一种可红外遥控和定时的智能插座

2015-03-06贾玉凤刘成刚宋成祥

电子科技 2015年6期

贾玉凤，刘成刚，宋成祥

(1.济南职业学院电子系，山东济南 272200;2.山东科学院激光所，山东济南 272017)

据公安和消防部门有关资料显示，平均每天全国发生火灾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。多数情况下是因忘记切断电源。中国节能认证中心调查显示家庭待机能耗占家庭电力消耗约10%。此外，长期通电会使家用电器电路老化降低其使用寿命，容易漏电引发火灾。因此，本文介绍了一种以STC89C52 单片机为核心的遥控定时插座的制作方法，该智能插座能控制一路220 V/10A 的插座，使其可在24 h 内能预先设定定时范围，实现电器具的自动开启和关闭，同时还能通过红外遥控远距控制该插座的通断电，达到了方便、智能、节电的目的。

1 系统设计方案选择

采用以STC89C52 为主控芯片的单片机控制方案。该芯片功能强大、运行速度快、使用寿命长、价格低廉。利用单片机灵活的编程设计和丰富的IO 端口，单片机外围电路采用输入键盘及LCD1602 液晶显示，用于构造人机交互界面以便于设置参数。采用已编码的38 kHz 红外遥控器发射接收模块，实现遥控的目的，采用DS1302 时钟芯片实现计时控制功能［1－3］。总体硬件电路如图1 所示。

图1 硬件电路框图

2 硬件电路设计

硬件电路设计如图2 所示，定时插座系统由12 V电源通过7805 稳压模块输出5 V 电源供电。系统可通过外设4 个独立式按键设置两组24 h 内的任意开关定时和6 组1 h 以内的模式定时［4－5］。

定时插座也可通过红外遥控执行相应的设置，遥控的电源按键可随时让定时插座工作与不工作，其数字键1 ～6 也可分别设置1 h 内的模式定时，工作原理和通过外设按键设置的模式定时一致。当未设置任何定时的时候显示器显示日历，当检测到有外设按键和红外遥控器按键按下时，执行相应的定时任务。定时插座的工作状态由红色LED 显示，在切换工作状态的时刻，蜂鸣器也会发出短暂的响声［6］。

主控制器STC89C52 是宏晶公司生产的40 引脚双列直插芯片，具有体积小、重量轻、低功耗、价格低廉、抗干扰能力强等特点，所以适用于实时测控系统。在系统工作时需要获得稳定的5 V 电源，因而采用12 V电源通过78L05 稳压电路后获得5 V 稳定电源给单片机和外部器件供电。显示采用LCD1602 字符型液晶显示器，能同时显示16×2 即32 个字符，内部含有的字符发生存储器，共储存了160 个不同的点阵字符图形［7－9］。

图2 硬件电路图

继电器用于控制插座的开关状态，通过单片机I/O输出信号控制继电器的工作与否，从而达到控制插座开关的目的。同时为了防止倒流，在电路中加入了光电耦合器4N25。当给IO 输入端输入1 时光电耦合器导通构成回路，继电器部分处于非工作状态，而输入为0 时，光电耦合器不工作，使得继电器部分处于工作状态。由于单片机初始化是I/O 输出为高电平，正好可使外部继电器处于常开开关处，当通过按键或者红外定时到关闭时间时，I/O 输出低电平即可让继电器处于常闭开关处，从而让外部插座可用，这样便可实现定时设置的智能开关功能。