新型節能插座設計

文 長沙市雅禮中學高考實驗1305班蔣文琦

很多家用電器都具有待機功能，雖然給人們帶來方便，但待機狀態下消耗的能量也造成了極大的浪費。另外，電器長期待機也會縮短電器的使用壽命，使設備過早報廢以及存在安全隱患等。

因此我提出一種基于單片機控制系統的低成本新型節能插座，用戶利用它可對家中的電器進行自動斷電控制，減少浪費。

新型節能插座以單片機為控制核心，通過I/O口連接顯示報警模塊、外部獨立按鍵、信號采集模塊和功率控制模塊。

1.信號采集模塊

信號采集模塊包括電壓電流采樣、溫度采樣等。采用專門的電能計量芯片對電壓電流信號進行采樣，采樣后的數據量通過總線發送給MCU進行處理。

2.鍵盤電路

通過單鍵盤的輸入方式，用于設定插座的運行模式以及定時開關的時間等。當用戶不需要自動待機斷電功能時，可通過按鍵選擇運行模式。在程序控制中，通過MCU的外部中斷來檢測是否有按鍵按下，同時在程序中采用延時環節來解決按鍵的抖動問題。

3.功率控制模塊

繼電器的容量要高于負載的最大功率，主控芯片MCU監測數據超過極限值，則控制繼電器斷開。當家用電器處于待機模式時，電器輸出功率一般小于設定計量值，此時MCU發出斷開信號，連接在插座上的電器即可停止工作，從而減小電器待機能耗。

4.顯示報警模塊

顯示報警模塊主要方便用戶隨時查看當前各項用電計量參數，如功率、電壓和溫度等，同時顯示電器的狀態和故障信息。當電器用電超過計量極限值時，由單片機向報警模塊發出報警命令，進行聲光報警，與此同時斷開部分電器，避免發生安全事故。

5.軟件程序設計

主程序主要完成對I/O口、定時器的初始化以及從EEPROM中讀取系統參數，并自動進入智能模式。主程序檢測到功率值或溫度值超過預設極限值時，發出報警信號，控制聲光報警，同時斷開部分與插座連接的電器，排除安全隱患。

程序檢測到電器處于待機狀態時，斷開與插座相連的待機電器。同時，主程序實時監測按鍵信號，方便用戶對系統參數進行設定，以及對插座在智能模式和普通模式間切換。

新型節能插座能靈敏地檢測出家用電器負載情況，有效控制電器的工作狀態，不僅能使電器的待機功率為零，而且可以保證用電安全，具有很好的社會效益和廣泛的應用價值。

主程序流程圖