基于AVR的智能節(jié)能插座設(shè)計(jì)
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計(jì)算機(jī)外部設(shè)備(如打印機(jī)、掃描儀、音響等)的待機(jī)能耗不但增加了消費(fèi)者的日常電費(fèi)開支，也使電力資源浪費(fèi)極大。該設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)智能節(jié)能插座利用主機(jī)的開機(jī)和關(guān)機(jī)來帶動(dòng)其他設(shè)備的開或關(guān)，使其接口設(shè)備待機(jī)能耗為零，能夠減少計(jì)算機(jī)及其外設(shè)所產(chǎn)生的輻射，以此達(dá)到節(jié)能和環(huán)保功效；同時(shí)還具備有分段定時(shí)開關(guān)的功能。該智能插座也可以通過功能轉(zhuǎn)換作為普通插座使用，不影響其他設(shè)備的使用。
1 智能插座的設(shè)計(jì)
1．1 智能插座的硬件結(jié)構(gòu)
計(jì)算機(jī)智能節(jié)能插座的硬件結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。該控制器以AVR mega 48為控制核心，外圍電路主要由電流采樣電路、模／數(shù)轉(zhuǎn)換參考電壓電路、狀態(tài)顯示電路、鍵盤輸入電路和實(shí)時(shí)時(shí)鐘構(gòu)成。電流采樣電路用于檢測(cè)計(jì)算機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)和過流保護(hù)；數(shù)／模轉(zhuǎn)換參考電壓電路為電流的采樣提供參考；狀態(tài)顯示電路表明插座當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)；鍵盤輸入實(shí)現(xiàn)普通插座與智能插座的切換、設(shè)置待機(jī)臨界電流值、設(shè)置分段開關(guān)的時(shí)間點(diǎn)。計(jì)算機(jī)主機(jī)運(yùn)行狀態(tài)通過主機(jī)接口的電流互感器檢測(cè)，過流保護(hù)通過另一互感器檢測(cè)，當(dāng)電流大于額定電流一定時(shí)間時(shí)切斷受控插座的電源，對(duì)外設(shè)起到保護(hù)作用。由于互感器的感應(yīng)電流較小，在數(shù)／模轉(zhuǎn)換過程用對(duì)參考電壓的要求較高，該設(shè)計(jì)采用帶隙恒壓源TL431作為A／D轉(zhuǎn)換的參考電壓。不同的計(jì)算機(jī)主機(jī)的待機(jī)電流可能不同，因此通過外部鍵盤可以采樣待機(jī)電流為臨界值，同時(shí)可以設(shè)置插座作為普通插座使用；RTC時(shí)鐘由PCF8563構(gòu)成。
1．2 AVR單片機(jī)
AVR微處理器是Atmel公司的8位嵌入式RISC處理器，具有高性能、高保密性、低功耗等優(yōu)點(diǎn)，程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器可獨(dú)立訪問的哈佛結(jié)構(gòu)，代碼執(zhí)行效率高。該系統(tǒng)采用的mega 48v處理器包含有4 KB片內(nèi)可編程FLASH程序存儲(chǔ)器；512 B的E2PROM和512B RAM；同時(shí)片內(nèi)還集成了看門狗；8路10位ADC；3路可編程PWM輸出；具有在線系統(tǒng)編程功能，片內(nèi)資源豐富，集成度高，使用方便。使用AVR mega48V可以很方便地實(shí)現(xiàn)外部輸入?yún)?shù)的設(shè)置、電流檢測(cè)、工作狀態(tài)的指示等。
評(píng)論