電能為人類帶來了經(jīng)濟(jì)效益,，且方便環(huán)保,，但應(yīng)節(jié)約用電，注意安全,，防止火災(zāi)發(fā)生,。節(jié)能是降低成本，提高經(jīng)濟(jì)效益的重大課題,，用電注意安全,，防止火災(zāi)是我們時(shí)刻需要注意的問題。根據(jù)一些引起火災(zāi)的社會(huì)現(xiàn)象,，設(shè)計(jì)了一種基于單片機(jī)的節(jié)能斷電保護(hù)電路。
1 硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
硬件電路如圖1所示,。S1為手動(dòng)電源開關(guān),；S2按下閉合，放手?jǐn)嚅_,；按下S2,，單片機(jī)啟動(dòng)運(yùn)行，經(jīng)過2 s左右,，KM閉合,，交流220 V可為電器設(shè)備持續(xù)供電，供電5 min后,，單片機(jī)根據(jù)傳感器檢測到的信息控制電源的供電,；當(dāng)某一路傳感器檢測到信息使P1．1為高電平時(shí)，P1．0輸出5 V高電平至U4的3腳,，而U4的2腳只有1．5 V,，這樣U4的1腳輸出高電平使VT1導(dǎo)通，VT2導(dǎo)通,，使12 V的直流電源可以為繼電器JZC-36F的線圈供電,，KM閉合，使交流220 V可為電器設(shè)備正常供電,。當(dāng)傳感器檢測到信息使P1．1為低電平時(shí),，延時(shí)1 min后，再次檢測P1．1,，若連續(xù)5 min P1．1為低電平,，使P1．0輸出低電平至U4的3腳，使U4的1腳輸出低電平至VT1的基極,，VT1截止,，VT2截止,，繼電器JZC-36F線圈斷電，KM斷開,，切斷交流220 V供電,。
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VD3，VD4為實(shí)現(xiàn)線或而接的隔離二極管,，VD2為保護(hù)二極管,，VD1是為了抬高VT1的發(fā)射極電位，VT2必須采用功率較大的三極管,，如JE9051硅中功率晶體管,。為了使繼電器可靠地動(dòng)作，電路中設(shè)計(jì)了+5 V和+12 V兩種電源,，元器件的型號或參數(shù)見表1,。
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2 傳感器信號處理電路
傳感器信號處理電路如圖2所示。人體紅外傳感器用于檢測人體發(fā)出的特定波長的紅外線,，進(jìn)行非接觸式距離較遠(yuǎn)的檢測,，其工作電壓為3～15 V；當(dāng)人體進(jìn)入傳感器感測區(qū)域時(shí),，傳感器接收到頻率為0．1～8 Hz的人體紅外信號,，2腳即輸出微弱的交流信號。
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傳感器2腳的輸出信號經(jīng)兩級放大后,，從U6的1腳輸出,，信號幅度為0．5～5 V，直流分量為3 V,。U7,，D5，D6,，R14,R15,R16,，R17，組成雙門電壓比較器,，若U6的1腳無信號輸出,，則U7的2腳為3．3 V，U7的3腳為2．7 V,，U7的1腳輸出低電平,；當(dāng)U6的1腳輸出大于4 V或小于2 V時(shí)，U7的1腳輸出高電平至CPU,。
3 軟件設(shè)計(jì)
程序流程圖如圖3所示,。需要開啟電器設(shè)備時(shí)，按下S2兩秒左右,，啟動(dòng)單片機(jī),，使P1．0為高電平,，KM閉合為電器設(shè)備持續(xù)供電；使P1．1為高電平,，設(shè)P1．1為輸入狀態(tài),。5 min后開始檢測P1．1，若P1．1為高電平,，使P1．0為高電平,，R0賦值05H，返回再次檢測P1．1,；若P1．1為低電平,，延時(shí)1 min，若R0減1不為0,，返回再次檢測P1．1,，若R0減1為0，使P1．0變?yōu)榈碗娖?，切斷電器設(shè)備的供電,。
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參考源程序如下：
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4 應(yīng)用實(shí)例
下面舉例說明本設(shè)計(jì)方案的應(yīng)用。在家庭中,，根據(jù)客廳結(jié)構(gòu)，找一個(gè)合適的位置,，把圖1所示實(shí)際電路安裝在一封閉盒中,，要既方便操作，又美觀,。圖1中S1可用用戶電源總開關(guān)代替,，裝4～6個(gè)人體紅外傳感器，從不同方位檢測客廳中有無人在,，客廳中除照明以外的所有用電設(shè)備的電源都從圖1中交流220 V輸出端輸出,。這樣，客廳中的用電設(shè)備啟動(dòng)后,，若連續(xù)5 min客廳中無人,，則客廳區(qū)的電源自動(dòng)切斷，既節(jié)約了電能,，又延長了電器設(shè)備的使用時(shí)間,，可有效地防止電火災(zāi)的發(fā)生。
5 結(jié) 語
本文的創(chuàng)新點(diǎn)是設(shè)計(jì)了一種成本低,，既可有效節(jié)約電能,，延長電器設(shè)備的使用壽命，又可防止電火災(zāi)的節(jié)能與斷電保護(hù)電路,。它既可家用,，又可用于辦公場地,、學(xué)生宿舍等，安裝調(diào)試方便,。通過大量的實(shí)踐使用證明,，只要傳感器安裝的位置合適，該設(shè)計(jì)能可靠地工作,，達(dá)到節(jié)能與斷電保護(hù)的目的,，但不同的控制目的使用的傳感器有所不同，傳感器輸出的信號較弱,，必須經(jīng)過兩級放大和雙門電壓比較器,，送到P1．1的應(yīng)該是較強(qiáng)的脈沖信號。