基于插頭識(shí)別的智能防觸電插座系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及插座安全技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種基于插頭識(shí)別的智能防觸電插座系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]插座是現(xiàn)代生活中不可或缺的用電連接器件。目前，傳統(tǒng)的插座大多是將插座內(nèi)的電極觸片與電源線直接連接，在使用時(shí)通過電器的插頭直接與電極觸片接觸達(dá)到連通電源的目的。這種插座由于電極觸片帶電，就會(huì)使插頭在插拔的過程中產(chǎn)生電弧，容易被人手直接或間接碰到，造成觸電事故。另外，兒童出于好奇心可能用手或?qū)w對(duì)插座進(jìn)行誤插，非常容易造成觸電事故。此外，普通的防觸電插座僅是在插口處設(shè)置了擋板，無法從根源上識(shí)別插頭來預(yù)防觸電事故。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種安全、可靠的基于插頭識(shí)別的智能防觸電插座系統(tǒng)，其在接通電源前通過插頭檢測模塊來識(shí)別是否有插頭插入，僅當(dāng)有插頭插入時(shí)，插座才會(huì)延時(shí)接通電源，以防止發(fā)生觸電事故，保證人身的安全。
[0004]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為:一種基于插頭識(shí)別的智能防觸電插座系統(tǒng)，包括CPU主控制器模塊、插頭檢測模塊、電源模塊、可控硅開關(guān)模塊和復(fù)位模塊，所述插頭檢測模塊、電源模塊、可控硅開關(guān)模塊和復(fù)位模塊均與CPU主控制器模塊相連；插頭檢測模塊對(duì)插頭信息進(jìn)行采集，CPU主控制器模塊對(duì)插頭檢測模塊采集的信號(hào)進(jìn)行分析和判斷后輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制可控硅開關(guān)模塊，可控硅開關(guān)模塊控制插座電源的通斷，復(fù)位模塊對(duì)CPU主控制器模塊運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行復(fù)位，電源模塊向CPU主控制器模塊、插頭檢測模塊、可控硅開關(guān)模塊和復(fù)位模塊提供直流電源；
[0005]通過插頭檢測模塊識(shí)別是否有插頭插入插座，實(shí)時(shí)把插頭檢測模塊的檢測信號(hào)傳輸至CPU主控制器模塊，CPU主控制器模塊對(duì)插頭檢測模塊采集的信號(hào)進(jìn)行分析和判斷后輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制可控硅開關(guān)模塊通斷，可控硅開關(guān)模塊控制插座電源的通斷，進(jìn)而形成智能防觸電系統(tǒng)。
[0006]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)在于:(I)采用高性價(jià)比、低功耗的微處理器和超高準(zhǔn)確性的插頭檢測模塊，通過插頭檢測模塊來識(shí)別插座有無插頭插入，從而控制插座電源的通斷，實(shí)現(xiàn)防觸電的目的；(2)既可避免插頭在插拔的過程中造成的漏電觸電事故，也可避免兒童出于好奇心而用手或?qū)w對(duì)插座進(jìn)行誤插造成的觸電事故；(3)集低功耗、低成本、智能化控制于一體，可靠性高、穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)、體積小、易于安裝，無需人為操作，可直接替代傳統(tǒng)的插座系統(tǒng)。
【附圖說明】
[0007]圖1為本發(fā)明基于插頭識(shí)別的智能防觸電插座系統(tǒng)的工作原理框圖。
[0008]圖2為本發(fā)明基于插頭識(shí)別的智能防觸電插座系統(tǒng)中電源模塊的電路圖。
[0009]圖3為本發(fā)明基于插頭識(shí)別的智能防觸電插座系統(tǒng)中光電對(duì)射信號(hào)檢測電路圖。
[0010]圖4為本發(fā)明基于插頭識(shí)別的智能防觸電插座系統(tǒng)中開關(guān)按壓信號(hào)檢測電路圖。
[0011]圖5為本發(fā)明基于插頭識(shí)別的智能防觸電插座系統(tǒng)中應(yīng)變片力學(xué)信號(hào)檢測電路圖。
[0012]圖6為本發(fā)明基于插頭識(shí)別的智能防觸電插座系統(tǒng)中可控硅開關(guān)模塊的電路圖。
[0013]圖7為本發(fā)明基于插頭識(shí)別的智能防觸電插座系統(tǒng)中CPU主控制器模塊的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0015]結(jié)合圖1，本發(fā)明基于插頭識(shí)別的智能防觸電插座系統(tǒng)，包括CPU主控制器模塊、插頭檢測模塊、電源模塊、可控硅開關(guān)模塊和復(fù)位模塊，所述插頭檢測模塊、電源模塊、可控硅開關(guān)模塊和復(fù)位模塊均與CPU主控制器模塊相連；插頭檢測模塊對(duì)插頭信息進(jìn)行采集，CPU主控制器模塊對(duì)插頭檢測模塊采集的信號(hào)進(jìn)行分析和判斷后輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制可控硅開關(guān)模塊，可控硅開關(guān)模塊控制插座電源的通斷，復(fù)位模塊對(duì)CPU主控制器模塊運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行復(fù)位，電源模塊向CPU主控制器模塊、插頭檢測模塊、可控硅開關(guān)模塊和復(fù)位模塊提供直流電源；
[0016]通過插頭檢測模塊識(shí)別是否有插頭插入插座，實(shí)時(shí)把插頭檢測模塊的檢測信號(hào)傳輸至CPU主控制器模塊，CPU主控制器模塊對(duì)插頭檢測模塊采集的信號(hào)進(jìn)行分析和判斷后輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制可控硅開關(guān)模塊通斷，可控硅開關(guān)模塊控制插座電源的通斷，進(jìn)而形成智能防觸電系統(tǒng)。
[0017]結(jié)合圖2，所述電源模塊包括LM7805芯片、第一電容Cl、第二電容C2、第三電容C3和第四電容C4，其中第一電容Cl的正極分別與輸入電壓Vin、LM7805芯片的輸入端連接，第一電容Cl的負(fù)極分別與第三電容C3的一端、LM7805芯片的接地端連接，第三電容C3的另一端與輸入電壓Vin連接；第二電容C2的正極分別與LM7805芯片的輸出端、輸出電源VCC連接，第二電容C2的負(fù)極與LM7805芯片的接地端連接；第四電容C4的一端與LM7805芯片的接地端連接、另一端與LM7805芯片的輸出端連接；LM7805芯片的接地端接地GND ;所述Vin為變壓器降壓整流后的輸入電壓，通過該電源模塊將Vin轉(zhuǎn)換為5V的輸出電源VCC，輸出電源VCC作為CPU主控制器模塊、插頭檢測模塊、可控硅開關(guān)模塊和復(fù)位模塊的電源。
[0018]所述插頭檢測模塊采用三重檢測結(jié)構(gòu)，包括光電對(duì)射信號(hào)檢測電路、開關(guān)按壓信號(hào)檢測電路和應(yīng)變片力學(xué)信號(hào)檢測電路，所述插頭檢測模塊包括光電對(duì)射信號(hào)檢測電路、開關(guān)按壓信號(hào)檢測電路和應(yīng)變片力學(xué)信號(hào)檢測電路，所述光電對(duì)射信號(hào)檢測電路、開關(guān)按壓信號(hào)檢測電路為數(shù)字量檢測，所述應(yīng)變片力學(xué)信號(hào)檢測電路為模擬信號(hào)檢測；CPU主控制器模塊分析和判斷該三個(gè)檢測電路的輸出結(jié)果，當(dāng)三個(gè)檢測電路同時(shí)判斷有插頭插入插座時(shí)，CPU主控制器模塊輸出高電平使可控硅開關(guān)模塊控制插座電源導(dǎo)通。三個(gè)檢測都是檢測有無插頭插入插座，三個(gè)檢測是“與”的關(guān)系，只有當(dāng)三重檢測均檢測到信號(hào)時(shí)，才能判斷有插頭插入，插座才會(huì)延時(shí)接通電源，以防止發(fā)生觸電事故，保證人身的安全，大大增加檢測的準(zhǔn)確性，防止誤操作。
[0019]如圖3所示，所述光電對(duì)射信號(hào)檢測電路包括第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、光電對(duì)射管U1、第二比較器芯片U2即LM393，其中第一電阻Rl的一端與光電對(duì)射管Ul的陽極輸入端連接、另一端與VCC連接，第二電阻R2的一端與光電對(duì)射管Ul的陽極輸出端連接、另一端與VCC連接，第三電阻R3的一端與VCC連接、另一端接地GND、第三端即調(diào)節(jié)端與比較器芯片U2的反相輸入端連接，第二比較器芯片U2的輸出端即為光電對(duì)射信號(hào)檢測電路的Vl端口。插頭插入插座后，將對(duì)光電對(duì)射管Ul中的光電發(fā)射管信號(hào)進(jìn)行遮擋，光電接收管接收不到光電信號(hào)則處于關(guān)閉狀態(tài)，第二比較器芯片U2正向輸入端為高電平，第二比較器芯片U2的輸出端即Vl端口輸出一個(gè)高電平數(shù)字信號(hào)傳輸給CPU主控制器模塊；在無插頭插入插座時(shí)，光電對(duì)射管Ul開通，第二比較器芯片U2正向輸入端為低電平，第二比較器芯片U2的輸出端即Vl端口輸出一個(gè)低電平數(shù)字信號(hào)傳輸給CPU主控制器模塊；CPU主控制器模塊通過Vl端口的高低電平識(shí)別來判斷插頭是否插入插座。
[0020]如圖4所示，所述開關(guān)按壓信號(hào)檢測電路包括第四電阻R4、第五電阻R5、輕觸按壓自復(fù)位開關(guān)S1、第三比較器芯片U3即LM393，其中第四電阻R4的一端與第三比較器芯片U3的正相輸入端連接、另一端與VCC連接，輕觸按壓自復(fù)位開關(guān)SI 一端與第三比較器芯片U3的正相輸入端連接、另一端接地GND，第五電阻R5 —端接地GND、另一端與VCC連接、第三端即調(diào)節(jié)端與第三比較器芯片U3的反相輸入端連接。當(dāng)插頭插入插座時(shí)，輕觸按壓自復(fù)位開關(guān)SI導(dǎo)通，第三比較器芯片U3即LM393正向輸入端為高電平，第三比較器芯片U3的輸出端即V2端口輸出高電平數(shù)字信號(hào)傳輸給CPU主控制器模塊；當(dāng)無插頭插入插座時(shí)，輕觸按壓自復(fù)位開關(guān)SI關(guān)斷，第三比較器芯片U3正向輸入端為低電平，第三比較器芯片U3的輸出端即V2端口輸出低電平數(shù)字信傳輸給C