O 引言
電力,是當今社會發(fā)展中最為重要的能源,是國民經(jīng)濟及廣大人民日常生活不可缺少的東西。但能源有限,電來之不易,2008年冰凍災害,更讓人們深切感受到電能在日常生活中所發(fā)揮的巨大作用。在享受電給人們生活帶來無限樂趣和提供巨大方便的同時,不能忽視由于疏忽大意或使用不當而造成的浪費和帶來的災難。在倡導低碳經(jīng)濟的今天,在進一步提高人們安全用電知識、培養(yǎng)人們節(jié)約用電意識的同時,研究設計用電設備安全節(jié)能、減少浪費等方面的裝置,具有現(xiàn)實意義和實際推廣應用的價值。人們?nèi)粘I钪,多種用電設備要通過導線、移動式插頭、插座與電源延長連接,有不少用電設備,如空調(diào)、飲水機、電暖器具及某些照明場所,沒有人在的時候,是不需要連續(xù)供電的。那么,也就可以研究設計基于人體感應技術(shù)、用于電源與用電設備之間相連接的裝置,使之具有人離電斷的功能,從而實現(xiàn)減少用電浪費、達到提高用電安全的目的,也符合當今世界倡導低碳經(jīng)濟的主題。
1 基本設計要求
本設計應該實現(xiàn)以下功能:
(1)當室內(nèi)有人,且在選定的空間范圍(如辦公室、客廳)內(nèi)間歇地活動時,該裝置能保證正常供電,使用電設備正常、連續(xù)、穩(wěn)定的工作。
(2)當人離開某些用電空間范圍后,裝置可在一定時間內(nèi)自動關閉電源。(如5分鐘、8分鐘、10分鐘等,可以選擇。依據(jù)試驗、統(tǒng)計和分析可知,大部分用電設備在無人狀態(tài)時,最好能在15分鐘內(nèi)斷電)
(3)可作為某些用電設備的附屬裝置。也可制作成通用型用電設備連接器,既可連接單相交流電,也可以用于三相交流電源的連接。
(4)要有斷電自鎖保護功能。
(5)依據(jù)本設計的基本原理,可以設計應用到大中專院校教室、實驗室室內(nèi)的總開關接線盒或控制器上。
2 總體結(jié)構(gòu)組成
系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)組成示意如圖1所示。
從圖l可知,系統(tǒng)分成了兩個彼此獨立的部分,即感應人體信號、經(jīng)處理后實現(xiàn)信號的間隔發(fā)射部分,和接收處理后與插座連接的部分。其中感應與間歇發(fā)射部分,可設計制作成一個小巧、且具有一定藝術(shù)造型的裝飾品,放置于室內(nèi)人員相對固定的場所旁邊,如辦公桌、飲水機、空調(diào)等處。考慮到人體紅外感應接收人體信號的范圍和方向性,系統(tǒng)應用了雙PIR探頭,同時運用了無線收發(fā)射技術(shù)。這樣,能在一定的室內(nèi)空間范圍實現(xiàn)全方位控制。避免出現(xiàn)死角,從而準確保證只要有人在這樣一個一定空間范圍內(nèi),就能保證穩(wěn)定連續(xù)的供電。
3 主要電路原理簡介
3.1 感應發(fā)射部分
該部分由人體紅外感應模塊、自鎖延時電路、無線發(fā)射電路三部分組成,如圖2所示。
人體感應與放大電路:采用了深圳拓安達電子有限公司生產(chǎn)的TAD-838A紅外感應模塊,去掉光敏器件后直接使用。
自鎖延時電路:主要運用了RC延時原理。當人體紅外接收模塊感應到人體信號后產(chǎn)生高電平信號輸入繼電器1的4腳。并由常閉端6輸出。經(jīng)三極管放大,帶動繼電器2工作,繼電器2左側(cè)的常開腳8得電,接通無線發(fā)射部分發(fā)射信號;繼電器2右側(cè)的常開腳13也得電,使得電容C1迅速充電,并經(jīng)放大三極管放大接通繼電器1,從而又斷開繼電器1的常閉腳4、6,此時,人體紅外線接收模塊的信