DIY一個紅外舒適型節(jié)能電源插座的設(shè)計，給你詳細(xì)的軟硬件架構(gòu)及實現(xiàn)方案

一、項目概述

1.1 引言

如今可持續(xù)發(fā)展成為社會的主題，從而電器的節(jié)能與環(huán)保越來越受到重視。隨著電視機、計算機的使用越來越普遍，其節(jié)能與環(huán)保成為人們關(guān)心的問題。該節(jié)能插座的設(shè)計利用AVR單片機來控制計算機外部設(shè)備電源接口的開或關(guān)，具有智能節(jié)能和定時開關(guān)功能，也可作為普通插座使用，充分顯示出設(shè)計的智能化與人性化。智能節(jié)能插座能有效地控制能源浪費，具有巨大的市場空間。

1.2 項目背景/選題動機

據(jù)有關(guān)部門調(diào)查，有近七成的居民家庭使用家電后不關(guān)閉電源，很多的居民不知道待機也會耗電。而由于電器關(guān)機沒拔插頭的原因，全國每年的耗電量十分驚人。電器待機耗電嚴(yán)重浪費著能源。人們在關(guān)閉計算機、電視的時候，處在待機狀態(tài)，待機能耗不但增加了消費者的日常電費開支，也使電力資源浪費極大，并且容易產(chǎn)生安全隱患。

為節(jié)約能源同時杜絕用電時的安全隱患，我們設(shè)計了此智能型節(jié)能插座：

（1）此插座在檢測到主控設(shè)備（電腦主機、電視機）關(guān)閉后，能自動切斷其他插孔設(shè)備（打印機、DVD/VCD等）的電源。

（2）為增加其舒適性，增加了紅外遙控，更顯人性化；

（3）該智能節(jié)電插座還具備有分段定時開關(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。

（4）該設(shè)計減少了待機功耗，節(jié)約了能源，減少了設(shè)備的輻射，具有良好的節(jié)能環(huán)保特性。

二、需求分析

2.1 功能要求

紅外舒適型節(jié)能插座，具有智能節(jié)能和定時開關(guān)的功能，同時也可以作為普通插座使用。通過功能鍵選擇插座的不同功能。

①當(dāng)處于智能節(jié)電模式時，單片機通過一路電流采樣檢測主機電流的大小并與待機電流（由于不同的計算機待機電流大小不一樣，因此在使用前需采樣主機的待機電流。首先將主機進(jìn)入待機模式，通過模式按鍵進(jìn)入中斷后采樣此時的電流，并存入E2PROM中）比較，以此來判斷計算機所處的的狀態(tài)：當(dāng)處于待機狀態(tài)時，通過一路驅(qū)動電路把受控接口斷開，從而使主機的外部設(shè)備斷電，以達(dá)到節(jié)能和環(huán)保的目的。處于正常工作模式時，通過驅(qū)動電路把接口接上

②當(dāng)處于定時開關(guān)模式時，可以通過鍵盤的加減設(shè)定定時開關(guān)的時間，當(dāng)定時時間到達(dá)時便斷開受控插座，使外部設(shè)備斷電。

③當(dāng)處于普通插座模式時，即為一般的插座，不影響其他設(shè)備的使用。

④同時該插座具有過流保護(hù)的功能，當(dāng)另一路的受控接口的采樣電流大于外設(shè)的額定電流一 ⑤當(dāng)用戶主動關(guān)閉主機（電腦、電視）時，單片機控制主控接口斷開，使主機斷電。當(dāng)用戶再次要使用插座時，通過遙控器給單片機發(fā)送紅外信號，觸發(fā)單片機產(chǎn)生中斷，控制主控接口接上。

圖1 系統(tǒng)架構(gòu)

2.2 性能要求

工作電壓為AC220V/50HZ；使用電壓范圍為：AC175V—240V；最大負(fù)載電流11.336A；靜態(tài)功耗小于0.5w；負(fù)載斷電延遲時間：12.0s+-2s;環(huán)境溫度-40℃---85℃。

在用戶正常使用計算機，使mega 48單片機處于休眠狀態(tài)。當(dāng)檢測到的主機電流小于待機電流時，喚醒單片機，觸發(fā)單片機的外部中斷INT0，控制受控接口斷開；在用戶關(guān)閉計算機后，使mega 48單片機處于休眠狀態(tài)，當(dāng)用戶再次要使用插座時，通過遙控器給插座發(fā)送紅外信號，喚醒單片機，觸發(fā)單片機的外部中斷INT1，控制主控接口接上。也可通過按鍵觸發(fā)單片機中斷，控制主控接口接上。通過使單片機休眠，從而達(dá)到了徹底節(jié)能的目的。