基于MSP430單片機(jī)的智能插排設(shè)計(jì)
摘要:本文介紹了一種人性化、智能型的節(jié)能插排的設(shè)計(jì),智能插排以超低功耗單片機(jī)MSP430F149作為控制核心,具有電能計(jì)量、過(guò)流檢測(cè)、定時(shí)通斷、溫度檢測(cè)等功能,還具有學(xué)習(xí)紅外遙控編碼的功能,可學(xué)習(xí)任意一款家用遙控器按鍵的紅外編碼,根據(jù)不同紅外編碼實(shí)現(xiàn)智能插排的開(kāi)、關(guān)遙控功能,進(jìn)而達(dá)到控制用電設(shè)備的目的。本文詳細(xì)論述了系統(tǒng)各個(gè)部分的實(shí)現(xiàn)方法及工作原理,并給出相關(guān)電路原理圖及程序流程圖。該智能插排具有節(jié)能、易用、功能齊全以及安全可靠等特點(diǎn)。
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/192737.htm引言
隨著人們生活水平的提高,健康、環(huán)保、節(jié)能的生活理念已深入人心,對(duì)于智能型、人性化的家居產(chǎn)品,受到了人們廣泛的關(guān)注[1]。生活中,人們希望對(duì)某些用電設(shè)備的耗電情況進(jìn)行監(jiān)控,比如:電飯煲做一次飯的耗電量,電暖風(fēng)工作半小時(shí)耗電多少,冰箱工作一天實(shí)際所需電量,人們希望對(duì)這些設(shè)備的耗電量有準(zhǔn)確的把握,為解決這一問(wèn)題,本智能插排設(shè)置了電能計(jì)量功能,能夠?qū)τ秒娫O(shè)備的耗電量進(jìn)行電能檢測(cè)及計(jì)量。而目前市場(chǎng)上的智能插排類(lèi)產(chǎn)品,只具有簡(jiǎn)單的定時(shí)通斷、狀態(tài)指示的功能,功能單一、價(jià)格昂貴[2-3]。為此,本文選用了以低功耗著稱的MSP430單片機(jī)作為主控制器,輔以電能計(jì)量、過(guò)流檢測(cè)、定時(shí)通斷、溫度檢測(cè)、紅外遙控等功能,設(shè)計(jì)了一款具有低功耗、高性價(jià)比、人性化程度高等特點(diǎn)的智能型插排。
硬件設(shè)計(jì)
智能插排的工作原理
智能插排的硬件系統(tǒng)主要由主控制器單元、電能計(jì)量單元、過(guò)流檢測(cè)單元、紅外接收單元、溫度檢測(cè)單元、繼電器控制單元、顯示及報(bào)警單元組成。硬件系統(tǒng)框圖如圖1。
為了實(shí)現(xiàn)對(duì)用電設(shè)備的耗能監(jiān)測(cè),通過(guò)電能計(jì)量模塊進(jìn)行檢測(cè)計(jì)量,該模塊將電能值轉(zhuǎn)換為單位時(shí)間內(nèi)的脈沖個(gè)數(shù),單片機(jī)通過(guò)讀取脈沖個(gè)數(shù)的數(shù)值,可計(jì)算出耗電量,并通過(guò)LCD液晶顯示器顯示出來(lái)。
紅外接收單元主要用來(lái)接收家用遙控器的紅外編碼信息,并將接收到的結(jié)果輸出給單片機(jī),單片機(jī)將接收到的紅外信號(hào)進(jìn)行解碼,根據(jù)識(shí)別出的信息驅(qū)動(dòng)繼電器進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)作,從而實(shí)現(xiàn)智能插排的遙控功能,本智能插排能夠?qū)W習(xí)家用遙控器的任意兩個(gè)按鍵的紅外編碼,用戶可以將遙控器的閑置按鍵設(shè)定為插排的開(kāi)、關(guān)按鍵。
系統(tǒng)控制單元
單片機(jī)作為整個(gè)系統(tǒng)的核心,起著協(xié)調(diào)系統(tǒng)工作、計(jì)算、控制的作用,出于低功耗、低成本的考慮,本系統(tǒng)采用TI公司的MSP430F149單片機(jī)作為系統(tǒng)的主控制器,這是一款16位的單片機(jī),內(nèi)部資源豐富,內(nèi)置12位A/D轉(zhuǎn)換器[4],并具有足夠多的外部I/O管腳,具有60KB的閃存和2KB的隨機(jī)存儲(chǔ)器,能夠進(jìn)入低功耗模式,降低系統(tǒng)功耗,滿足本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求。
過(guò)流、溫度檢測(cè)單元
過(guò)流及溫度檢測(cè)對(duì)于保護(hù)用電設(shè)備有著非常重要的作用,可延緩用電線路老化,并保障家庭用電安全。過(guò)流檢測(cè)電路采用量程為20A的ACS712芯片,該芯片將導(dǎo)線中電流轉(zhuǎn)換為電壓值,并從VOUT輸出,其轉(zhuǎn)換公式為VOUT=185mv/A,通過(guò)單片機(jī)內(nèi)置的A/D轉(zhuǎn)換器,將電壓值轉(zhuǎn)換為數(shù)字量,再計(jì)算出電流值,根據(jù)實(shí)測(cè)電流值的大小與用戶設(shè)定的電流值相比較,如果大于用戶設(shè)定值,則單片機(jī)控制繼電器斷開(kāi)電源。
溫度檢測(cè)采用DS18B20溫度傳感器,該款芯片驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)單,并采用單總線連接方式,測(cè)溫范圍為-55~+125℃[5],滿足本設(shè)計(jì)的需求,該傳感器為數(shù)字傳感器,其將溫度數(shù)據(jù)通過(guò)單總線傳輸給單片機(jī),單片機(jī)接收后,轉(zhuǎn)換為溫度值,并在LCD上顯示,如果超過(guò)用戶設(shè)定的溫度值,則報(bào)警單元給出報(bào)警提示。電路如圖2。
繼電器相關(guān)文章:繼電器工作原理
紅外遙控器相關(guān)文章:紅外遙控器原理時(shí)間繼電器相關(guān)文章:時(shí)間繼電器
LCD顯示屏相關(guān)文章:lcd顯示屏原理
萬(wàn)能遙控器相關(guān)文章:萬(wàn)能遙控器代碼
單片機(jī)相關(guān)文章:單片機(jī)教程
單片機(jī)相關(guān)文章:單片機(jī)視頻教程
單片機(jī)相關(guān)文章:單片機(jī)工作原理
高通濾波器相關(guān)文章:高通濾波器原理 lcd相關(guān)文章:lcd原理 溫濕度控制器相關(guān)文章:溫濕度控制器原理
評(píng)論