一種低成本紅外控制智能插座設計方案

最后走的管好門窗、關閉一切電源，注意安全!這樣的話語相信各位再熟悉不過了吧。現在市面上的插座基本都是非智能的，用電器接在插座上人們一般不會直接切斷用電器電源因而用電器總是處于待機狀態，如果插座此時處于接通狀態，用電器就會產生待機功耗，造成電能的浪費。更有甚者如果用電器發生短路或者超負 荷有可能引起火災，存在較大的安全隱患。

智能插座產品的推行，確實能夠幫助用戶解決潛在的問題，安全用電確實關乎大家的人身安全，因此設計一款安全節能的智能插座很有現實意義。本節能智能插座方案，正為解決能源浪費及用電安全問題促進低碳生活而設立。

一、智能插座設計原理

1、方案結構框圖

圖1 智能插座方案結構框圖

如圖1所示，整個系統由五個部分組成，分別是系統電源、功率檢測模塊、MCU控制單元、執行機構、輸入外設。

2、硬件設計及原理

圖2 系統電源

電源模塊是基于LNK304設計。圖2中L和N為220V交流電接口，將交流電加在LNK304芯片上，LNK304的S腳會輸出12V電壓，通過R13和R14分壓成6V再通過一個三極管加強驅動能力，三級管上有部分壓降，所以輸出電壓VDD大概為5V。

圖3 功率檢測模塊

功率檢測采用FC7759芯片，FC7759會根據采集到的電壓信號與電流信號計算功率，根據功率的大小在CF腳輸出一定頻率的脈沖序列，該脈沖序列的頻率與功率的大小成正比。單片機可以根據讀到的脈沖頻率來判斷功率的大小從而發出相應指令來控制執行機構做出相應動作。圖中FLQ為采樣電阻，采集的是電流信號，R3，R4，R5，R6電阻分壓，采集的是電壓信號。

二、MCU控制部分

控制部分采用MP20E01型單片機，該型號單片機功耗低，體積小，價格低廉同時IO也滿足本設計的需求。如圖4，功率檢測模塊輸出的脈沖信號送到 MP20E01單片機的P14腳，P12腳讀取按鍵信號，P15腳讀取外部紅外遙控信號，P13腳控制LED指示燈，P1.1控制繼電器開啟或關斷插座電源。

圖4 MCU控制電路圖