O 引言
电力,是当今社会发展中最为重要的能源,是国民经济及广大人民日常生活不可缺少的东西。但能源有限,电来之不易,2008年冰冻灾害,更让人们深切感受到电能在日常生活中所发挥的巨大作用。在享受电给人们生活带来无限乐趣和提供巨大方便的同时,不能忽视由于疏忽大意或使用不当而造成的浪费和带来的灾难。在倡导低碳经济的今天,在进一步提高人们安全用电知识、培养人们节约用电意识的同时,研究设计用电设备安全节能、减少浪费等方面的装置,具有现实意义和实际推广应用的价值。人们日常生活中,多种用电设备要通过导线、移动式插头、插座与电源延长连接,有不少用电设备,如空调、饮水机、电暖器具及某些照明场所,没有人在的时候,是不需要连续供电的。那么,也就可以研究设计基于人体感应技术、用于电源与用电设备之间相连接的装置,使之具有人离电断的功能,从而实现减少用电浪费、达到提高用电安全的目的,也符合当今世界倡导低碳经济的主题。
1 基本设计要求
本设计应该实现以下功能:
(1)当室内有人,且在选定的空间范围(如办公室、客厅)内间歇地活动时,该装置能保证正常供电,使用电设备正常、连续、稳定的工作。
(2)当人离开某些用电空间范围后,装置可在一定时间内自动关闭电源。(如5分钟、8分钟、10分钟等,可以选择。依据试验、统计和分析可知,大部分用电设备在无人状态时,最好能在15分钟内断电)
(3)可作为某些用电设备的附属装置。也可制作成通用型用电设备连接器,既可连接单相交流电,也可以用于三相交流电源的连接。
(4)要有断电自锁保护功能。
(5)依据本设计的基本原理,可以设计应用到大中专院校教室、实验室室内的总开关接线盒或控制器上。
2 总体结构组成
系统总体结构组成示意如图1所示。
从图l可知,系统分成了两个彼此独立的部分,即感应人体信号、经处理后实现信号的间隔发射部分,和接收处理后与插座连接的部分。其中感应与间歇发射部分,可设计制作成一个小巧、且具有一定艺术造型的装饰品,放置于室内人员相对固定的场所旁边,如办公桌、饮水机、空调等处。考虑到人体红外感应接收人体信号的范围和方向性,系统应用了双PIR探头,同时运用了无线收发射技术。这样,能在一定的室内空间范围实现全方位控制。避免出现死角,从而准确保证只要有人在这样一个一定空间范围内,就能保证稳定连续的供电。
3 主要电路原理简介
3.1 感应发射部分
该部分由人体红外感应模块、自锁延时电路、无线发射电路三部分组成,如图2所示。
人体感应与放大电路:采用了深圳拓安达电子有限公司生产的TAD-838A红外感应模块,去掉光敏器件后直接使用。
自锁延时电路:主要运用了RC延时原理。当人体红外接收模块感应到人体信号后产生高电平信号输入继电器1的4脚。并由常闭端6输出。经三极管放大,带动继电器2工作,继电器2左侧的常开脚8得电,接通无线发射部分发射信号;继电器2右侧的常开脚13也得电,使得电容C1迅速充电,并经放大三极管放大接通继电器1,从而又断开继电器1的常闭脚4、6,此时,人体红外线接收模块的信