压输出端，所述芯片LM7809的第1引脚与220V转12V 开关电源电路的输出端连接，且通过并联的极性电容C40和非极性电容 C41接地，所述芯片LM7809的第2引脚通过电阻R40接地，所述芯片LM7809 的第3引脚为电源电路的9V电压输出端，所述电阻R41接在芯片LM7809 的第3引脚与第2引脚之间；所述芯片LM7805的第1引脚与芯片LM7809 的第3引脚连接且通过并联的极性电容C42和非极性电容C43接地，所述芯片LM7805的第2引脚通过电阻R42接地，所述芯片LM7805的第3引脚为电源电路的5V电压输出端，所述电阻R43接在芯片LM7805的第3引脚与第2引脚之间；所述芯片LM1117-3.3的第1引脚与芯片LM7805的第3 引脚连接且通过并联的极性电容C44和非极性电容C45接地，所述芯片LM1117-3.3的第2引脚通过电阻R44接地，所述芯片LM1117-3.3的第3 引脚为电源电路的3.3V电压输出端，且通过极性电容C46接地，所述电阻R45接在芯片LM1117-3.3的第3引脚与第2引脚之间。

上述的一种节能安全插座，其特征在于：所述微控制器模块为单片机芯片MSP430F169IPM。

上述的一种节能安全插座，其特征在于：所述晶振电路包括晶振Y2、非极性电容C11和非极性电容C12，所述单片机芯片MSP430F169IPM的第 8引脚与所述晶振Y2的一端和非极性电容C11的一端相接，所述单片机芯片MSP430F169IPM的第9引脚与所述晶振Y2的另一端和非极性电容C12 的一端相接，所述非极性电容C11的另一端和非极性电容C12的另一端均接地；所述复位电路包括极性电容C16和电阻R17，所述极性电容C16的负极和电阻R17的一端均与单片机芯片MSP430F169IPM的第58引脚连接，所述极性电容C16的正极与电源电路的3.3V电压输出端连接，所述电阻 R17的另一端接地。

上述的一种节能安全插座，其特征在于：所述电感式传感器包括电感式传感器IME30和电阻R15，所述电感式传感器IME30的电源端引脚VCC 与电源电路的12V电压输出端相接，所述电感式传感器IME30的信号输出端引脚OUT和电阻R15的一端均与所述单片机芯片MSP430F169IPM的第12 引脚相接，所述电阻R15的另一端与电源电路的3.3V电压输出端相接，所述电感式传感器IME30的接地端引脚GND接地。

上述的一种节能安全插座，其特征在于：所述电流检测电路包括电流传感器BA20-AI/I，所述电流传感器BA20-AI/I的电源端引脚E与所述电源电路的12V电压输出端相接，所述电流传感器BA20-AI/I的信号输出端引脚OUT与所述单片机芯片MSP430F169IPM的第59引脚相接，所述电流传感器BA20-AI/I的接地端引脚G接地。

上述的一种节能安全插座，其特征在于：所述温度检测电路包括运算放大器U1、感温三极管3DG6、非极性电容C21、电阻R3、电阻R4、电阻R20和电阻R23，所述运算放大器U1的反相输入端引脚与电阻R23的一端相接，所述运算放大器U1的同相输入端引脚与电阻R3的一端和电阻R4 的一端均相接，所述运算放大器U1的输出端引脚和所述电阻R4的另一端均与所述单片机芯片MSP430F169IPM的第60引脚相接；所述电阻R23的另一端与非极性电容C21的一端、电阻R20的一端、感温三极管3DG6的集电极和感温三极管3DG6的基极均相接，所述电阻R20的另一端与电源电路的9V电压输出端相接，所述感温三极管3DG6的发射极、非极性电容 C21的另一端和电阻R3的另一端均接地。

上述的一种节能安全插座，其特征在于：所述语音处理电路包括芯片 LD3320，所述芯片LD3320的第1引脚、第7引脚和第32引脚均与电源电路的3.3V电压输出端相接，所述芯片LD3320的第41引脚与所述单片机芯片MSP430F169IPM的第28引脚相接，所述芯片LD3320的第40引脚与所述单片机芯片MSP430F169IPM的第29引脚相接，所述芯片LD3320的第 39引脚与所述单片机芯片MSP430F169IPM的第30引脚相接，所述芯片 LD3320的第31引脚通过电阻R24与所述单片机芯片MSP430F169IPM的第 8引脚相接，所述芯片LD3320的第48引脚与所述单片机芯片 MSP430F169IPM的第14引脚相接，所述芯片LD3320的第43引脚通过电阻 R12与电源电路的3.3V电压输出端相接，所述芯片LD3320的第47引脚通过电阻R11与电源电路的3.3V电压输出端相接，所述芯片LD3320的第21 引脚与电阻R13的一端、电阻R14的一端和非极性电容C8的一端相接，所述电阻R14的另一端和非极性电容C8的另一端均与芯片LD3320的第22 引脚相接，所述芯片LD3320的第20引脚通过非极性电容C7与所述电阻 R13的另一端相接；所述芯片LD3320的第18引脚与非极性电容C5的一端和非极性电容C6的一端相接，所述非极性电容C5的另一端和非极性电容 C6的另一端均接地；所述芯片LD3320的第19引脚、第23引脚、非极性电容C18的一端和非极性电容C19的一端均与电阻Rse1的一端相接，所述电阻Rse1的另一端和非极性电容C20的一端均与电源电路的3.3V电压输出端相接，所述非极性电容C18的另一端、非极性电容C19的另一端和非极性电容C20的另一端均接地；所述芯片LD3320的第8引脚、第33引脚、第42引脚和第49引脚均接地。

上述的一种节能安全插座，其特征在于：所述麦克风为麦克风拾音器 Mic，所述语音输入电路包括非极性电容C1、非极性电容C2、非极性电容 C3、非极性电容C4、电阻R1和电阻R2,所述麦克风拾音器Mic的第2引脚与电阻R1的一端和非极性电容C1的一端相接，所述电阻R1的另一端接地，所述非极性电容C1的另一端与所述芯片LD3320的第10引脚相接，所述麦克风拾音器Mic的第1引脚与电阻R2的一端和非极性电容C2的一端相接，所述非极性电容C2的另一端与所述芯片LD3320的第9引脚相接，所述电阻R2的另一端、非极性电容C3的一端和非极性电容C4的一端均与所述芯片LD3320的第12引脚相接，所述非极性电容C3的另一端和非极性电容C4的另一端均接地；所述扬声器为扬声器Bell，所述语音报警电路包括NPN型三极管Q1和电阻R21，所述扬声器Bell的第2引脚与所述芯片LD3320的第25引脚相接，所述扬声器Bell的第1引脚与NPN型三极管Q1的发射极相接，所述NPN型三极管Q1的集电极与电源电路的5V 电压输出端相接，所述NPN型三极管Q1的基极通过电阻R21与所述芯片 LD3320的第26引脚相接。

上述的一种节能安全插座，其特征在于：所述继电器为继电器K1，所述继电器驱动电路包括光耦隔离芯片U1、NPN型三极管Q101、电阻R101、电阻R100和电阻R103，所述光耦隔离芯片U1的二极管阳极通过电阻R101 与电源电路的5V电压输出端相接，所述光耦隔离芯片U1的二极管阴极与所述单片机芯片MSP430F169IPM的第13引脚相接，所述光耦隔离芯片U1 的三极管发射极接地，所述光耦隔离芯片U1的三极管集电极与电阻R100 的一端和电阻R103的一端均相接，所述电阻R103的另一端与NPN型三极管Q101的基极相接，所述NPN型三极管Q101的集电极与继电器K1的线圈的一端相接，所述NPN型三极管Q101的发射极接地，所述继电器K1线圈的另一端和电阻R100的另一端均与电源电路的5V电压输出端相接，所述继电器K1的常开触点开关串联在所述节能安全插座通过所述插座电源线与市电连接的回路中。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型的插座控制电路采用了模块化的设计，电路结构简单，实现方便且成本低。

2、本实用新型采用电感式传感器检测是否有用电设备插入电源插孔，并将检测到的信号输出给微控制器模块，能够较为精确地检测到用电设备使用节能安全插座的使用信号。

3、本实用新型中温度检测电路采用感温三极管3DG6对电路温度进行检测，将温度信号转换为电压信号输出给单片机，电路结构简单，能够准确地检测插座控制电路的温度信号。

4、本实用新型通过电流检测电路检测用电设备工作电流，电路结构简单，安全可靠性高。

5、本实用新型中微控制器模块通过继电器驱动电路来控制继电器，并通过继电器来接通或断开节能安全插座与市电，控制节能安全插座是否工作，控制可靠性高，工作稳定，使用效果好。

6、本实用新型不仅能够根据语音输入电路输出信号给微控制器模块对插座进行唤醒，还能够通过语音报警电路对用电设备插入电源插孔、电路过电流以及电路温度超限等情况进行语音报警，大大提高了插座的使用安全性，使用效果好，便与推广使用。

综上所述，本实用新型的电路结构简单，实现方便且成本低，能够准确地检测使用信号、温度信号和工作电流，能够实现节能的效果，且大大提高了插座的使用安全性，使用效果好，便与推广使用。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型插座控制电路的电路原理框图。

图3为本实用新型电源电路的电路原理图。

图4为本实用新型微控制器模块和晶振电路的电路连接图。

图5为本实用新型复位电路的电路原理图。

图6为本实用新型电感式传感器的电路原理图。

图7为本实用新型电流检测电路的电路原理图。

图8为本实用新型温度检测电路的电路原理图。

图9为本实用新型语音处理电路的电路原理图。

图10为本实用新型语音输入电路与麦克风的电路连接图。

图11为本实用新型语音报警电路与扬声器的电路连接图。

图12为本实用新型继电器驱动电路和继电器的电路连接图。

附图标记说明:

1—微控制器模块；2—电感式传感器；3—继电器电路；

3-1—继电器驱动电路；3-2—继电器；4—电流检测电路；

5—温度检测电路；6—语音处理电路；7—语音输入电路；

8—语音报警电路；9—晶振电路；10—复位电路；

11—电源电路；12—麦克风；13—扬声器；

14—插座盒；15—插座面板；16—插孔；

17—麦克风孔；18—语音输出孔；19—检测孔；

20—引线孔。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型的一种节能安全插座，包括插座盒14、插座电源线和安装在插座盒14上的插座面板15，所述插座面板15上开有电源插孔16，所述插座盒14底部开有供所述插座电源线穿过的引线孔20，所述插座面板15上还开有麦克风孔17、语音输出孔18和用电设备检测孔 19，所述插座盒14内设置有插座电路板，所述插座电路板上设置有插座控制电路，结合图2，所述插座控制电路包括微控制器模块1和为所述插座控制电路中各用电电路供电的电源电路11，以及与微控制器模块1相接的晶振电路9、复位电路10和语音处理电路6，所述微控制器模块1的输入端接有用于检测用电设备的电源插头是否已插入电源插孔16内的电感式传感器2、用于检测用电设备工作电流的电流检测电路4和用于对插座控制电路的温度进行检测的温度检测电路5，所述电感式传感器2设置在用电设备检测孔19内，所述微控制器模块1的输出端接有继电器电路3，所述继电器电路3包括与微控制器模块1的输出端连接的继电器驱动电路 3-1和与继电器驱动电路3-1的输出端连接且用于接通或断开所述节能安全插座与市电的继电器3-2，所述继电器3-2串联在所述节能安全插座通过所述插座电源线与市电连接的回路中，所述语音处理电路6的输入端接有语音输入电路7，所述语音输入电路7的输入端接有设置于麦克风孔17 内的麦克风12，所述语音处理电路6的输出端接有语音报警电路8，所述语音报警电路8的输出端接有设置于语音输出孔18内的扬声器13。

本实施例中，如图3所示，所述电源电路11包括220V转12V开关电源电路、芯片LM7809、芯片LM7805、芯片LM1117-3.3、极性电容C40、极性电容C42、极性电容C44、极性电容C46，非极性电容C41、非极性电容C43、非极性电容C45，以及电阻R40、电阻R41、电阻R42、电阻R43、电阻R44和电阻R45；所述220V转12V开关电源电路的输出端为电源电路 11的12V电压输出端，所述芯片LM7809的第1引脚与220V转12V开关电源电路的输出端连接，且通过并联的极性电容C40和非极性电容C41接地，所述芯片LM7809的第2引脚通过电阻R40接地，所述芯片LM7809的第3 引脚为电源电路11的9V电压输出端，所述电阻R41接在芯片LM7809的第3引脚与第2引脚之间；所述芯片LM7805的第1引脚与芯片LM7809的第3引脚连接且通过并联的极性电容C42和非极性电容C43接地，所述芯片LM7805的第2引脚通过电阻R42接地，所述芯片LM7805的第3引脚为电源电路11的5V电压输出端，所述电阻R43接在芯片LM7805的第3引脚与第2引脚之间；所述芯片LM1117-3.3的第1引脚与芯片LM7805的第 3引脚连接且通过并联的极性电容C44和非极性电容C45接地，所述芯片 LM1117-3.3的第2引脚通过电阻R44接地，所述芯片LM1117-3.3的第3 引脚为电源电路11的3.3V电压输出端，且通过极性电容C46接地，所述电阻R45接在芯片LM1117-3.3的第3引脚与第2引脚之间。

本实施例中，如图4所示，所述微控制器模块1为单片机芯片 MSP430F169IPM。

本实施例中，如图4所示，所述晶振电路9包括晶振Y2、非极性电容 C11和非极性电容C12，所述单片机芯片MSP430F169IPM的第8引脚与所述晶振Y2的一端和非极性电容C11的一端相接，所述单片机芯片 MSP430F169IPM的第9引脚与所述晶振Y2的另一端和非极性电容C12的一端相接，所述非极性电容C11的另一端和非极性电容C12的另一端均接地；如图5所示，所述复位电路10包括极性电容C16和电阻R17，所述极性电容C16的负极和电阻R17的一端均与单片机芯片MSP430F169IPM的第58 引脚连接，所述极性电容C16的正极与电源电路11的3.3V电压输出端连接，所述电阻R17的另一端接地。

本实施例中，如图6所示，所述电感式传感器2包括电感式传感器IME30 和电阻R15，所述电感式传感器IME30的电源端引脚VCC与电源电路11的 12V电压输出端相接，所述电感式传感器IME30的信号输出端引脚OUT和电阻R15的一端均与所述单片机芯片MSP430F169IPM的第12引脚相接，所述电阻R15的另一端与电源电路11的3.3V电压输出端相接，所述电感式传感器IME30的接地端引脚GND接地。

本实施例中，如图7所示，所述电流检测电路4包括电流传感器 BA20-AI/I，所述电流传感器BA20-AI/I的电源端引脚E与所述电源电路 11的12V电压输出端相接，所述电流传感器BA20-AI/I的信号输出端引脚OUT与所述单片机芯片MSP430F169IPM的第59引脚相接，所述电流传感器 BA20-AI/I的接地端引脚G接地。

本实施例中，如图8所示，所述温度检测电路5包括运算放大器U1、感温三极管3DG6、非极性电容C21、电阻R3、电阻R4、电阻R20和电阻 R23，所述运算放大器U1的反相输入端引脚与电阻R23的一端相接，所述运算放大器U1的同相输入端引脚与电阻R3的一端和电阻R4的一端均相接，所述运算放大器U1的输出端引脚和所述电阻R4的另一端均与所述单片机芯片MSP430F169IPM的第60引脚相接；所述电阻R23的另一端与非极性电容C21的一端、电阻R20的一端、感温三极管3DG6的集电极和感温三极管3DG6的基极均相接，所述电阻R20的另一端与电源电路11的9V 电压输出端相接，所述感温三极管3DG6的发射极、非极性电容C21的另一端和电阻R3的另一端均接地。

本实施例中，如图9所示，所述语音处理电路6包括芯片LD3320，所述芯片LD3320的第1引脚、第7引脚和第32引脚均与电源电路11的3.3V 电压输出端相接，所述芯片LD3320的第41引脚与所述单片机芯片 MSP430F169IPM的第28引脚相接，所述芯片LD3320的第40引脚与所述单片机芯片MSP430F169IPM的第29引脚相接，所述芯片LD3320的第39引脚与所述单片机芯片MSP430F169IPM的第30引脚相接，所述芯片LD3320 的第31引脚通过电阻R24与所述单片机芯片MSP430F169IPM的第8引脚相接，所述芯片LD3320的第48引脚与所述单片机芯片MSP430F169IPM的第14引脚相接，所述芯片LD3320的第43引脚通过电阻R12与电源电路 11的3.3V电压输出端相接，所述芯片LD3320的第47引脚通过电阻R11 与电源电路11的3.3V电压输出端相接，所述芯片LD3320的第21引脚与电阻R13的一端、电阻R14的一端和非极性电容C8的一端相接，所述电阻R14的另一端和非极性电容C8的另一端均与芯片LD3320的第22引脚相接，所述芯片LD3320的第20引脚通过非极性电容C7与所述电阻R13 的另一端相接；所述芯片LD3320的第18引脚与非极性电容C5的一端和非极性电容C6的一端相接，所述非极性电容C5的另一端和非极性电容C6 的另一端均接地；所述芯片LD3320的第19引脚、第23引脚、非极性电容C18的一端和非极性电容C19的一端均与电阻Rse1的一端相接，所述电阻Rse1的另一端和非极性电容C20的一端均与电源电路11的3.3V电压输出端相接，所述非极性电容C18的另一端、非极性电容C19的另一端和非极性电容C20的另一端均接地；所述芯片LD3320的第8引脚、第33 引脚、第42引脚和第49引脚均接地。

本实施例中，如图10所示，所述麦克风12为麦克风拾音器Mic，所述语音输入电路7包括非极性电容C1、非极性电容C2、非极性电容C3、非极性电容C4、电阻R1和电阻R2,所述麦克风拾音器Mic的第2引脚与电阻R1的一端和非极性电容C1的一端相接，所述电阻R1的另一端接地，所述非极性电容C1的另一端与所述芯片LD3320的第10引脚相接，所述麦克风拾音器Mic的第1引脚与电阻R2的一端和非极性电容C2的一端相接，所述非极性电容C2的另一端与所述芯片LD3320的第9引脚相接，所述电阻R2的另一端、非极性电容C3的一端和非极性电容C4的一端均与所述芯片LD3320的第12引脚相接，所述非极性电容C3的另一端和非极性电容C4的另一端均接地；如图11所示，所述扬声器13为扬声器Bell，所述语音报警电路8包括NPN型三极管Q1和电阻R21，所述扬声器Bell 的第2引脚与所述芯片LD3320的第25引脚相接，所述扬声器Bell的第1 引脚与NPN型三极管Q1的发射极相接，所述NPN型三极管Q1的集电极与电源电路11的5V电压输出端相接，所述NPN型三极管Q1的基极通过电阻R21与所述芯片LD3320的第26引脚相接。

本实施例中，如图12所示，所述继电器3-2为继电器K1，所述继电器驱动电路3-1包括光耦隔离芯片U1、NPN型三极管Q101、电阻R101、电阻R100和电阻R103，所述光耦隔离芯片U1的二极管阳极通过电阻R101 与电源电路11的5V电压输出端相接，所述光耦隔离芯片U1的二极管阴极与所述单片机芯片MSP430F169IPM的第13引脚相接，所述光耦隔离芯片U1的三极管发射极接地，所述光耦隔离芯片U1的三极管集电极与电阻R100的一端和电阻R103的一端均相接，所述电阻R103的另一端与NPN 型三极管Q101的基极相接，所述NPN型三极管Q101的集电极与继电器K1 的线圈的一端相接，所述NPN型三极管Q101的发射极接地，所述继电器 K1线圈的另一端和电阻R100的另一端均与电源电路11的5V电压输出端相接，所述继电器K1的常开触点开关串联在所述节能安全插座通过所述插座电源线与市电连接的回路中。

本实用新型使用时，设置于用电设备检测孔19内的电感式传感器2检测用电设备是否插入电源插孔16，当电感式传感器2没有信号输出，即没有检测到用电设备时，继电器3-2处于断开状态，节能安全插座处于不带电状态；当电感式传感器2有信号输出，即检测到用电设备时，电流检测电路 4进行电流检测，当没有电流流过电路时，继电器3-2处于断开状态，节能安全插座处于不带电状态；当用电设备需要工作时，通过语音输入电路7输入插座开启的语音信号给微控制器模块1，微控制器模块1控制继电器3-2 闭合，唤醒电路；当电流检测电路4检测到电路过电流过大超过报警阈值或者温度检测电路5检测到电路温度过高超过报警阈值时，微控制器模块通过语音报警电路8进行报警，并且控制继电器3-2断开，使插座停止工作。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。