一种带光控经纬度智能用电保护装置及控制流程的制作方法

本发明涉及电力设备
技术领域：
，尤其是一种带光控经纬度智能用电保护装置及控制流程。
背景技术：
：现代化的生活中许多家庭和工厂的电路保护只有一个空气开关进行保护，并不具备其它保护功能，如漏电保护等。导致家庭与工厂的电路走线越来越复杂，大大的降低了安全设备的维护性及可靠性增加了维护成本和工作效率。但普通的用电保护装置也存在很多不利因素；其功能单一，在电压过高时或过低时无法保护到用电设备；在电流过大时无法及时断开保护到用电设备；现有保护装置在跳闸后无法自动判断及合闸，需手动管理；在特定需要光控或经纬度控制的用电条件下，普通用电保护装置也无法完成该项控制。因此，现有的用电保护装置多为功能单一，成本高，效率低，耗时间等缺点。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种带光控经纬度智能用电保护装置及控制流程，以解决上述
背景技术：
中提出的问题。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种带光控经纬度智能用电保护装置，包括供电电路、输入电路、单片机控制电路和输出控制与显示电路，输入电路由信号输入与放大电路、按键电路和时钟电路组成；单片机控制电路由单片机组成；输出控制与显示电路由继电器控制电路、lcd显示电路和灯光指示电路组成；信号输入与放大电路、按键电路和时钟电路的输出端均连接于单片机的输入端；单片机的输出端分别连接于继电器控制电路、lcd显示电路和灯光指示电路的输入端。优选的，供电电路由降压芯片u4和降压芯片u5组成，降压芯片u4的输入端串联电容c13接到降压芯片u4的公共端接地，电容c13并联电容c1接正12v电压；降压芯片u4的输出端串联电容c12接到降压芯片u4的公共端接地，电容c12两端并联电容ce1和可变电阻rv1，并输出正5v电压；降压芯片u5的输入端串联电容c3接到降压芯片u5的公共端接地，降压芯片u5的输出端串联电容c14接到降压芯片u5的公共端接地，电容c14两端还并联电容c19和电容c15。优选的，信号输入与放大电路由信号端子j1和运算放大器u2组成，信号端子j1的端口5接电阻r5引入输入信号，信号端子j1的端口5还接电阻r12接到正5v电压，接电阻r10接地；运算放大器u2通过信号端子j1引入的输入信号放大。优选的，按键电路包括按键（key1、key2、key3、key4），按键key1电性连接于单片机上。优选的，时钟电路由高精度时钟芯片u3、超级电容e1和二极管d3组成，高精度时钟芯片u3的引脚2串联电阻r8接到正5v电压上；引脚13串联电阻r7接到正5v电压上；高精度时钟芯片u3的引脚6和引脚7分别接超级电容e1和电容c2的一端形成闭合回路；超级电容e1的负极接地，正极串联二极管d3接到正5v电压上。优选的，单片机内置复位电路和晶振电路。优选的，继电器控制电路由继电器（k1、k2）和继电器专用芯片u6组成，继电器（k1、k2）的1脚均接继电器专用芯片u6的引脚1上，继电器（k1、k2）的3脚均接继电器专用芯片u6的引脚4上。优选的，lcd显示电路包括液晶屏con1和字库芯片u7，液晶屏con1和字库芯片u7均电性连接于单片机的控制端。优选的，灯光指示电路包括发光二极管（led1、led2、led3、led4、led5），发光二极管（led1、led2、led3、led4、led5）的正极分别串联电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4和电阻r5，发光二极管（led1、led2、led3、led4、led5）的负极并联接到正5v电压上。本发明要解决的另一技术问题是对带光控经纬度智能用电保护装置的控制流程，包括以下步骤：s1：系统供电；系统通过市电取电供电，通过降压芯片u4和降压芯片u5进行降压和稳压，以12v和5v给各个电路供电；s2：数据采集；采集当前输入市电的电压、负载端电流和负载漏电电流，通过亮度传感器采集当前环境的亮度数据；通过高精度时钟芯片u3，获取当前的时间数据；通过rs485或rs232接口传送控制指令；数据和指令通过处理后传回单片机控制系统进行运算和分析。s3：数据处理；单片机完成了集数据和运算和分析，并通过算法算出当前经纬度的日出日落时间，单片机对所有采集的数据进行实时监控，发现异常数据，将对负载端进行保护。s4：控制负载通断；通过继电器（k1、k2）分别控制火线和零线的通断来完成，单片机控制电路完成对数据的分析和处理后，将发对应的通断指令给继电器控制电路，继电器控制电路控制继电器（k1、k2）完成相应动作。与现有技术相比，本发明有益效果：1、本带光控经纬度智能用电保护装置，在户外配电保护，照明亮化工程等用电保护上有极具大的市场需求，产品可实现一体化多功能保护，集成漏电、过压、欠压、过流保护可以改变现有的方案。本发明的产品代替漏电保护开关+经纬度控制器+过欠压保护器+断路器等多个组合的保护器的安装；体积小，安装方便，保护更全面；其设计使产品更具实用性。2、本带光控经纬度智能用电保护装置，拥有强大的电路管理系统，当线路出现故障时能及时的断电保护，同时还具有自动重合闸的功能，在一定程度上降低人工维护成本，大大提高效率。附图说明图1为本发明的整体系统原理框图；图2为本发明的单片机连接原理框图；图3为本发明的供电电路图；图4为本发明的信号输入与放大电路图；图5为本发明的按键电路图；图6为本发明的时钟电路图；图7为本发明的单片机电路图；图8为本发明的继电器控制电路图9为本发明的lcd显示电路图；图10为本发明的灯光指示电路图；图11为本发明的电网的监控和保护流程图；图12为本发明的经纬度和光控控制流程图。图中：1供电电路、2输入电路、21信号输入与放大电路、22按键电路、23时钟电路、3单片机控制电路、31单片机、4输出控制与显示电路、41继电器控制电路、42lcd显示电路、43灯光指示电路。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。请参阅图1、图2和图7，本发明实施例中，一种带光控经纬度智能用电保护装置，包括供电电路1、输入电路2、单片机控制电路3和输出控制与显示电路4，输入电路2由信号输入与放大电路21、按键电路22和时钟电路23组成；单片机控制电路3由单片机31组成，单片机31内置复位电路和晶振电路，工作电压宽3-5.5v、带adc（模数转换）、带串口、运行速度大、容量大、抗干扰强；单片机31要完成输入信号的采集和分析，进行经纬度算法的计算，经过运算和比较后，控制对应的控制单元；输出控制与显示电路4由继电器控制电路41、lcd显示电路42和灯光指示电路43组成；信号输入与放大电路21、按键电路22和时钟电路23的输出端均连接于单片机31的输入端；单片机31的输出端分别连接于继电器控制电路41、lcd显示电路42和灯光指示电路43的输入端。请参阅图3，本发明实施例中，一种带光控经纬度智能用电保护装置，供电电路1由降压芯片u4和降压芯片u5组成，降压芯片u4的输入端串联电容c13接到降压芯片u4的公共端接地，电容c13并联电容c1接正12v电压；降压芯片u4的输出端串联电容c12接到降压芯片u4的公共端接地，电容c12两端并联电容ce1和可变电阻rv1，并输出正5v电压；降压芯片u5的输入端串联电容c3接到降压芯片u5的公共端接地，降压芯片u5的输出端串联电容c14接到降压芯片u5的公共端接地，电容c14两端还并联电容c19和电容c15；供电电路1的作用是：通过输入的12v电压经过电容c1、电容c3、电容c13进行滤波作用，然后分别经过降压芯片u4、降压芯片u5将12v电压降成3.3v和5v，最后进行电容滤波，3.3v供给lcd显示电路42，5v供给其他电路使用。请参阅图4，本发明实施例中，一种带光控经纬度智能用电保护装置，信号输入与放大电路21由信号端子j1和运算放大器u2组成，信号端子j1的端口5接电阻r5引入输入信号，信号端子j1的端口5还接电阻r12接到正5v电压，接电阻r10接地；运算放大器u2通过信号端子j1引入的输入信号放大，电容和电阻，对信号放大的倍数进行处理，最后将处理后的信号传给单片机31。请参阅图5，本发明实施例中，一种带光控经纬度智能用电保护装置，按键电路22包括按键（key1、key2、key3、key4），按键key1电性连接于单片机31上，可实现客户按自己的需求设置参数，当任意一个按键按下，key1将输出一个低电平给单片机31，单片机31以此来识别用户是否有按键操作。请参阅图6，本发明实施例中，一种带光控经纬度智能用电保护装置，时钟电路23由高精度时钟芯片u3、超级电容e1和二极管d3组成，高精度时钟芯片u3的引脚2串联电阻r8接到正5v电压上；引脚13串联电阻r7接到正5v电压上；高精度时钟芯片u3的引脚6和引脚7分别接超级电容e1和电容c2的一端形成闭合回路；超级电容e1的负极接地，正极串联二极管d3接到正5v电压上，高精度时钟芯片u3为整个系统提供时钟源，确保系统能在特定的时间实现开关机；超级电容e1为时钟备用电源，当系统主供电断开时，超级电容e1将提供电源，确保时钟一直在运行；二极管d3用于给超级电容e1充电和给时钟芯片u3供电。请参阅图8，本发明实施例中，一种带光控经纬度智能用电保护装置，继电器控制电路41由继电器（k1、k2）和继电器专用芯片u6组成，继电器（k1、k2）的1脚均接继电器专用芯片u6的引脚1上，继电器（k1、k2）的3脚均接继电器专用芯片u6的引脚4上，输出控制与显示电路4主要控制继电器（k1、k2）的通断，从而实现控制负载的通断，继电器专用芯片u6内部包含mos管和保护电路，可驱动继电器、电机等感性负载。请参阅图9，本发明实施例中，一种带光控经纬度智能用电保护装置，lcd显示电路42包括液晶屏con1和字库芯片u7，液晶屏con1和字库芯片u7均电性连接于单片机31的控制端，液晶屏con1在mcu的控制信号和字库芯片u7的配合下，显示各类中英文字。请参阅图10，本发明实施例中，一种带光控经纬度智能用电保护装置，灯光指示电路43包括发光二极管（led1、led2、led3、led4、led5），发光二极管（led1、led2、led3、led4、led5）的正极分别串联电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4和电阻r5，发光二极管（led1、led2、led3、led4、led5）的负极并联接到正5v电压上；发光二极管（led1、led2、led3、led4、led5）用作必要的指示。请参阅图11和图12，本发明实施例中，对带光控经纬度智能用电保护装置的控制流程，包括以下步骤：第一步：系统供电；系统通过市电取电供电，通过降压芯片u4和降压芯片u5进行降压和稳压，以12v和5v给各个电路供电；第二步：数据采集；采集当前输入市电的电压、负载端电流和负载漏电电流，通过亮度传感器采集当前环境的亮度数据；通过高精度时钟芯片u3，获取当前的时间数据；通过rs485或rs232接口传送控制指令；数据和指令通过处理后传回单片机31控制系统进行运算和分析。第三步：数据处理；单片机31完成了集数据和运算和分析，并通过算法算出当前经纬度的日出日落时间，单片机31对所有采集的数据进行实时监控，发现异常数据，将对负载端进行保护。第四步：控制负载通断；通过继电器（k1、k2）分别控制火线和零线的通断来完成，单片机控制电路3完成对数据的分析和处理后，将发对应的通断指令给继电器控制电路41，继电器控制电路41控制继电器（k1、k2）完成相应动作。传统经纬度算法，需要用户提供当前位置的经纬度坐标，给用户带来很大的不便。保护器使用独创先进的算法，排脱繁琐的经纬度坐标点设置，直接按中国地理区划进行设置，从而很方便的得到日出日落时间，用户还可以通过本地实际的情况，对日出日落时间进行微调操作，从而很方便的应用到路灯照明亮化工程。具体区划如表1所示：位置包含省市默认经度默认纬度华东上海市、江苏省、浙江省、安徽省、江西省、山东省、福建省、台湾省117.2531.83华北北京市、天津市、山西省、河北省、内蒙古自治区中部116.439.9华中河南省、湖北省、湖南省114.330.6华南广东省、广西壮族自治区、海南省、香港特别行政区、澳门特别行政区112.4723.05西南重庆市、四川省、贵州省、云南省、西藏自治区91.1329.65西北陕西省、甘肃省、青海省、宁夏回族自治区、新疆维吾尔自治区、内蒙古自治区西部阿拉善盟98.2739.8东北黑龙江省、吉林省、辽宁省、内蒙古东部126.5345.8本发明整合用电保护、经纬度和光控控制为一体，完善传统经纬度设置的短板，完成一体化智能控制。实现类似的功能可以用不同型号的传感器和单片机，但显而易见，通过对元器件的变型均视为本发明所公开的内容和本发明的保护范围。对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。当前第1页12