專利名稱：可編程的遙控多路順序開關(guān)電源插線板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種多路的按順序開關(guān)的電源插線裝置，尤其是可遙控和可設(shè)置密碼可 設(shè)定開關(guān)次序和延時(shí)的電源插線板。
背景技術(shù)：
目前，公知的電源插線板是由電源線、多個(gè)電源插座、開關(guān)、指示燈和外殼而成?？梢?同過總電源開關(guān)進(jìn)行整個(gè)插線板的通斷控制。有些插線板有多個(gè)電源開關(guān)可以分別開關(guān)每個(gè) 插座。但是，通常開關(guān)只能直接用手工控制。當(dāng)前高檔家用電器的擁有量越來越多，其中不 少的電器并非單臺(tái)獨(dú)立工作，而是多臺(tái)組成一套系統(tǒng)，例如音響系統(tǒng)包括影音信號源、信號 處理器、前級放大器、多路后級放大器。還比如多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)也是由多個(gè)獨(dú)立的部分組 合工作。當(dāng)電器打開或關(guān)閉電源開關(guān)的時(shí)候或多或少都會(huì)產(chǎn)生沖擊電流，對其它的電器會(huì)有 一定的干擾，就象開關(guān)電燈時(shí)收音機(jī)會(huì)有噼啪聲一樣，高檔的電器應(yīng)該盡可能避免受到?jīng)_擊 的影響。因此使用這些電器時(shí)實(shí)際上對電源的開與關(guān)是有順序要求的，不按照次序進(jìn)行開和 關(guān)有可能使部分電器受到電信號沖擊的影響從而影響電器的壽命或造成意外損壞，例如高級 影音設(shè)備，需要先開影音信號源，然后再開前級放大器，最后打開后級放大器，關(guān)機(jī)的時(shí)候 順序正好相反，如果操作順序有誤的話，有很多系統(tǒng)會(huì)在揚(yáng)聲器中聽到很大的沖擊聲音，有 可能會(huì)影響到系統(tǒng)的壽命。在我們的日常生活中通常都不會(huì)把電源插線板放在明面上，往往 都會(huì)為了美觀而把它放在暗處，如角落或架子里面，當(dāng)插上插頭后會(huì)有很多電線或放在角落 時(shí)用手來操作電源開關(guān)就很不方便，如果想順序開機(jī)關(guān)機(jī)會(huì)更困難，同時(shí)由于開關(guān)電源的不 方便，很多人就不愿意關(guān)閉總電源，很多電器在待機(jī)狀態(tài)實(shí)際消耗的功率還是不小的，這部 分電器長期處于接通電源的待機(jī)狀態(tài)，即不安全，又浪費(fèi)了能源。在很多時(shí)候，我們并不希 望別人能夠隨意使用電器系統(tǒng)，尤其是兒童，以防止造成危險(xiǎn)和損壞，我們希望能夠?qū)⒂秒?器可靠的關(guān)閉，即俗稱的童鎖的功能。而所有的這些，當(dāng)前流行的電源插線板均無法實(shí)現(xiàn)。
發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有的電源插線板功能單一且使用不便的不足，本實(shí)用新型提供一種智能電源 插線板，該插線板不僅能夠?qū)崿F(xiàn)順序的開關(guān)機(jī)、定時(shí)開關(guān)機(jī)功能、密碼保護(hù)功能，而且能夠 對每路的延時(shí)和次序和是否參與順序開關(guān)機(jī)進(jìn)行設(shè)置，并且可以對每一路進(jìn)行單獨(dú)的開關(guān)控 制。所有這些既可在插線板上操作，也可通過遙控器實(shí)現(xiàn)。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是使用單片機(jī)作為中央控制器，外圍電 路部分包括多個(gè)用于插座電源開斷的繼電器及繼電器驅(qū)動(dòng)電路、 一塊用于顯示當(dāng)前控制狀態(tài)
及進(jìn)行系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置用的點(diǎn)陣字符型LCD顯示模塊、EEPR0M和帶電池的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路來實(shí)現(xiàn) 用戶自定義參數(shù)的存儲(chǔ)及定時(shí)功能的實(shí)現(xiàn)、輕觸型電源開關(guān)按鍵和功能設(shè)定按鍵及多位多功 能按鍵實(shí)現(xiàn)用電器通斷控制及設(shè)定功能、多路射頻無線遙控收發(fā)電路實(shí)現(xiàn)無盲區(qū)控制、為上 述電路供電的電源及總電源開關(guān)。當(dāng)需要使用插線板時(shí)，將插線板總電源開關(guān)閉合，電源插 線板處于等待狀態(tài)，當(dāng)需要啟動(dòng)整套用電器系統(tǒng)時(shí)，長按輕觸電源按鍵，單片機(jī)檢測到電源 開關(guān)按鍵被按下，判斷為電源插線板需要開啟，單片機(jī)進(jìn)入開啟程序，單片機(jī)按照預(yù)先設(shè)定的流程控制相應(yīng)的繼電器順—序弁啟，間時(shí)顯示屏上顯示出開啟的過程， 此時(shí)可以松開輕觸電源開關(guān)，開啟過程結(jié)束后，顯示屏上顯示每路插座的狀態(tài)。當(dāng)電源插線 板處于開啟狀態(tài)后，如果需要關(guān)閉整個(gè)用電器系統(tǒng)，則要再次按下輕觸電源按鍵并維持一段 時(shí)間，單片機(jī)會(huì)判斷為需要關(guān)閉電源的動(dòng)作，進(jìn)入關(guān)閉程序，并控制相應(yīng)的繼電器按順序關(guān) 閉，同時(shí)顯示屏上顯示出關(guān)閉過程，此時(shí)可以松開輕觸電源按鍵，當(dāng)關(guān)閉過程結(jié)束后插線板 再次進(jìn)入等待狀態(tài)。產(chǎn)品出廠時(shí)插線板有預(yù)先設(shè)定的開啟關(guān)閉的參數(shù)，當(dāng)然用戶可以通過多 功能鍵盤對插線板進(jìn)行參數(shù)設(shè)定和控制以適合自己的電器系統(tǒng)需求。在插線板的通常狀態(tài)下， 多功能鍵盤作為插線板上每一位插座的單獨(dú)控制開關(guān)，通過長按可以分別控制每一位插座的 通斷狀態(tài)。如果需要進(jìn)行參數(shù)設(shè)定，可在等待狀態(tài)下，長按設(shè)定按鈕，插線板進(jìn)入設(shè)定狀態(tài)， 此時(shí)多功能鍵盤作為設(shè)定按鍵使用，可以分別設(shè)定每位插座開通和關(guān)斷的延時(shí)時(shí)間和順序、 每位是否參與順序開關(guān)過程、插線板定時(shí)開關(guān)機(jī)的時(shí)間點(diǎn)、設(shè)定密碼保護(hù)等。順序開機(jī)和關(guān) 機(jī)及每一位插座的單獨(dú)控制功能也可以通過一個(gè)多路射頻遙控器來實(shí)現(xiàn)。可控電源插座的個(gè) 數(shù)為4至8位，插座的供電與插線系統(tǒng)的供電是分開的，可降低所插的電器對插線板控制系統(tǒng) 的干擾，并且還根據(jù)需要可將插座分成幾組用多路電纜分開供電，這樣可以增強(qiáng)插線板的帶 負(fù)載能力。插線板采用全金屬結(jié)構(gòu)，為可硬件升級的模式，最基本的產(chǎn)品是只有最基本的順 序開關(guān)機(jī)功能，不包括遙控部分和顯示及設(shè)置部分的模塊，但是在電路板上預(yù)留了這部分的 插座，外殼上也預(yù)留了這部分的位置，在不需要的時(shí)候用蓋板擋上，需要時(shí)再購買相應(yīng)的模 塊進(jìn)行升級。
本實(shí)用新型的有益效果是，可以方便且安全的對多路電器進(jìn)行電源通斷的控制，不僅能 大大降低誤操作對電器造成的損害，延長電器的壽命，而且可以起到節(jié)約能源的效果，并且 通過開啟密碼的設(shè)置可以限定能夠使用這套系統(tǒng)的人。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
圖l是本實(shí)用新型的原理框圖。 圖2是本實(shí)用新型的中央控制器的電路原理圖。
圖中U1為51系列的8位單片機(jī)，也可使用其它引腳夠用功能相近的單片機(jī)。
圖3是本實(shí)用新型的用電器插座及繼電器的電路原理圖。
圖中的繼電器JD1-JD8可使用電磁繼電器或固態(tài)繼電器
圖4是本實(shí)用新型的顯示、鍵盤、存儲(chǔ)、實(shí)時(shí)時(shí)鐘的電路原理圖。
圖中LCM1.雙16位點(diǎn)陣字符型LCD模塊，U2.實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，U3. EEPR0M芯片
圖5是本實(shí)用新型的電源部分的電路原理圖。
圖中U4. 5V輸出線性穩(wěn)壓器(7805)， U5.開關(guān)模式DC/DC降壓芯片
圖6是本實(shí)用新型的射頻遙控發(fā)射和接收部分。
具體實(shí)施方式
在

圖1中，中央控制器為系統(tǒng)的核心，通過接插件分別和用電器插座及繼電器部分、顯示 鍵盤存儲(chǔ)實(shí)時(shí)時(shí)鐘部分、射頻遙控發(fā)射及接收部分相連，電源部分分別給中央控制器和顯示 鍵盤存儲(chǔ)實(shí)時(shí)時(shí)鐘部分供電，遙控發(fā)射及接收部分的電源從中央控制器上提供。用電器插座 及繼電器部分和電源部分的交流220V輸入分開各自供給，上述部分除遙控發(fā)射器外其余均裝在一個(gè)金屬材j^j插線盒中。
在圖2中所示為中央控制器部分的電路圖，單片機(jī)U1為內(nèi)置存儲(chǔ)器的51系列單片機(jī)，Sl為 輕觸電源按鍵，安裝在播線板上通過接插件J4A和J4B于控制板相連，接到單片機(jī)的中斷0腳， 當(dāng)按下時(shí)觸發(fā)中斷，單片機(jī)檢測按下的時(shí)間是否夠長，是則認(rèn)為是正常的開啟或關(guān)閉操作， 否的話則認(rèn)為是干擾或誤觸，當(dāng)fll認(rèn)是正常操作后則通過控制Pl口連接的驅(qū)動(dòng)電路去驅(qū)動(dòng)相 應(yīng)的繼電器進(jìn)行動(dòng)作，驅(qū)動(dòng)繼電器的晶體管Q1-Q8為NPN型小功率管，要求額定電流大于500mA 耐壓大于50V,電阻R1-R8是晶體管基極的限流電阻，電阻R9-R16并聯(lián)在晶體管基極對地上，可 防止干擾。接插件J2A、 J3A、 J5A接到單片機(jī)的P0口P2口和部^P3口的引腳，J2A和J3A與顯示 鍵盤存儲(chǔ)實(shí)時(shí)時(shí)鐘部分相連，J5A和遙控發(fā)射及接收部分相連，J6A和J7A與電源部分相連，J1A 與用電器插座及繼電器部分相連。其余的為單片機(jī)的典型應(yīng)用電路，單片機(jī)工作所需要的程 序存儲(chǔ)于單片機(jī)的內(nèi)部，通過單片機(jī)加密防止被盜用。
在圖3中所示為用電暴插座及繼電器部分的電路圖，JD1-JD8為電磁繼電器，二極管D3-D10 分別并在繼電I^I控制端上用以降低繼電器釋放時(shí)線翻的尖鋒電壓，繼電器的控制端通過插 頭J1B與中央控黼板相連。繼電器采用長開型或用長開觸點(diǎn)，控制插座CZ1-CZ8的火線L的連接 和斷開，指示燈分別并到插座CZ1"CZ8的火線和零線間指示插座是否帶電。為增加插線板的帶 負(fù)載能力，插座分為幾組通過各自的交流220m入線供電，本圖中為PLUG1-PLUG4,其上串接 的開關(guān)S12-S15為帶過流保護(hù)功能的空氣開關(guān)，繼電器也可以采用固態(tài)繼電器，此時(shí)可以省去 中央控制器上的繼電器驅(qū)動(dòng)電路，用單片機(jī)的引腳直接控制。
在圖4中所示為顯示、鍵盤、存儲(chǔ)、實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路，LCM1為帶背光的2行16位5X7點(diǎn)陣宇 符型LCD顯示模塊，通過接插件J2B與中央控制器相連，連接到單片機(jī)的P0口和部分P3口的引 腳，可以顯示廠商型號、各位插座開啟關(guān)閉過程、以及自定義參數(shù)設(shè)定時(shí)使用電位器R20可以 調(diào)節(jié)對比度，開關(guān)S2可以控制背光是否打開。按鍵開關(guān)S3-S10通過接插件J3B連接到中央控制 板上單片機(jī)的P12口上，S3-S10為多功能按鍵，在正常使用狀態(tài)下為插座CZ1"CZ8的獨(dú)立電源 控制開關(guān)，可以分別控制插座CZ1"CZ8的開與關(guān)，當(dāng)在自定義參數(shù)設(shè)定狀態(tài)時(shí)作為用戶參數(shù)輸 入用，同時(shí)也是密碼的輸入鍵盤，可以設(shè)置密碼保護(hù)。按鍵開關(guān)S11為設(shè)定按鍵，當(dāng)按一下后 進(jìn)入用戶自定義參數(shù)設(shè)定狀態(tài)，用戶可以根據(jù)顯示屏上的顯示通過按鍵S3-S10進(jìn)行參數(shù)的更 改，需要保存并退出的話則再按一下設(shè)定鍵，不霈要的話就等待一段時(shí)間系統(tǒng)會(huì)退出并恢復(fù) 上一次的設(shè)定。U3為EEPR0M存儲(chǔ)器，用戶自定義的參數(shù)就保存在其中，并且不會(huì)應(yīng)為斷點(diǎn)而 丟失。U2為實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路，并且有鋰電池維持運(yùn)行，可以實(shí)現(xiàn)定時(shí)開關(guān)機(jī)的功能。此板所需 的電源通過接插件由電潘部分提供。圖4所包含的電路為插線板的可選裝部分，當(dāng)安裝上這部 分電路后插線板可以實(shí)現(xiàn)參數(shù)設(shè)定、定時(shí)開關(guān)機(jī)、密碼保護(hù)、多路遙控功能。如果不安裝這 部分，插線板只能進(jìn)行基本的順序開關(guān)機(jī)的功能和只有總開關(guān)控制的遙控功能，為一個(gè)低成 本的解決方案。
在圖5所示的是電源部分的電路圖，此電源部分為所有的控制電路供電，與給用電器插座 的供電分開，以減小千擾，埔加靈活性。交流220V電源通過不低于20W的鐵芯變壓器T1降壓整 流橋B1整流再經(jīng)電欲16和C17濾波后得到12V的直流電壓，12V是給繼電器和通控接收部分供 電用。12V電壓再經(jīng)U4芯片降到5V給單片機(jī)供電，U4可以用線性穩(wěn)壓器，如7805。由U5芯片組 成的電源為開關(guān)型降壓穩(wěn)壓電源，效率較高，給需要較大電流的顯示鍵盤存儲(chǔ)實(shí)時(shí)時(shí)鐘部分 使用，也是由12V降到5V,如果圖4部分不裝只需要實(shí)現(xiàn)基本功能時(shí)，這部分電路也可以省去。 如果霈要全球?qū)掚妷悍秶鷳?yīng)用，從交流變到直流12V的這部分電源也可以采用高壓開關(guān)型電 源，功率不低于20W。
在圖6所示的是遙控發(fā)射及接收的電路圖，這部分也是可以選裝的部分，遙控發(fā)射及接收 采用9到12路的對碼或滾碼型射頻遙掉接收器，既可以保證沒有死區(qū)，歌墻遙控，并且防止受 到別的遙控器的干擾。通控器可以實(shí)現(xiàn)總電源的控制和各個(gè)電源插座的獨(dú)立控制。接收部分 通過接插件J5B與中央控制器相連，也連接到單片機(jī)的P2 口和INTO腳。
權(quán)利要求1.一種可編程的遙控多路順序開關(guān)電源插線板，包括插線板外殼、外殼上安裝的多個(gè)電源插座、電源開關(guān)、電源接線及插頭，其特征是由單片機(jī)為核心的中央控制器通過多路繼電器控制相應(yīng)的電源插座的開關(guān)和開關(guān)的順序以及連接點(diǎn)陣液晶模塊顯示信息，通過輕觸按鍵開關(guān)構(gòu)成的多功能鍵盤或遙控器進(jìn)行電源開關(guān)和功能設(shè)定。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的可編程的遙控多路順序開關(guān)電源插線板，其特征是中央控制器部 分的核心是單片機(jī)，通過由晶體管構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)電路連接繼電器，板上還包括插座J1A用于和電器插座及繼電器部分相連、插座J2A和J3A用于和顯示鍵盤存儲(chǔ)實(shí)時(shí)時(shí)鐘部分相連、插座 J4A連接輕觸按鍵電源開關(guān)、插座J5A和J6A連接電源部分，控制所需的程序都存于單片機(jī) 中。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可編程的遙控多路順序開關(guān)電源插線板，其特征是用電器插座及繼 電器部分根據(jù)應(yīng)用和成本的需要數(shù)量可以從4組最高到8組，繼電器既可以用電磁繼電器也 可以用固態(tài)繼電器，通過插座J1B和中央控制板相連，每個(gè)電器插座都有各自的指示燈用以 指示是否帶電，每兩組電器插座使用一根獨(dú)立的電源入線用以提高插座的帶載能力。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可編程的遙控多路順序開關(guān)電源插線板，其特征是顯示、鍵盤、存 儲(chǔ)、實(shí)時(shí)時(shí)鐘部分的電路中LCM1采用雙16位點(diǎn)陣字符型LCD模塊，U2是實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片， U3是EEPROM芯片，還包括設(shè)置用的多位輕觸按鍵鍵盤，此部分為可拆裝的功能模塊。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的可編程的遙控多路順序開關(guān)電源插線板，其特征是插線板控制器電 源的交流電輸入用獨(dú)立的電源線，和用電器插座的電源進(jìn)線分開。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的可編程的遙控多路順序開關(guān)電源插線板，其特征是遙控發(fā)射及接收 部分采用射頻遙控的模式，采用滾碼或?qū)Υa方式的遙控發(fā)射接收電路，此部分為可拆裝的功 能模塊。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的可編程的遙控多路順序開關(guān)電源插線板，其特征是插線板采用全金 屬結(jié)構(gòu)，采用可以硬件升級的結(jié)構(gòu)，其中顯示鍵盤存儲(chǔ)實(shí)時(shí)時(shí)鐘部分和遙控發(fā)射及接收部分 都是可以拆裝的模塊結(jié)構(gòu)，在外殼上預(yù)留了安裝這兩部分需要的開口，當(dāng)不需要這部分功能 時(shí)用蓋板蓋住，當(dāng)需要某部分時(shí)就可以拆下蓋板安裝上相應(yīng)的模塊。
專利摘要一種可編程的遙控多路順序開關(guān)電源插線板。它是通過單片機(jī)控制器控制多路繼電器實(shí)現(xiàn)電源插座可以按照預(yù)定的順序和延時(shí)進(jìn)行開啟和關(guān)閉，可以通過鍵盤設(shè)置開啟關(guān)閉的順序、延時(shí)、參與的位數(shù)，并且可以單獨(dú)控制每一位插座的開關(guān)狀態(tài)，還可以設(shè)置密碼保護(hù)。插線板內(nèi)置帶掉電保護(hù)的實(shí)時(shí)時(shí)鐘可實(shí)現(xiàn)定時(shí)開機(jī)和關(guān)機(jī)。上述功能也可以通過射頻無線遙控器進(jìn)行操作。本插線板適用于需要順序開關(guān)的電器設(shè)備，或是希望能夠方便快捷的操作電器的電源供應(yīng)的場合。使用這種插線板可以有效地降低電器意外損壞的概率、防止電器被不希望的人打開，減少電器待機(jī)的電力消耗，并且使用方便。
文檔編號G05B19/05GK201159852SQ20072012728
公開日2008年12月3日 申請日期2007年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月1日
發(fā)明者樊亞濤 申請人:樊亞濤