一种门控式电路开关装置的制作方法

本实用新型属于日常生活用品技术领域，具体涉及一种门控式电路开关装置。

背景技术：

电能作为我们日常生活中的主要能源，极大的方便了我们的生活。随着各类家用电器越来越多，家庭电路的负载也不断增加，各类电气故障随之增多，例如家庭电路线路老化、线路内部故障、短路故障及接地故障等问题给我们的生活带来了很多的安全隐患，尤其在学生宿舍、酒店等居住人口众多的地方，常常有因为漏电引发的火灾发生，给人们的人身安全和财产安全造成了不可估量的损失。在引发这些安全隐患的原因当中，忘记关闭某些大功率电器的电源(如电热毯、热得快等)成为了导致这些安全隐患的主要原因之一。因此，现如今缺少一种可以自动开通或关断的家庭电路管理系统，免去人们在离开家以后再去重复考虑是否已经切断电源的问题。本设计通过将家庭电路开关的控制器集成在进户门上，以把门的开关信号转换成合适的电信号来控制家庭电路的开通或关断。这样一来，就把现有的需要手动操作的物理开关转换成了通过红外控制的数字开关，可以达到通过门的开闭实现对家庭电路总开关的开闭控制，免去用户出门之后的担忧；本设计还可以实现在用户不在家的时候节约电能，达到了保护家庭电路安全且节约能源的目的。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种门控式电路开关装置，其设计新颖合理，结构简单，具有通过进户门的开闭开通或关断家庭电路总开关的功能，安全可靠，有效降低家中无人时的发生危险的概率，实用性强，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种门控式电路开关装置，其特征在于：包括单片机处理器和继电器驱动主电路，以及与所述单片机处理器相接的复位电路和数据存储单元，所述单片机处理器的输入端接有A/D转换电路和按键电路，所述单片机处理器的输出端接有显示器、指示灯电路、蜂鸣提醒电路和红外发射电路，所述A/D转换电路的输入端接有接近开关电路，所述红外发射电路与所述红外接收电路匹配使用，所述红外接收电路的输出端与所述继电器驱动电路的输入端相接，所述继电器驱动电路连接至电磁继电器，电磁继电器作为家庭电路的总控制开关使用；所述单片机处理器为STC89C52单片机；所述A/D转换电路包括芯片ADC0804，所述芯片ADC0804的第1引脚、第2引脚和第3引脚分别与STC89C52单片机的第15引脚、第17引脚和第16引脚相接，所述芯片ADC0804的第4引脚输出分两路，一路通过电阻R1与芯片ADC0804的第19引脚相接，另一路与非极性电容C2的一端相接；非极性电容C2的另一端接地，所述芯片ADC0804的第6引脚与电阻R6的一端相接，所述芯片ADC0804的第7引脚、第8引脚和第10引脚均接地，所述芯片ADC0804的第9引脚输入分两路，一路与电阻R9的一端相接，另一路与电阻R8的一端相接；电阻R8的另一端与5V电源输出端相接，电阻R9的另一端接地，所述芯片ADC0804的第18引脚、第17引脚、第16引脚、第15引脚、第14引脚、第13引脚、第12引脚和第11引脚分别与STC89C52单片机的第21引脚、第22引脚、第23引脚、第24引脚、第25引脚、第26引脚、第27引脚和第28引脚相接，所述芯片ADC0804的第20引脚与5V电源输出端相接；所述指示灯电路由发光二极管D2、发光二极管D3、电阻R10和电阻R11组成，所述发光二极管D2的阴极与STC89C52单片机的第8引脚相接，发光二极管D2的阳极与电阻R10的一端相接，所述发光二极管D3的阴极与STC89C52单片机的第7引脚相接，发光二极管D3的阳极与电阻R11的一端相接，电阻R10的另一端和电阻R11的另一端均与5V电源输出端相接。

上述的一种门控式电路开关装置，其特征在于：所述接近开关电路包括接近开关K2，所述接近开关K2的第1引脚与24V电源输出端相接，所述接近开关K2的第2引脚与通过电阻R6的一端与A/D转换电路芯片ADC0804的第6引脚相接，所述接近开关K2的第3引脚接地。

上述的一种门控式电路开关装置，其特征在于：所述红外发射电路包括三极管Q4和红外发射管D5，所述三极管Q4的基极分为两路，一路通过电阻R15与单片机处理器的第3引脚相接，另一路通过电阻R13与5V电源输出端相接，所述三极管Q4的发射极与5V电源输出端相接，所述三极管Q4的集电极通过电阻R16与红外发射管D5的正极相接，所述红外发射管D5的负极接地。

上述的一种门控式电路开关装置，其特征在于：所述红外接收电路包括红外接收管D4，所述红外接收管D4的正极接地，所说红外接收管D4的负极分为两路，一路通过电阻R7与继电器驱动电路中三极管Q1相接，另一路与电阻R14的一端相接，电阻R14的另一端分为两路，一路与5V电源相接，另一路通过电容C5接地。

上述的一种门控式电路开关装置，其特征在于：所述继电器驱动电路包括单刀双掷继电器K1、三极管Q1和二极管D1，所述单刀双掷继电器K1的动触点连接市电交流电的零线N和火线L，所述单刀双掷继电器K1的线圈的一端输入分两路，一路与24V电源输出端相接，另一路与三极管Q1的集电极相接；所述三极管Q1的基极通过电阻R7一端相接，电阻R7的另一端分为两路，一路与红外接收电路的输出端相接，另一路通过电阻R4与5V电源相接，所述二极管D1的负极与24V电源相接，所述二极管D1的正极与二极管Q1的集电极相接。

上述的一种门控式电路开关装置，其特征在于：所述蜂鸣提醒电路包括蜂鸣器FM、三极管Q2和按键S1，所述蜂鸣器FM的正输入端+与按键S1的一端相接，按键S1的另一端与5V电源输出端相接，所述蜂鸣器FM的负输入端-与三极管Q2的发射极相接，三极管Q2的基极与STC89C52单片机的第10引脚相接，三极管Q4的集电极接地。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型通过进户门的开闭信号自动打开或切断家庭电路的总开关，确保在家中无人时家庭电路关断，不会因为短路故障或者线路过热而引发危险，准确度高，电路简单。

2、本实用新型通过红外发射电路和红外接收电路的配合来驱动继电器驱动电路，继电器驱动电路驱动继电器来控制家庭电路总开关的开通或者关断，红外发射接收电路匹配精确，辐射强度高，可靠性好。送给继电器的驱动信号准确，能保证继电器准确动作，以达到本实用新型功能。

3、本实用新型具有灵活的操作方式，可以让用户自主选择是否启用本系统，且具有系统故障报警功能。系统工作状态可以通过显示器实时显示，供使用者查看，蜂鸣提醒电路设置按键开关可以选择是否需要提示，这样做的目的是防止蜂鸣器在某些情况下打扰用户，功能完备，使用效果好。

4、本实用新型设计新颖合理，结构简单，成本低，操作简单，实用性强，便于推广使用。

综上所述，本实用新型设计新颖合理，结构简单，具有管理家庭电路的功能，家庭电路发生故障时，系统可以迅速切断电路，安全可靠，有效保护，实用性强，便于推广使用。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的电路原理框图。

图2为本实用新型单片机处理器的电路原理图。

图3为本实用新型接近开关电路的电路原理图。

图4为本实用新型A/D转换电路的电路原理图。

图5为本实用新型红外发射电路的电路原理图。

图6为本实用新型红外接收电路的电路原理图。

图7为本实用新型指示灯电路的电路原理图。

图8为本实用新型蜂鸣提醒电路的电路原理图。

图9为本实用新型继电器驱动电路的电路原理图。

附图标记说明：

1-接近开关电路； 2-A/D转换电路； 3-单片机处理器；

4-红外发射电路； 5-红外接收电路； 6-继电器驱动电路；

7-按键电路； 8-复位电路； 9-数据存储器；

10-显示器； 11-指示灯电路； 12-蜂鸣提醒电路。

具体实施方式

如图1、图2、图5、图6和图9所示，本实用新型包括单片机处理器3和继电器驱动主电路6，以及与所述单片机处理器3相接的复位电路8和数据存储单元9，所述单片机处理器3的输入端接有A/D转换电路2和按键电路7，所述单片机处理器3的输出端接有显示器10、指示灯电路11、蜂鸣提醒电路12和红外发射电路4，所述A/D转换电路2的输入端接有接近开关电路1，所述红外发射电路4与所述红外接收电路5匹配使用，所述红外接收电路5的输出端与所述继电器驱动电路6的输入端相接，所述继电器驱动电路6连接至电磁继电器，电磁继电器作为家庭电路的总控制开关使用；所述单片机处理器3为STC89C52单片机；所述A/D转换电路2包括芯片ADC0804，所述芯片ADC0804的第1引脚、第2引脚和第3引脚分别与STC89C52单片机的第15引脚、第17引脚和第16引脚相接，所述芯片ADC0804的第4引脚输出分两路，一路通过电阻R1与芯片ADC0804的第19引脚相接，另一路与非极性电容C2的一端相接；非极性电容C2的另一端接地，所述芯片ADC0804的第6引脚与电阻R6的一端相接，所述芯片ADC0804的第7引脚、第8引脚和第10引脚均接地，所述芯片ADC0804的第9引脚输入分两路，一路与电阻R9的一端相接，另一路与电阻R8的一端相接；电阻R8的另一端与5V电源输出端相接，电阻R9的另一端接地，所述芯片ADC0804的第18引脚、第17引脚、第16引脚、第15引脚、第14引脚、第13引脚、第12引脚和第11引脚分别与STC89C52单片机的第21引脚、第22引脚、第23引脚、第24引脚、第25引脚、第26引脚、第27引脚和第28引脚相接，所述芯片ADC0804的第20引脚与5V电源输出端相接；所述指示灯电路11由发光二极管D2、发光二极管D3、电阻R10和电阻R11组成，所述发光二极管D2的阴极与STC89C52单片机的第8引脚相接，发光二极管D2的阳极与电阻R10的一端相接，所述发光二极管D3的阴极与STC89C52单片机的第7引脚相接，发光二极管D3的阳极与电阻R11的一端相接，电阻R10的另一端和电阻R11的另一端均与5V电源输出端相接。

如图2所示，本实施例中，所述接近开关电路包括接近开关K2，所述接近开关K2的第1引脚与24V电源输出端相接，所述接近开关K2的第2引脚与通过电阻R6的一端与A/D转换电路芯片ADC0804的第6引脚相接，所述接近开关K2的第3引脚接地。

如图4所示，本实施例中，所述红外发射电路包括三极管Q4和红外发射管D5，所述三极管Q4的基极分为两路，一路通过电阻R15与单片机处理器的第3引脚相接，另一路通过电阻R13与5V电源输出端相接，所述三极管Q4的发射极与5V电源输出端相接，所述三极管Q4的集电极通过电阻R16与红外发射管D5的正极相接，所述红外发射管D5的负极接地。

如图5所示，本实施例中，所述红外接收电路包括红外接收管D4，所述红外接收管D4的正极接地，所说红外接收管D4的负极分为两路，一路通过电阻R7与继电器驱动电路中三极管Q1相接，另一路与电阻R14的一端相接，电阻R14的另一端分为两路，一路与5V电源相接，另一路通过电容C5接地。

如图6所示，本实施例中，所述继电器驱动电路包括单刀双掷继电器K1、三极管Q1和二极管D1，所述单刀双掷继电器K1的动触点连接市电交流电的零线N和火线L，所述单刀双掷继电器K1的线圈的一端输入分两路，一路与24V电源输出端相接，另一路与三极管Q1的集电极相接；所述三极管Q1的基极通过电阻R7一端相接，电阻R7的另一端分为两路，一路与红外接收电路的输出端相接，另一路通过电阻R4与5V电源相接，所述二极管D1的负极与24V电源相接，所述二极管D1的正极与二极管Q1的集电极相接。

如图8所示，本实施例中，所述蜂鸣提醒电路包括蜂鸣器FM、三极管Q2和按键S1，所述蜂鸣器FM的正输入端+与按键S 1的一端相接，按键S1的另一端与5V电源输出端相接，所述蜂鸣器FM的负输入端-与三极管Q2的发射极相接，三极管Q2的基极与STC89C52单片机的第10引脚相接，三极管Q4的集电极接地。

本实施例中，所述显示器10包括LCD1602液晶显示器。

本实用新型使用时，接通电源后，继电器K1闭合，给家庭电路供电，本系统开始工作。同时，通过接近开关电路1检测进户门的开关信号，并将检测到的开关信号送给A/D转换电路2的差分输入端，经过A/D转换电路2将电流数据转换为单片机处理器3可处理的电压数据，单片机处理器3将转换后的信号输出给红外发射电路4，红外发射电路4的输入信号通过R15为三极管Q4的基极提供电流，三极管Q4导通，三极管Q4的发射极接通至5V电源，三极管Q4导通，电流由三极管Q4的发射极流至其集电极，通过电阻R16给红外发射管D5供电，红外发射管D5持续发出信号，红外接收电路5中红外接收管D4接收红外发射管D5发出的信号，红外接收电路5输出端信号发生变化，并将此持续的电流信号送到继电器驱动电路6的输入端，电流信号通过电阻R7为三极管Q1基极提供电流，三极管Q1导通，进而继电器驱动电路6导通，继电器断开。继电器驱动电路6的两个动触点K1引入市电交流电源，与家庭电路总开关连接。故可通过继电器动触点K1的开通或关断来控制家庭主电路的开通或者关断，实现本实用新型的功能。按键电路7可设置是否启用本系统，满足使用者在不同时段的需求，显示器10可实时显示家庭电路总电压和总电流大小，蜂鸣提醒电路12也可在电压或电流超过限制时提醒用户，同时蜂鸣提醒电路12设置按键开关可以选择是否需要提示，可防止蜂鸣器在某些情况下打扰用户，使用效果好。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。