一種帶光控經緯度智能用電保護裝置及控制流程的製作方法

2023-07-04 17:28:56 1

本發明涉及電力設備
技術領域：
，尤其是一種帶光控經緯度智能用電保護裝置及控制流程。
背景技術：
：現代化的生活中許多家庭和工廠的電路保護只有一個空氣開關進行保護，並不具備其它保護功能，如漏電保護等。導致家庭與工廠的電路走線越來越複雜，大大的降低了安全設備的維護性及可靠性增加了維護成本和工作效率。但普通的用電保護裝置也存在很多不利因素；其功能單一，在電壓過高時或過低時無法保護到用電設備；在電流過大時無法及時斷開保護到用電設備；現有保護裝置在跳閘後無法自動判斷及合閘，需手動管理；在特定需要光控或經緯度控制的用電條件下，普通用電保護裝置也無法完成該項控制。因此，現有的用電保護裝置多為功能單一，成本高，效率低，耗時間等缺點。技術實現要素：本發明的目的在於提供一種帶光控經緯度智能用電保護裝置及控制流程，以解決上述
背景技術：
中提出的問題。為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種帶光控經緯度智能用電保護裝置，包括供電電路、輸入電路、單片機控制電路和輸出控制與顯示電路，輸入電路由信號輸入與放大電路、按鍵電路和時鐘電路組成；單片機控制電路由單片機組成；輸出控制與顯示電路由繼電器控制電路、lcd顯示電路和燈光指示電路組成；信號輸入與放大電路、按鍵電路和時鐘電路的輸出端均連接於單片機的輸入端；單片機的輸出端分別連接於繼電器控制電路、lcd顯示電路和燈光指示電路的輸入端。優選的，供電電路由降壓晶片u4和降壓晶片u5組成，降壓晶片u4的輸入端串聯電容c13接到降壓晶片u4的公共端接地，電容c13並聯電容c1接正12v電壓；降壓晶片u4的輸出端串聯電容c12接到降壓晶片u4的公共端接地，電容c12兩端並聯電容ce1和可變電阻rv1，並輸出正5v電壓；降壓晶片u5的輸入端串聯電容c3接到降壓晶片u5的公共端接地，降壓晶片u5的輸出端串聯電容c14接到降壓晶片u5的公共端接地，電容c14兩端還並聯電容c19和電容c15。優選的，信號輸入與放大電路由信號端子j1和運算放大器u2組成，信號端子j1的埠5接電阻r5引入輸入信號，信號端子j1的埠5還接電阻r12接到正5v電壓，接電阻r10接地；運算放大器u2通過信號端子j1引入的輸入信號放大。優選的，按鍵電路包括按鍵（key1、key2、key3、key4），按鍵key1電性連接於單片機上。優選的，時鐘電路由高精度時鐘晶片u3、超級電容e1和二極體d3組成，高精度時鐘晶片u3的引腳2串聯電阻r8接到正5v電壓上；引腳13串聯電阻r7接到正5v電壓上；高精度時鐘晶片u3的引腳6和引腳7分別接超級電容e1和電容c2的一端形成閉合迴路；超級電容e1的負極接地，正極串聯二極體d3接到正5v電壓上。優選的，單片機內置復位電路和晶振電路。優選的，繼電器控制電路由繼電器（k1、k2）和繼電器專用晶片u6組成，繼電器（k1、k2）的1腳均接繼電器專用晶片u6的引腳1上，繼電器（k1、k2）的3腳均接繼電器專用晶片u6的引腳4上。優選的，lcd顯示電路包括液晶屏con1和字庫晶片u7，液晶屏con1和字庫晶片u7均電性連接於單片機的控制端。優選的，燈光指示電路包括發光二極體（led1、led2、led3、led4、led5），發光二極體（led1、led2、led3、led4、led5）的正極分別串聯電阻r1、電阻r2、電阻r3、電阻r4和電阻r5，發光二極體（led1、led2、led3、led4、led5）的負極並聯接到正5v電壓上。本發明要解決的另一技術問題是對帶光控經緯度智能用電保護裝置的控制流程，包括以下步驟：s1：系統供電；系統通過市電取電供電，通過降壓晶片u4和降壓晶片u5進行降壓和穩壓，以12v和5v給各個電路供電；s2：數據採集；採集當前輸入市電的電壓、負載端電流和負載漏電電流，通過亮度傳感器採集當前環境的亮度數據；通過高精度時鐘晶片u3，獲取當前的時間數據；通過rs485或rs232接口傳送控制指令；數據和指令通過處理後傳回單片機控制系統進行運算和分析。s3：數據處理；單片機完成了集數據和運算和分析，並通過算法算出當前經緯度的日出日落時間，單片機對所有採集的數據進行實時監控，發現異常數據，將對負載端進行保護。s4：控制負載通斷；通過繼電器（k1、k2）分別控制火線和零線的通斷來完成，單片機控制電路完成對數據的分析和處理後，將發對應的通斷指令給繼電器控制電路，繼電器控制電路控制繼電器（k1、k2）完成相應動作。與現有技術相比，本發明有益效果：1、本帶光控經緯度智能用電保護裝置，在戶外配電保護，照明亮化工程等用電保護上有極具大的市場需求，產品可實現一體化多功能保護，集成漏電、過壓、欠壓、過流保護可以改變現有的方案。本發明的產品代替漏電保護開關+經緯度控制器+過欠壓保護器+斷路器等多個組合的保護器的安裝；體積小，安裝方便，保護更全面；其設計使產品更具實用性。2、本帶光控經緯度智能用電保護裝置，擁有強大的電路管理系統，當線路出現故障時能及時的斷電保護，同時還具有自動重合閘的功能，在一定程度上降低人工維護成本，大大提高效率。附圖說明圖1為本發明的整體系統原理框圖；圖2為本發明的單片機連接原理框圖；圖3為本發明的供電電路圖；圖4為本發明的信號輸入與放大電路圖；圖5為本發明的按鍵電路圖；圖6為本發明的時鐘電路圖；圖7為本發明的單片機電路圖；圖8為本發明的繼電器控制電路圖9為本發明的lcd顯示電路圖；圖10為本發明的燈光指示電路圖；圖11為本發明的電網的監控和保護流程圖；圖12為本發明的經緯度和光控控制流程圖。圖中：1供電電路、2輸入電路、21信號輸入與放大電路、22按鍵電路、23時鐘電路、3單片機控制電路、31單片機、4輸出控制與顯示電路、41繼電器控制電路、42lcd顯示電路、43燈光指示電路。具體實施方式下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。請參閱圖1、圖2和圖7，本發明實施例中，一種帶光控經緯度智能用電保護裝置，包括供電電路1、輸入電路2、單片機控制電路3和輸出控制與顯示電路4，輸入電路2由信號輸入與放大電路21、按鍵電路22和時鐘電路23組成；單片機控制電路3由單片機31組成，單片機31內置復位電路和晶振電路，工作電壓寬3-5.5v、帶adc（模數轉換）、帶串口、運行速度大、容量大、抗幹擾強；單片機31要完成輸入信號的採集和分析，進行經緯度算法的計算，經過運算和比較後，控制對應的控制單元；輸出控制與顯示電路4由繼電器控制電路41、lcd顯示電路42和燈光指示電路43組成；信號輸入與放大電路21、按鍵電路22和時鐘電路23的輸出端均連接於單片機31的輸入端；單片機31的輸出端分別連接於繼電器控制電路41、lcd顯示電路42和燈光指示電路43的輸入端。請參閱圖3，本發明實施例中，一種帶光控經緯度智能用電保護裝置，供電電路1由降壓晶片u4和降壓晶片u5組成，降壓晶片u4的輸入端串聯電容c13接到降壓晶片u4的公共端接地，電容c13並聯電容c1接正12v電壓；降壓晶片u4的輸出端串聯電容c12接到降壓晶片u4的公共端接地，電容c12兩端並聯電容ce1和可變電阻rv1，並輸出正5v電壓；降壓晶片u5的輸入端串聯電容c3接到降壓晶片u5的公共端接地，降壓晶片u5的輸出端串聯電容c14接到降壓晶片u5的公共端接地，電容c14兩端還並聯電容c19和電容c15；供電電路1的作用是：通過輸入的12v電壓經過電容c1、電容c3、電容c13進行濾波作用，然後分別經過降壓晶片u4、降壓晶片u5將12v電壓降成3.3v和5v，最後進行電容濾波，3.3v供給lcd顯示電路42，5v供給其他電路使用。請參閱圖4，本發明實施例中，一種帶光控經緯度智能用電保護裝置，信號輸入與放大電路21由信號端子j1和運算放大器u2組成，信號端子j1的埠5接電阻r5引入輸入信號，信號端子j1的埠5還接電阻r12接到正5v電壓，接電阻r10接地；運算放大器u2通過信號端子j1引入的輸入信號放大，電容和電阻，對信號放大的倍數進行處理，最後將處理後的信號傳給單片機31。請參閱圖5，本發明實施例中，一種帶光控經緯度智能用電保護裝置，按鍵電路22包括按鍵（key1、key2、key3、key4），按鍵key1電性連接於單片機31上，可實現客戶按自己的需求設置參數，當任意一個按鍵按下，key1將輸出一個低電平給單片機31，單片機31以此來識別用戶是否有按鍵操作。請參閱圖6，本發明實施例中，一種帶光控經緯度智能用電保護裝置，時鐘電路23由高精度時鐘晶片u3、超級電容e1和二極體d3組成，高精度時鐘晶片u3的引腳2串聯電阻r8接到正5v電壓上；引腳13串聯電阻r7接到正5v電壓上；高精度時鐘晶片u3的引腳6和引腳7分別接超級電容e1和電容c2的一端形成閉合迴路；超級電容e1的負極接地，正極串聯二極體d3接到正5v電壓上，高精度時鐘晶片u3為整個系統提供時鐘源，確保系統能在特定的時間實現開關機；超級電容e1為時鐘備用電源，當系統主供電斷開時，超級電容e1將提供電源，確保時鐘一直在運行；二極體d3用於給超級電容e1充電和給時鐘晶片u3供電。請參閱圖8，本發明實施例中，一種帶光控經緯度智能用電保護裝置，繼電器控制電路41由繼電器（k1、k2）和繼電器專用晶片u6組成，繼電器（k1、k2）的1腳均接繼電器專用晶片u6的引腳1上，繼電器（k1、k2）的3腳均接繼電器專用晶片u6的引腳4上，輸出控制與顯示電路4主要控制繼電器（k1、k2）的通斷，從而實現控制負載的通斷，繼電器專用晶片u6內部包含mos管和保護電路，可驅動繼電器、電機等感性負載。請參閱圖9，本發明實施例中，一種帶光控經緯度智能用電保護裝置，lcd顯示電路42包括液晶屏con1和字庫晶片u7，液晶屏con1和字庫晶片u7均電性連接於單片機31的控制端，液晶屏con1在mcu的控制信號和字庫晶片u7的配合下，顯示各類中英文字。請參閱圖10，本發明實施例中，一種帶光控經緯度智能用電保護裝置，燈光指示電路43包括發光二極體（led1、led2、led3、led4、led5），發光二極體（led1、led2、led3、led4、led5）的正極分別串聯電阻r1、電阻r2、電阻r3、電阻r4和電阻r5，發光二極體（led1、led2、led3、led4、led5）的負極並聯接到正5v電壓上；發光二極體（led1、led2、led3、led4、led5）用作必要的指示。請參閱圖11和圖12，本發明實施例中，對帶光控經緯度智能用電保護裝置的控制流程，包括以下步驟：第一步：系統供電；系統通過市電取電供電，通過降壓晶片u4和降壓晶片u5進行降壓和穩壓，以12v和5v給各個電路供電；第二步：數據採集；採集當前輸入市電的電壓、負載端電流和負載漏電電流，通過亮度傳感器採集當前環境的亮度數據；通過高精度時鐘晶片u3，獲取當前的時間數據；通過rs485或rs232接口傳送控制指令；數據和指令通過處理後傳回單片機31控制系統進行運算和分析。第三步：數據處理；單片機31完成了集數據和運算和分析，並通過算法算出當前經緯度的日出日落時間，單片機31對所有採集的數據進行實時監控，發現異常數據，將對負載端進行保護。第四步：控制負載通斷；通過繼電器（k1、k2）分別控制火線和零線的通斷來完成，單片機控制電路3完成對數據的分析和處理後，將發對應的通斷指令給繼電器控制電路41，繼電器控制電路41控制繼電器（k1、k2）完成相應動作。傳統經緯度算法，需要用戶提供當前位置的經緯度坐標，給用戶帶來很大的不便。保護器使用獨創先進的算法，排脫繁瑣的經緯度坐標點設置，直接按中國地理區划進行設置，從而很方便的得到日出日落時間，用戶還可以通過本地實際的情況，對日出日落時間進行微調操作，從而很方便的應用到路燈照明亮化工程。具體區劃如表1所示：位置包含省市默認經度默認緯度華東上海市、江蘇省、浙江省、安徽省、江西省、山東省、福建省、臺灣省117.2531.83華北北京市、天津市、山西省、河北省、內蒙古自治區中部116.439.9華中河南省、湖北省、湖南省114.330.6華南廣東省、廣西壯族自治區、海南省、香港特別行政區、澳門特別行政區112.4723.05西南重慶市、四川省、貴州省、雲南省、西藏自治區91.1329.65西北陝西省、甘肅省、青海省、寧夏回族自治區、新疆維吾爾自治區、內蒙古自治區西部阿拉善盟98.2739.8東北黑龍江省、吉林省、遼寧省、內蒙古東部126.5345.8本發明整合用電保護、經緯度和光控控制為一體，完善傳統經緯度設置的短板，完成一體化智能控制。實現類似的功能可以用不同型號的傳感器和單片機，但顯而易見，通過對元器件的變型均視為本發明所公開的內容和本發明的保護範圍。對於本領域技術人員而言，顯然本發明不限於上述示範性實施例的細節，而且在不背離本發明的精神或基本特徵的情況下，能夠以其他的具體形式實現本發明。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示範性的，而且是非限制性的，本發明的範圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和範圍內的所有變化囊括在本發明內。不應將權利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權利要求。此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但並非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。當前第1頁12