基于單片機(jī)的宿舍飲水機(jī)過(guò)載保護(hù)和節(jié)能系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種保護(hù)系統(tǒng)，具體涉及基于單片機(jī)的宿舍飲水機(jī)過(guò)載保護(hù)和節(jié)能系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，國(guó)內(nèi)許多高校為了節(jié)約電費(fèi)，會(huì)在學(xué)生宿舍中分時(shí)段供電，而且還會(huì)限制大功率電器使用，當(dāng)學(xué)生在宿舍使用大功率電器時(shí)學(xué)校的電控設(shè)備就會(huì)給該宿舍斷電，直到下一次供電時(shí)重新初始化控制設(shè)備，學(xué)校一般限制學(xué)生宿舍用電功率不能超過(guò)600瓦，正常情況下，學(xué)生宿舍能正常用電，直到晚上熄燈斷電，然而此時(shí)用電器雖然沒(méi)電，但是所有用電器的開(kāi)關(guān)都保持著開(kāi)啟的狀態(tài)，當(dāng)?shù)诙靵?lái)電瞬間所有電器會(huì)同時(shí)開(kāi)始工作，這樣，該宿舍就會(huì)在供電瞬間因?yàn)樗杏秒娖魍瑫r(shí)開(kāi)啟導(dǎo)致瞬時(shí)功率超過(guò)600瓦而造成“宿舍大功率用電”的假象，這也是宿舍正常用電卻在第二次供電會(huì)被控電中心斷電的原因；學(xué)生宿舍能夠使用的電器有電燈、筆記本電腦和飲水機(jī)，節(jié)能燈的功率相對(duì)較小，筆記本電腦也不會(huì)自動(dòng)開(kāi)始工作，而飲水機(jī)在來(lái)電之后會(huì)自動(dòng)加熱且功率相對(duì)較大，這樣造成跳閘的罪魁禍?zhǔn)字荒苁秋嬎畽C(jī)了，這樣久而久之學(xué)生和樓管之間經(jīng)常發(fā)生矛盾；同時(shí)學(xué)校的這種分時(shí)段供電方式，晚上7學(xué)生離開(kāi)宿舍去教室自修，這時(shí)飲水機(jī)依然重復(fù)的加熱保溫，造成了能源的浪費(fèi)，并且周末白天宿舍是一直有電的，周末學(xué)生宿舍有的時(shí)候一天都沒(méi)有人，學(xué)生可能去購(gòu)物或者圖書館看書，這樣浪費(fèi)的電能就更多了。
[0003]學(xué)生宿舍使用飲水機(jī)，一是為了方便同學(xué)，二是為了學(xué)生們的飲水健康，但是因?yàn)檫^(guò)載之后經(jīng)常自動(dòng)停電反而給學(xué)生們?cè)斐闪寺闊?，同時(shí)因?yàn)閷W(xué)生自身的學(xué)習(xí)生活規(guī)律造成了飲水機(jī)浪費(fèi)電的現(xiàn)象，解決這兩個(gè)問(wèn)題目的唯一辦法就是在來(lái)電時(shí)錯(cuò)過(guò)負(fù)載峰值之后再開(kāi)啟飲水機(jī)，同時(shí)在有電而不需要使用的時(shí)候?qū)嬎畽C(jī)關(guān)閉以節(jié)能，但是學(xué)生宿舍往往都是多個(gè)人合住，人員來(lái)往隨意性大，這種辦法不可能真正的解決問(wèn)題；對(duì)于斷電，學(xué)生們的日常解決辦法是每次停電之前將飲水機(jī)關(guān)掉，來(lái)電后再打開(kāi)，手動(dòng)的避開(kāi)供電瞬時(shí)高峰，根據(jù)學(xué)校分時(shí)段供電的特點(diǎn)，學(xué)生每天要重復(fù)開(kāi)關(guān)飲水機(jī)四五次以上，這種人工操作方式作很麻煩。同時(shí)為了節(jié)能還需要在不需要使用飲水機(jī)的時(shí)候?qū)⑵潢P(guān)閉，可是因?yàn)樗奚崛硕嗖⑶也皇墙y(tǒng)一行動(dòng)，所以會(huì)經(jīng)常忘記關(guān)閉飲水機(jī)。
[0004]為了解決上述問(wèn)題，設(shè)計(jì)一種新型的基于單片機(jī)的宿舍飲水機(jī)過(guò)載保護(hù)和節(jié)能系統(tǒng)還是很有必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了基于單片機(jī)的宿舍飲水機(jī)過(guò)載保護(hù)和節(jié)能系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)合理，智能化地避開(kāi)供電瞬時(shí)高峰，成功解決宿舍的過(guò)載跳閘問(wèn)題，節(jié)能環(huán)保，性能可靠，實(shí)用性強(qiáng)，易于推廣使用。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為:基于單片機(jī)的宿舍飲水機(jī)過(guò)載保護(hù)和節(jié)能系統(tǒng)，包括控制核心單片機(jī)、時(shí)鐘模塊、時(shí)間表模塊，數(shù)碼管顯示模塊、按鍵操作模塊、繼電器操作模塊和紅外傳感器，控制核心單片機(jī)分別與時(shí)鐘模塊、時(shí)間表模塊雙向連接，按鍵操作模塊、紅外傳感器均接控制核心單片機(jī)，控制核心單片機(jī)分別接數(shù)碼管顯示模塊、繼電器操作模塊。
[0007]作為優(yōu)選，所述的控制核心單片機(jī)包括單片機(jī)，時(shí)鐘模塊包括時(shí)鐘芯片，時(shí)間表模塊包括存儲(chǔ)芯片，單片機(jī)的18腳與19腳之間接有第一晶振，單片機(jī)的18腳、19腳分別接第二電容、第一電容至地端，單片機(jī)的9腳分別接第一電阻、第三電容至地端、電源VCC端，單片機(jī)的I腳-8腳分別接四位數(shù)碼管的A腳-G腳、DP腳，數(shù)碼管的I腳-4腳分別接第二電阻-第五電阻至第一三極管-第四三極管的集電極，第一三極管-第四三極管的發(fā)射極均接至電源VCC端，第一三極管-第四三極管的基極分別接單片機(jī)的10腳-13腳，單片機(jī)的14腳-16腳分別接時(shí)鐘芯片的7腳-5腳，時(shí)鐘芯片的7腳接第六電阻至電源VCC端，時(shí)鐘芯片的I腳接電源VCC端，時(shí)鐘芯片的8腳接電池至地端，時(shí)鐘芯片的2腳與3腳之間接有第二晶振，單片機(jī)的25腳-28腳分別接LIST按鍵、REDUCE按鍵、ADD按鍵、MODE按鍵，單片機(jī)的21腳、22腳分別接存儲(chǔ)芯片的6腳、5腳，存儲(chǔ)芯片的7腳接地，單片機(jī)的24腳接第七電阻至第五三極管的基極，第五三極管的發(fā)射極接電源VCC端，第五三極管的集電極依次接第二二極管、第八電阻至地端，第二二極管的正極反接第一二極管至地端，第一二極管兩端接有繼電器，繼電器接負(fù)載至地端。
[0008]作為優(yōu)選，所述的單片機(jī)采用單片機(jī)STC89C52RC，成本低廉、性能可靠，時(shí)鐘芯片采用時(shí)鐘芯片DS1302，存儲(chǔ)芯片采用小容量I2C總線的AT24C02EEPR0M存儲(chǔ)芯片，并且可以通過(guò)單片機(jī)自身的程序配合獨(dú)立按鍵修改，一次修改，掉電不丟失數(shù)據(jù)，靈活性強(qiáng)，可以方便應(yīng)用到其他環(huán)境，紅外傳感器采用HC-SR501人體紅外傳感器，繼電器操作模塊采用電子繼電器控制飲水機(jī)開(kāi)關(guān)，利用人體紅外線傳感器探測(cè)宿舍是否有人活動(dòng)，當(dāng)探測(cè)到宿舍沒(méi)有人活動(dòng)的時(shí)候也就表示不需要使用飲水機(jī)，此時(shí)可以將飲水機(jī)關(guān)閉，安全可靠。
[0009]本發(fā)明具有以下有益效果:很好地解決了學(xué)校宿舍飲水機(jī)使用過(guò)程中過(guò)載跳閘的問(wèn)題，且可以節(jié)能，可靠性高，智能化地避開(kāi)供電瞬時(shí)高峰，性能可靠，實(shí)用性強(qiáng)，方便人們的生活。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)框圖；
[0011]圖2為本發(fā)明的電路圖；
[0012]圖3為本發(fā)明的系統(tǒng)工作流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]為了使本發(fā)明的目的及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0014]如圖1-3所示，本發(fā)明實(shí)施例提供了基于單片機(jī)的宿舍飲水機(jī)過(guò)載保護(hù)和節(jié)能系統(tǒng)，包括控制核心單片機(jī)1、時(shí)鐘模塊2、時(shí)間表模塊3，數(shù)碼管顯示模塊4、按鍵操作模塊5、繼電器操作模塊6和紅外傳感器7，控制核心單片機(jī)I分別與時(shí)鐘模塊2、時(shí)間表模塊3雙向連接，按鍵操作模塊5、紅外傳感器7均接控制核心單片機(jī)1，控制核心單片機(jī)I分別接數(shù)碼管顯示模塊4、繼電器操作模塊6。
[0015]值得注意的是，所述的控制核心單片機(jī)I包括單片機(jī)U1，時(shí)鐘模塊2包括時(shí)鐘芯片U2，時(shí)間表模塊3包括存儲(chǔ)芯片U3，單片機(jī)Ul的18腳與19腳之間接有第一晶振Yl，單片機(jī)Ul的18腳、19腳分別接第二電容C2、第一電容Cl至地端，單片機(jī)Ul的9腳分別接第一電阻R1、第三電容C3至地端、電源VCC端，單片機(jī)Ul的I腳-8腳分別接四位數(shù)碼管U4的A腳-G腳、DP腳，數(shù)碼管U4的I腳-4腳分別接第二電阻R2-第五電阻R5至第一三極管Ql-第四三極管Q4的集電極，第一三極管Ql-第四三極管Q4的發(fā)射極均接至電源VCC端，第一三極管Ql-第四三極管Q4的基極分別接單片機(jī)Ul的10腳-13腳，單片機(jī)Ul的14腳-16腳分別接時(shí)鐘芯片U2的7腳-5腳，時(shí)鐘芯片U2的7腳接第六電阻R6至電源VCC端，時(shí)鐘芯片U2的I腳接電源VCC端，時(shí)鐘芯片U2的8腳接電池BATl至地端，時(shí)鐘芯片U2的2腳與3腳之間接有第二晶振Y2，單片機(jī)Ul的25腳-28腳分別接LIST按鍵、REDUCE按鍵、ADD按鍵、MODE按鍵，單片機(jī)Ul的21腳、22腳分別接存儲(chǔ)芯片U3的6腳、5腳，存儲(chǔ)芯片U3的7腳接地，單片機(jī)Ul的24腳接第七電阻R7至第五三極管Q5的基極，第五三極管Q5的發(fā)射極接電源VCC端，第五三極管Q5的集電極依次接第二二極管D2、第八電阻R8至地端，第二二極管D2的正極反接第一二極管Dl至地端，第一二極管Dl兩端接有繼電器操作模塊6，繼電器操作模塊6接負(fù)載至地端。
[0016]本【具體實(shí)施方式】單片機(jī)Ul采用單片機(jī)STC89C52RC，低功耗、高性能，成本低廉、性能可靠，擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，單片機(jī)Ul需要一個(gè)穩(wěn)定的振蕩電路才能夠正常工作，單片機(jī)Ul的時(shí)鐘信號(hào)是用來(lái)提供單片機(jī)內(nèi)各種微操作的基準(zhǔn)，在本電路中采用了 11.0592MHz的第一晶振Yl作為單片機(jī)Ul的時(shí)鐘源，采用的是內(nèi)部振蕩方式，在其引腳XTALl和XTAL2外接第一晶振Y1，通過(guò)內(nèi)部振蕩得到的時(shí)鐘信號(hào)比較穩(wěn)定，第一晶振Yl兩側(cè)連有第一電容Cl、第二電容C2，能穩(wěn)定振蕩頻率、快速起振，電容值均為33pF ;單片機(jī)Ul采用開(kāi)關(guān)復(fù)位的復(fù)位電路，復(fù)位電路由第一電阻Rl與第三電容C3組成，復(fù)位電路保證單片機(jī)Ul在上電的瞬間進(jìn)行一次有效的復(fù)位，在單片機(jī)Ul正常工作時(shí)將其RST引腳置低，此外通過(guò)一個(gè)按鍵進(jìn)行手動(dòng)復(fù)位，在單片機(jī)Ul運(yùn)行不正常時(shí)使用，上電后，由于第三電容C3充電，使RST持續(xù)一段高電平時(shí)間，當(dāng)單片機(jī)Ul已經(jīng)在運(yùn)行時(shí)，按下復(fù)位鍵也能使RST持續(xù)一段高電平，從而實(shí)現(xiàn)上電且開(kāi)關(guān)復(fù)位的操作，第一電阻Rl采用1k電阻，第三電容C3電容值為10 μ F。
[0017]時(shí)鐘芯片U2采用時(shí)鐘芯片DS1302，該時(shí)鐘芯片可以對(duì)年、月、日、周、時(shí)、分、秒計(jì)時(shí)而且可以配合一個(gè)紐扣電池供電，掉電走時(shí)，不受斷電影響，很適合學(xué)生宿舍這種經(jīng)常斷電的環(huán)境，本【具體實(shí)施方式】的計(jì)時(shí)只需要用到其中的周、時(shí)、分、秒寄存器，時(shí)鐘芯片U2采用BCD碼表示時(shí)間，在運(yùn)算操作時(shí)轉(zhuǎn)化為整數(shù)操作，時(shí)間列表里的時(shí)間點(diǎn)采用自定義的編碼格式存儲(chǔ)，使用無(wú)符號(hào)整數(shù)數(shù)