一种由单片机控制的停电防自启红外感应智能开关制造技术

本发明专利技术公开了一种由单片机控制的停电防自启红外感应智能开关。包括电源模块、触摸开关模块、红外感应开关模块、单片机中央处理模块、继电器控制模块。主要连接：电源模块与为各模块供电；红外感应模块、触摸开关模块及继电器控制模块与单片机的I/O口相连，实现对负载电路的控制；电源模块内含一个稳压模块和一个停电防自启模块，停电防自启模块由充放电电路及充电电池组成，在停电时为红外感应开关模块提供稳定电源。该开关可实现触摸开断和弱光条件下通过人体感应自动开启,在无人活动状态下延时关闭，同时可防止停电后重新来电时开关处于开启状态浪费电能。该智能开关不仅可以用在照明电路中，对部分家用电器也很实用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于智能家居控制节能系统，具体讲是涉及一种由单片机控制的停电防自启红外感应智能开关。
技术介绍
在人们的日常生活中，开关随处可见，基本上每种用电的电器都需要至少一个开关来控制，让人们可以自己控制电器的使用状态。然而在这么多开关中，大多数开关都是传统的机械开关，需要人手直接按压才能实现有效的通断，对于一些行动不方便的人来说按压有时候也并非易事，或者记性不好的人常常忘记关掉开关造成不少浪费，还有这些机械开关没有记忆功能，在停电后如果忘记关掉开关，下次来电时会继续保持开状态，会造成一定的能源损失和浪费。在越来越智能化的现代社会，这样的开关是无法满足人们需求的，人们需要有感应的更加自动化的节能开关。为了解决这一问题，我们设计出了一种停电防自启的红外感应智能开关。该开关可实现触摸开断和弱光条件下通过人体感应自动开启,在无人活动状态下延时关闭；具有防止停电后重新来电时开关处于开启状态浪费电能的功能。应用简单的单片机技术和红外感应技术，实现低成本，简单而智能的开关，对智能家居的发展具有重要意义。
技术实现思路
一种由单片机控制的停电防自启红外感应智能开关。本专利技术采用以下方案实现：一种由单片机控制的停电防自启红外感应智能开关；包括电源模块、触摸开关模块、红外感应开关模块、单片机中央处理模块和继电器控制模块；其特征是：电源模块连接触摸开关模块和红外感应开关模块，触摸开关模块和红外感应开关模块连接单片机中央处理模块，单片机中央处理模块连接继电器控制模块；电源模块内含一个稳压模块和一个停电防自启模块，稳压模块与停电防自启模块串联连接，停电防自启模块由充放电电路及充电电池组成；红外感应模块含热释电1和热释电2两个模块，热释电1内含光敏电阻；开关的开断控制模式含三种：触摸开关控制模式、含光敏电阻的热释电1控制模式及触摸开关与热释电2组合控制模式。稳压模块输出VCC为触摸开关模块、单片机中央处理模块和继电器控制模块供电,停电防自启模块输出VCC2为红外感应模块供电，在停电时为红外感应开关模块提供稳定电源，实现停电防自启功能；红外感应开关模块、触摸开关模块及继电器控制模块分别与单片机的I/O口连接。所述电源模块内含一个稳压模块和一个停电防自启模块，稳压模块与停电防自启模块串联连接，停电防自启模块由充放电电路及充电电池组成。其中充放电电路由D5、D6二极管，D7稳压二极管,R3、R4电阻和一个充电电池组成。D5、D6正极同时连接到稳压模块输出的正极端VCC，D5、D6负极分别与电阻R3两端连接，D5负极同时接到电阻R4一端，R4另一端接D7稳压二极管负极，D7稳压二极管两端并联一个充电电池,D6负极接停电防自启模块输出端VCC2。稳压模块由电源变压器T1，桥式整流电路D1～D4，滤波电容C1、C3，防止自激电容C2、C3和一只固定式三端稳压器LM7805CK组成。220V交流市电通过电源变压器变换成交流低压9V电源，再经过桥式整流电路D1～D4的整流和滤波电容C1的滤波，在固定式三端稳压器LM7805CK的Vin和GND两端形成一个并不十分稳定的直流电压，此直流电压经过LM7805CK的稳压和C3的滤波便在稳压电源的输出端VCC产生了精度高、稳定度好的5V直流输出电压。稳压模块输出端VCC连接触摸开关模块、单片机中央处理模块和继电器控制模块的电源端VCC,停电防自启模块输出端VCC2连接2个红外感应模块的电源端VCC2。该电源模块可为该系统的各个模块提供稳定的电源，同时停电防自启电源模块可以在突然停电的状态下为红外感应开关模块提供持续稳定的电源，消除红外感应模块存留的有效信号。所述触摸开关模块由NE555芯片，C6、C7电容，电阻R5和金属片组成。C6并联在NE555芯片的1脚和5脚之间，C7并联在NE555芯片的1脚和6脚之间，R5并联在NE555芯片的7脚和8脚之间，金属片接在NE555芯片的2脚，4、8引脚相连，6、7引脚相连，3脚接单片机P0.2引脚。平时由于触摸片无感应电压，电容C7通过NE555第7脚放电完毕，3脚输出为低电平；当手摸金属片时，2脚通过人体电阻接地，电位变低，3脚输出高电平，电源通过R5给C7充电，当电容C7上电压上升至电源电压的2/3时，NE555第7脚导通使C7放电，使第3脚输出由高电平变回到低电平。该模块可实现人手每触碰金属片一次就触发一次高电平输入到单片机，单片机通过内部程序，每接收到一次高电平信号，就将单片机的输出信号置反，实现手动触摸控制开关通断。所述红外感应模块由热释电1和热释电2两个人体红外感应模块组成。该热释电为HC-SR501热释电红外感应模块，可重复触发。热释电1内含光敏感应，1、3端接直流电源，2端接到单片机P0.0端口，热释电2的1、3端口接直流电源，2端接到单片机P0.1端口。热释电1与单片机相连，通过程序控制可实现弱光有人时开关自启，人离开后开关自动断开的控制模式；热释电2与触摸开关模块组合，通过单片机控制可实现人触摸触摸开关金属片接通开关，人离开后自动断开开关的控制模式。该热释电模块为可重复触发，即感应输出高电平后，在延时时间段内，如果有人体在其感应范围活动，其输出将一直保持高电平，直到人离开后才延时将高电平变为低电平。感应模块检测到人体的每一次活动后输出一个高电平，且该高电平会自动顺延一个延时时间段，并且以最后一次活动的时间为延时时间的起始点。由于该热释电模块以最后一次活动的时间为延时时间的起始点，且在突然断电的情况下若该延时时间段未结束，下次来电时会接着顺延此延时时间段，造成来电且无人时热释电输出为高电平，导致开关自动开启造成能源浪费，甚至存在潜在危险。但通过上述电源模块中的停电防自启模块，在停电时内部电池对该模块进行持续供电可使热释电不会有突然断电的情况，即当停电期间，热释电模块因未断电，可继续工作，人离开后，热释电模块在最后一次活动的时间延时一小段时间（该时间可人为设定）后，自动将高电平变为低电平，此后如果来电且无人时，开关不会误触发，一直处于断开状态，起到停电防自启作用。所述单片机中央处理模块主要由晶振电路、复位电路和单片机组成。MCS-51单片机内部有一个高增益反相放大器，引脚XTAL1和XTAL2分别是该放大器的输入端和输出端，晶振电路有晶振Y1和电容C9、C10组成，两电容对频率有微调作用，晶振谐振器的频率范围可在1.2MHz～12MHz之间选择。为了减小寄生电容，更好地保证振荡器稳定、可靠地工作，振荡器和电容应尽可能安装得与单片机引脚XTALl和XTAL2靠近。复位电路由C5、R1、R2和按键组成，上电时，接通电源，电容器C5相当于瞬间短路，+5V加到了RST端，该高电平使8052全机复位。若运行过程中，需要程序从头执行，只需按动按钮S，则直接把+5V加到了RST端，从而复位。所述继电器控制模块由继电器J和三极管Q1组成。三极管Q1基极接单片机P1.0引脚，集电极接继电器J常闭触头一端，发射极接地，继电器J常闭触头另一端接电源正极。当Q1的基极收到来之单片机P1.0的高电平时，三极管发射极导通，继电器接通到电路，触发常开触点闭合，接通负载电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由单片机控制的停电防自启红外感应智能开关；包括电源模块、触摸开关模块、红外感应开关模块、单片机中央处理模块和继电器控制模块；其特征是：电源模块连接触摸开关模块和红外感应开关模块，触摸开关模块和红外感应开关模块连接单片机中央处理模块，单片机中央处理模块连接继电器控制模块；电源模块内含一个稳压模块和一个停电防自启模块，稳压模块与停电防自启模块串联连接，停电防自启模块由充放电电路及充电电池组成；红外感应模块含热释电A和热释电B两个模块，热释电A内含光敏电阻；开关的开断控制模式含三种：触摸开关控制模式、含光敏电阻的热释电A控制模式及触摸开关与热释电B组合控制模式；稳压模块输出VCC为触摸开关模块、单片机中央处理模块和继电器控制模块供电, 停电防自启模块输出VCC2为红外感应模块供电，在停电时为红外感应开关模块提供稳定电源，实现停电防自启功能；红外感应开关模块、触摸开关模块及继电器控制模块分别与单片机中央处理模块的I/O口连接。

【技术特征摘要】
1.一种由单片机控制的停电防自启红外感应智能开关；包括电源模块、触摸开关模块、红外感应开关模块、单片机中央处理模块和继电器控制模块；其特征是：电源模块连接触摸开关模块和红外感应开关模块，触摸开关模块和红外感应开关模块连接单片机中央处理模块，单片机中央处理模块连接继电器控制模块；电源模块内含一个稳压模块和一个停电防自启模块，稳压模块与停电防自启模块串联连接，停电防自启模块由充放电电路及充电电池组成；红外感应模块含热释电A和热释电B两个模块，热释电A内含光敏电阻；开关的开断控制模式含三种：触摸开关控制模式、含光敏电阻的热释电A控制模式及触摸开关与热释电B组合控制模式；稳压模块输出VCC为触摸开关模块、单片机中央处理模块和继电器控制模块供电,停电防自启模块输出VCC2为红外感应模块供电，在停电时为红外感应开关模块提供稳定电源，实现停电防自启功能；红外感应开关模块、触摸开关模块及继电器控制模块分别与单片机中央处理模块的I/O口连接。
2.如权利要求1所述的一种由单片机控制的停电防自启红外感应智能开关，其特征是：所述电源模块其中充放电电路由D5、D6二极管，D7稳压二极管,R3、R4电阻和一个充电电池组成。D5、D6正极同时连接到稳压模块输出的正极端VCC，D5、D6负极分别与电阻R3两端连接，D5负极同时接到电阻R4一端，R4另一端接D7稳压二极管负极...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘军，肖慧荣，刘海，
申请(专利权)人：南昌航空大学，
类型：发明
国别省市：江西;36