基于AVR的智能節(jié)能插座設(shè)計
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計算機外部設(shè)備(如打印機、掃描儀、音響等)的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。該設(shè)計的計算機智能節(jié)能插座利用主機的開機和關(guān)機來帶動其他設(shè)備的開或關(guān)，使其接口設(shè)備待機能耗為零，能夠減少計算機及其外設(shè)所產(chǎn)生的輻射，以此達到節(jié)能和環(huán)保功效；同時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。
1 智能插座的設(shè)計
1．1 智能插座的硬件結(jié)構(gòu)
計算機智能節(jié)能插座的硬件結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。該控制器以AVR mega 48為控制核心，外圍電路主要由電流采樣電路、模／數(shù)轉(zhuǎn)換參考電壓電路、狀態(tài)顯示電路、鍵盤輸入電路和實時時鐘構(gòu)成。電流采樣電路用于檢測計算機的運行狀態(tài)和過流保護；數(shù)／模轉(zhuǎn)換參考電壓電路為電流的采樣提供參考；狀態(tài)顯示電路表明插座當前的運行狀態(tài)；鍵盤輸入實現(xiàn)普通插座與智能插座的切換、設(shè)置待機臨界電流值、設(shè)置分段開關(guān)的時間點。計算機主機運行狀態(tài)通過主機接口的電流互感器檢測，過流保護通過另一互感器檢測，當電流大于額定電流一定時間時切斷受控插座的電源，對外設(shè)起到保護作用。由于互感器的感應(yīng)電流較小，在數(shù)／模轉(zhuǎn)換過程用對參考電壓的要求較高，該設(shè)計采用帶隙恒壓源TL431作為A／D轉(zhuǎn)換的參考電壓。不同的計算機主機的待機電流可能不同，因此通過外部鍵盤可以采樣待機電流為臨界值，同時可以設(shè)置插座作為普通插座使用；RTC時鐘由PCF8563構(gòu)成。
1．2 AVR單片機
AVR微處理器是Atmel公司的8位嵌入式RISC處理器，具有高性能、高保密性、低功耗等優(yōu)點，程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器可獨立訪問的哈佛結(jié)構(gòu)，代碼執(zhí)行效率高。該系統(tǒng)采用的mega 48v處理器包含有4 KB片內(nèi)可編程FLASH程序存儲器；512 B的E2PROM和512B RAM；同時片內(nèi)還集成了看門狗；8路10位ADC；3路可編程PWM輸出；具有在線系統(tǒng)編程功能，片內(nèi)資源豐富，集成度高，使用方便。使用AVR mega48V可以很方便地實現(xiàn)外部輸入?yún)?shù)的設(shè)置、電流檢測、工作狀態(tài)的指示等。
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