基于單片機的紅外智能遙控插座

鄭云彬　梁言　李藝辰　馬思萌　張帥

摘 要：改善現有智能遙控插座的技術缺陷，完善了現有智能遙控插座的技術缺陷，不但能物理性斷開或接通插座電源的連接，而且能物理性斷開或接通市電與插座自身系統電路的連接，實現市電與插座接口完全分離，確保插座和電器的安全與節能。

關鍵詞：紅外遙控；智能插座；單片機

目前電器設備已高度普及，這些電器在待機狀態下仍會有一定的能量損耗，如電視機、計算機、音響、油煙機、洗衣機、熱水器、空調等。當前全球節能環保意識日漸深入人心，更有悖于國家提倡的建設節能環保型社會，因此減少或消除電器設備在待機狀態下消耗的能量，應對節能環保提出更高的要求[1]。

大多數智能插座可以完全切斷插在插座中的電器電源，但維持智能插座自身功能的電源并沒有關閉，也就是說智能插座本身的電路是一直與市電相連的；因此這類智能插座仍存在待機功耗，沒有做到插座與市電完全斷開連接，且插座電路與市電長時間連接會存在安全隱患。

一、紅外智能遙控插座系統硬件設計

（一） 系統硬件設計

本紅外智能遙控插座由以下部分組成：智能插座控制器、ROM存儲器、紅外接收電路、學習按鍵電路、指示燈、供電模式選擇器、市電供電模塊、火線開路繼電器、內部供電繼電器/緊急開關、鋰電池供電模塊、鋰電池充電電路。各部分之間的連接關系如圖1所示。

（二） MSP430控制器

本方案選用的MSP430G2553型單片機。16位RISC CPU可使用一小部分代碼來實現全新應用，系統內可編程閃存允許靈活代碼變化、字段升級和數據記錄[2]。

（三） 紅外接收電路

紅外接收電路內部電路包括紅外監測二極管，放大器，限副器，帶通濾波器，積分電路，比較器等[3]。紅外監測二極管監測到紅外信號，然后把信號送到放大器和限幅器，限幅器把脈沖幅度控制在一定的水平，而不論紅外發射器和接收器的距離遠近。

（四） ROM存儲器

ROM存儲器使用AT24C16這款E2PROM，ROM存儲器具有低壓和標準電壓工作（Vcc=1.8V—5.5V），2048x8（16k）存儲空間，2線串行總線，斯密特觸發，噪聲抑制濾波輸入[4]。

（五）鋰電池充電電路

TP4056 是一款完整的單節鋰離子電池采用恒定電流/恒定電壓線性充電器[5]。其底部帶有散熱片的SOP8/MSOP8封裝與較少的外部元件數目使得TP4056成為便攜式應用的理想選擇。

二、紅外智能遙控插座系統軟件設計

本智能遙控插座內置可充電鋰電池，當插座處于關閉狀態時，整個系統電路進入超低功耗模式，火線開路繼電器和內部供電繼電器/緊急開關均處于斷開狀態，插座和系統電路均與市電完全物理性斷開，指示燈熄滅，此時系統電路由鋰電池供電模塊供電，鋰電池充電電路無電流損耗。智能插座控制器將實時檢測紅外接收電路和緊急開關，當收到接通命令時，即刻切換插座為接通狀態。

三、結論

本紅外智能遙控插座實現了市電與電器插座的物理性斷開和接通，并實現了市電與插座內部系統電路的物理性斷開和接通；不但可確保智能遙控插座自身的使用安全，還可確保電器的使用安全，有效降低能源浪費。

參考文獻：

[1] 陳路路，姚晴洲.紅外遙控電視機節能插頭的研制與推廣[J].《廣西輕工業》，2011（9）：68-69.

[2] Texas Instruments Incorporated.MSP430G2超低功耗MCU[DB/OL].http：//focus.ti.com.cn/cn/paramsearch/docs/parametricsearch.tsp？familyId=1937§ionId=95&tabId=2662&family=mcu，[2012-5-31].

[3] 李德路，朱明玉，張剛.一種紅外遙控的溫濕度檢測系統設計[J].《電子世界》，2014（5）：152-153.

[4] 周兵，馬英慶，王文華.智能溫濕度調節儀[J].《儀表技術與傳感器》，2002（11）：53-54.

[5] 田野，張紅雨.一款新型太陽能無線超高頻閱讀器的設計[J].《電子技術應用》，2013（39）：25-28.