一種門控式電路開關裝置的製作方法

2023-10-24 02:01:47 3

本實用新型屬於日常生活用品技術領域，具體涉及一種門控式電路開關裝置。

背景技術：

電能作為我們日常生活中的主要能源，極大的方便了我們的生活。隨著各類家用電器越來越多，家庭電路的負載也不斷增加，各類電氣故障隨之增多，例如家庭電路線路老化、線路內部故障、短路故障及接地故障等問題給我們的生活帶來了很多的安全隱患，尤其在學生宿舍、酒店等居住人口眾多的地方，常常有因為漏電引發的火災發生，給人們的人身安全和財產安全造成了不可估量的損失。在引發這些安全隱患的原因當中，忘記關閉某些大功率電器的電源(如電熱毯、熱得快等)成為了導致這些安全隱患的主要原因之一。因此，現如今缺少一種可以自動開通或關斷的家庭電路管理系統，免去人們在離開家以後再去重複考慮是否已經切斷電源的問題。本設計通過將家庭電路開關的控制器集成在進戶門上，以把門的開關信號轉換成合適的電信號來控制家庭電路的開通或關斷。這樣一來，就把現有的需要手動操作的物理開關轉換成了通過紅外控制的數字開關，可以達到通過門的開閉實現對家庭電路總開關的開閉控制，免去用戶出門之後的擔憂；本設計還可以實現在用戶不在家的時候節約電能，達到了保護家庭電路安全且節約能源的目的。

技術實現要素：

本實用新型所要解決的技術問題在於針對上述現有技術中的不足，提供一種門控式電路開關裝置，其設計新穎合理，結構簡單，具有通過進戶門的開閉開通或關斷家庭電路總開關的功能，安全可靠，有效降低家中無人時的發生危險的概率，實用性強，便於推廣使用。

為解決上述技術問題，本實用新型採用的技術方案是：一種門控式電路開關裝置，其特徵在於：包括單片機處理器和繼電器驅動主電路，以及與所述單片機處理器相接的復位電路和數據存儲單元，所述單片機處理器的輸入端接有A/D轉換電路和按鍵電路，所述單片機處理器的輸出端接有顯示器、指示燈電路、蜂鳴提醒電路和紅外發射電路，所述A/D轉換電路的輸入端接有接近開關電路，所述紅外發射電路與所述紅外接收電路匹配使用，所述紅外接收電路的輸出端與所述繼電器驅動電路的輸入端相接，所述繼電器驅動電路連接至電磁繼電器，電磁繼電器作為家庭電路的總控制開關使用；所述單片機處理器為STC89C52單片機；所述A/D轉換電路包括晶片ADC0804，所述晶片ADC0804的第1引腳、第2引腳和第3引腳分別與STC89C52單片機的第15引腳、第17引腳和第16引腳相接，所述晶片ADC0804的第4引腳輸出分兩路，一路通過電阻R1與晶片ADC0804的第19引腳相接，另一路與非極性電容C2的一端相接；非極性電容C2的另一端接地，所述晶片ADC0804的第6引腳與電阻R6的一端相接，所述晶片ADC0804的第7引腳、第8引腳和第10引腳均接地，所述晶片ADC0804的第9引腳輸入分兩路，一路與電阻R9的一端相接，另一路與電阻R8的一端相接；電阻R8的另一端與5V電源輸出端相接，電阻R9的另一端接地，所述晶片ADC0804的第18引腳、第17引腳、第16引腳、第15引腳、第14引腳、第13引腳、第12引腳和第11引腳分別與STC89C52單片機的第21引腳、第22引腳、第23引腳、第24引腳、第25引腳、第26引腳、第27引腳和第28引腳相接，所述晶片ADC0804的第20引腳與5V電源輸出端相接；所述指示燈電路由發光二極體D2、發光二極體D3、電阻R10和電阻R11組成，所述發光二極體D2的陰極與STC89C52單片機的第8引腳相接，發光二極體D2的陽極與電阻R10的一端相接，所述發光二極體D3的陰極與STC89C52單片機的第7引腳相接，發光二極體D3的陽極與電阻R11的一端相接，電阻R10的另一端和電阻R11的另一端均與5V電源輸出端相接。

上述的一種門控式電路開關裝置，其特徵在於：所述接近開關電路包括接近開關K2，所述接近開關K2的第1引腳與24V電源輸出端相接，所述接近開關K2的第2引腳與通過電阻R6的一端與A/D轉換電路晶片ADC0804的第6引腳相接，所述接近開關K2的第3引腳接地。

上述的一種門控式電路開關裝置，其特徵在於：所述紅外發射電路包括三極體Q4和紅外發射管D5，所述三極體Q4的基極分為兩路，一路通過電阻R15與單片機處理器的第3引腳相接，另一路通過電阻R13與5V電源輸出端相接，所述三極體Q4的發射極與5V電源輸出端相接，所述三極體Q4的集電極通過電阻R16與紅外發射管D5的正極相接，所述紅外發射管D5的負極接地。

上述的一種門控式電路開關裝置，其特徵在於：所述紅外接收電路包括紅外接收管D4，所述紅外接收管D4的正極接地，所說紅外接收管D4的負極分為兩路，一路通過電阻R7與繼電器驅動電路中三極體Q1相接，另一路與電阻R14的一端相接，電阻R14的另一端分為兩路，一路與5V電源相接，另一路通過電容C5接地。

上述的一種門控式電路開關裝置，其特徵在於：所述繼電器驅動電路包括單刀雙擲繼電器K1、三極體Q1和二極體D1，所述單刀雙擲繼電器K1的動觸點連接市電交流電的零線N和火線L，所述單刀雙擲繼電器K1的線圈的一端輸入分兩路，一路與24V電源輸出端相接，另一路與三極體Q1的集電極相接；所述三極體Q1的基極通過電阻R7一端相接，電阻R7的另一端分為兩路，一路與紅外接收電路的輸出端相接，另一路通過電阻R4與5V電源相接，所述二極體D1的負極與24V電源相接，所述二極體D1的正極與二極體Q1的集電極相接。

上述的一種門控式電路開關裝置，其特徵在於：所述蜂鳴提醒電路包括蜂鳴器FM、三極體Q2和按鍵S1，所述蜂鳴器FM的正輸入端+與按鍵S1的一端相接，按鍵S1的另一端與5V電源輸出端相接，所述蜂鳴器FM的負輸入端-與三極體Q2的發射極相接，三極體Q2的基極與STC89C52單片機的第10引腳相接，三極體Q4的集電極接地。

本實用新型與現有技術相比具有以下優點：

1、本實用新型通過進戶門的開閉信號自動打開或切斷家庭電路的總開關，確保在家中無人時家庭電路關斷，不會因為短路故障或者線路過熱而引發危險，準確度高，電路簡單。

2、本實用新型通過紅外發射電路和紅外接收電路的配合來驅動繼電器驅動電路，繼電器驅動電路驅動繼電器來控制家庭電路總開關的開通或者關斷，紅外發射接收電路匹配精確，輻射強度高，可靠性好。送給繼電器的驅動信號準確，能保證繼電器準確動作，以達到本實用新型功能。

3、本實用新型具有靈活的操作方式，可以讓用戶自主選擇是否啟用本系統，且具有系統故障報警功能。系統工作狀態可以通過顯示器實時顯示，供使用者查看，蜂鳴提醒電路設置按鍵開關可以選擇是否需要提示，這樣做的目的是防止蜂鳴器在某些情況下打擾用戶，功能完備，使用效果好。

4、本實用新型設計新穎合理，結構簡單，成本低，操作簡單，實用性強，便於推廣使用。

綜上所述，本實用新型設計新穎合理，結構簡單，具有管理家庭電路的功能，家庭電路發生故障時，系統可以迅速切斷電路，安全可靠，有效保護，實用性強，便於推廣使用。

下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術方案做進一步的詳細描述。

附圖說明

圖1為本實用新型的電路原理框圖。

圖2為本實用新型單片機處理器的電路原理圖。

圖3為本實用新型接近開關電路的電路原理圖。

圖4為本實用新型A/D轉換電路的電路原理圖。

圖5為本實用新型紅外發射電路的電路原理圖。

圖6為本實用新型紅外接收電路的電路原理圖。

圖7為本實用新型指示燈電路的電路原理圖。

圖8為本實用新型蜂鳴提醒電路的電路原理圖。

圖9為本實用新型繼電器驅動電路的電路原理圖。

附圖標記說明：

1-接近開關電路； 2-A/D轉換電路； 3-單片機處理器；

4-紅外發射電路； 5-紅外接收電路； 6-繼電器驅動電路；

7-按鍵電路； 8-復位電路； 9-數據存儲器；

10-顯示器； 11-指示燈電路； 12-蜂鳴提醒電路。

具體實施方式

如圖1、圖2、圖5、圖6和圖9所示，本實用新型包括單片機處理器3和繼電器驅動主電路6，以及與所述單片機處理器3相接的復位電路8和數據存儲單元9，所述單片機處理器3的輸入端接有A/D轉換電路2和按鍵電路7，所述單片機處理器3的輸出端接有顯示器10、指示燈電路11、蜂鳴提醒電路12和紅外發射電路4，所述A/D轉換電路2的輸入端接有接近開關電路1，所述紅外發射電路4與所述紅外接收電路5匹配使用，所述紅外接收電路5的輸出端與所述繼電器驅動電路6的輸入端相接，所述繼電器驅動電路6連接至電磁繼電器，電磁繼電器作為家庭電路的總控制開關使用；所述單片機處理器3為STC89C52單片機；所述A/D轉換電路2包括晶片ADC0804，所述晶片ADC0804的第1引腳、第2引腳和第3引腳分別與STC89C52單片機的第15引腳、第17引腳和第16引腳相接，所述晶片ADC0804的第4引腳輸出分兩路，一路通過電阻R1與晶片ADC0804的第19引腳相接，另一路與非極性電容C2的一端相接；非極性電容C2的另一端接地，所述晶片ADC0804的第6引腳與電阻R6的一端相接，所述晶片ADC0804的第7引腳、第8引腳和第10引腳均接地，所述晶片ADC0804的第9引腳輸入分兩路，一路與電阻R9的一端相接，另一路與電阻R8的一端相接；電阻R8的另一端與5V電源輸出端相接，電阻R9的另一端接地，所述晶片ADC0804的第18引腳、第17引腳、第16引腳、第15引腳、第14引腳、第13引腳、第12引腳和第11引腳分別與STC89C52單片機的第21引腳、第22引腳、第23引腳、第24引腳、第25引腳、第26引腳、第27引腳和第28引腳相接，所述晶片ADC0804的第20引腳與5V電源輸出端相接；所述指示燈電路11由發光二極體D2、發光二極體D3、電阻R10和電阻R11組成，所述發光二極體D2的陰極與STC89C52單片機的第8引腳相接，發光二極體D2的陽極與電阻R10的一端相接，所述發光二極體D3的陰極與STC89C52單片機的第7引腳相接，發光二極體D3的陽極與電阻R11的一端相接，電阻R10的另一端和電阻R11的另一端均與5V電源輸出端相接。

如圖2所示，本實施例中，所述接近開關電路包括接近開關K2，所述接近開關K2的第1引腳與24V電源輸出端相接，所述接近開關K2的第2引腳與通過電阻R6的一端與A/D轉換電路晶片ADC0804的第6引腳相接，所述接近開關K2的第3引腳接地。

如圖4所示，本實施例中，所述紅外發射電路包括三極體Q4和紅外發射管D5，所述三極體Q4的基極分為兩路，一路通過電阻R15與單片機處理器的第3引腳相接，另一路通過電阻R13與5V電源輸出端相接，所述三極體Q4的發射極與5V電源輸出端相接，所述三極體Q4的集電極通過電阻R16與紅外發射管D5的正極相接，所述紅外發射管D5的負極接地。

如圖5所示，本實施例中，所述紅外接收電路包括紅外接收管D4，所述紅外接收管D4的正極接地，所說紅外接收管D4的負極分為兩路，一路通過電阻R7與繼電器驅動電路中三極體Q1相接，另一路與電阻R14的一端相接，電阻R14的另一端分為兩路，一路與5V電源相接，另一路通過電容C5接地。

如圖6所示，本實施例中，所述繼電器驅動電路包括單刀雙擲繼電器K1、三極體Q1和二極體D1，所述單刀雙擲繼電器K1的動觸點連接市電交流電的零線N和火線L，所述單刀雙擲繼電器K1的線圈的一端輸入分兩路，一路與24V電源輸出端相接，另一路與三極體Q1的集電極相接；所述三極體Q1的基極通過電阻R7一端相接，電阻R7的另一端分為兩路，一路與紅外接收電路的輸出端相接，另一路通過電阻R4與5V電源相接，所述二極體D1的負極與24V電源相接，所述二極體D1的正極與二極體Q1的集電極相接。

如圖8所示，本實施例中，所述蜂鳴提醒電路包括蜂鳴器FM、三極體Q2和按鍵S1，所述蜂鳴器FM的正輸入端+與按鍵S 1的一端相接，按鍵S1的另一端與5V電源輸出端相接，所述蜂鳴器FM的負輸入端-與三極體Q2的發射極相接，三極體Q2的基極與STC89C52單片機的第10引腳相接，三極體Q4的集電極接地。

本實施例中，所述顯示器10包括LCD1602液晶顯示器。

本實用新型使用時，接通電源後，繼電器K1閉合，給家庭電路供電，本系統開始工作。同時，通過接近開關電路1檢測進戶門的開關信號，並將檢測到的開關信號送給A/D轉換電路2的差分輸入端，經過A/D轉換電路2將電流數據轉換為單片機處理器3可處理的電壓數據，單片機處理器3將轉換後的信號輸出給紅外發射電路4，紅外發射電路4的輸入信號通過R15為三極體Q4的基極提供電流，三極體Q4導通，三極體Q4的發射極接通至5V電源，三極體Q4導通，電流由三極體Q4的發射極流至其集電極，通過電阻R16給紅外發射管D5供電，紅外發射管D5持續發出信號，紅外接收電路5中紅外接收管D4接收紅外發射管D5發出的信號，紅外接收電路5輸出端信號發生變化，並將此持續的電流信號送到繼電器驅動電路6的輸入端，電流信號通過電阻R7為三極體Q1基極提供電流，三極體Q1導通，進而繼電器驅動電路6導通，繼電器斷開。繼電器驅動電路6的兩個動觸點K1引入市電交流電源，與家庭電路總開關連接。故可通過繼電器動觸點K1的開通或關斷來控制家庭主電路的開通或者關斷，實現本實用新型的功能。按鍵電路7可設置是否啟用本系統，滿足使用者在不同時段的需求，顯示器10可實時顯示家庭電路總電壓和總電流大小，蜂鳴提醒電路12也可在電壓或電流超過限制時提醒用戶，同時蜂鳴提醒電路12設置按鍵開關可以選擇是否需要提示，可防止蜂鳴器在某些情況下打擾用戶，使用效果好。

以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例，並非對本實用新型作任何限制，凡是根據本實用新型技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結構變化，均仍屬於本實用新型技術方案的保護範圍內。