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智能主動防觸電插座在光電傳感器中的應用

發布時間:2019-9-25 8:54:50  瀏覽:

隨著社會經濟與科技的發展,人們對家居生活的要求正逐步的提高。伴隨越來越多的家電的使用,將會存在一些安全隱患。插座做為連接電器的核心器件,其安全問題變得尤為重要,而現今市場插座的功能往往十分單一,不能滿足人們對安全保護的需求。

這里為大家介紹了一種基于光電對管智能插座,這種插座打破傳統插座的弊端,當外部條件所引發斷電需求時,基于光電對管的智能插座將會從內部進行自我斷電,實現自我保護,大大提安全系數,在當今科技高速發展的社會中,智能插座有著廣闊的市場前景。

1、智能插座的總體方案

基于光電對管的智能插座,采用雙STC12C5A60S2單片機作為主要控制芯片,與LM393對射光電傳感器、繼電器共同構成智能插座的核心器件。在插座的每個插孔兩邊將光電發射器和接收器相互對射安裝,發射的光直接對準接收器,當被測物擋住光束時,對射光電對管發生電壓變化,產生數字量0,1,隨后發送給單片機,單片機接收到信號控制繼電器通路。以三相插座為例,只有當三個插孔同時檢測到被測物時才會通電。系統的總框圖如圖1。

 智能插座的總體方案

2、硬件設計

該項目運用STC12C5A60S2為核心芯片,同時選用LM393對射光電對管,復位電路模塊構成外圍電路來完成智能插座控制系統的硬件設計。

2.1對射光電傳感器電路

該電路采用LM393,LM393是電壓比較器,將紅外傳感器接收和失去光信號時產生的電阻值變化,變成電壓信號傳遞給電壓比較器的同相輸入端,這個變化的電壓信號與電壓比較器的反相輸入端的基準電壓相比較,當同相端電壓大于反相端端電壓時,電壓比較器的輸出端輸出高電平電壓,當同相端電壓小于反相端端電壓時,電壓比較器的輸出端輸出低電平電壓,此時LED燈亮。

2.2電源模塊

首先是對220V的高壓進行變壓,變壓之后的電流仍然為交流,在通過整流電路后,變為脈沖直流。后面再接濾波電路可以消除脈沖,但是輸出的直流電壓仍不穩定。最后,通過穩壓電路,使得電壓的穩定性大大提高。如圖2是電源模塊流程圖。

 

3、軟件設計

本系統由單片機C語言編寫而成,采用模塊化結構設計。主要實現的功能是:把單片機控制技術、對射光電對管有機地結合起來,運用繼電器等完成基于單片機STC12C5A60S2的智能插座系統的設計。其內部軟件流程圖如圖3所示。

 智能插座內部軟件流程圖

3.1對射光電傳感器原理

它可以相對于光軸在0°到25°的范圍內改變發射角度,使得光束幾乎從一條發射線反射或者從該反射線返回。光纖(也稱為光纖LWL)擴大了光電傳感器的應用范圍,并形成了一種特殊的嵌入式收發器。它可以在特殊的環境中使用,檢測微小的物體。它在非常高的外界溫度中,在結構受限制的環境里,都可以獲得滿意的答案。對射式光電開光若把發光器和收光器分離開,就可使檢測距離加大。由一個發光器和一個收光器組成的光電開關就稱為以射分離式光電開光,簡稱對射式光電開關。

它的檢測距離可達幾米乃至幾十米。使用時,光發射器和光接收器分別設置在檢測對象通過路徑的兩側,檢測對象通過時光路被阻斷,光接收器用于輸出開關控制信號。

3.2對射光電傳感器實驗數據真值表

如表1所示,A,B,C分別為三孔處的輸入‘0’無遮擋,‘1’有遮擋。

 對射光電傳感器實驗數據真值表

4、光電傳感器技術分析與前景預測

根據發展的需要光電傳感器的傳輸速度與穩定性方面應用廣泛,有著很大的市場前景需求也會變的更大。

 

本設計主要采用插座元器件進行控制,在觸電危險發生之前進行主動斷電保護,防患于未然,相較于傳統的安全插座在發生危險時才做出反應,我們的插座設計更加的安全,構思新穎,有著很廣闊的發展前景。


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