CN102880066A - 计算机usb口自动控制的调制解调器开关装置 - Google Patents

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施云芬
刘晓峰
姚海滨
张更宇
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Abstract

本发明是一种计算机USB口自动控制的调制解调器开关装置，其特点是采用两种结构，一种是：在计算机USB口之间串接限流电阻和光耦的发光二极管，光耦的光电三极管与限流电阻、双向可控硅的门极串接，光耦的光电三极管的与电源的正极连接，电源的负极与双向可控硅的阴极连接，双向可控硅的阳极与其阴极串接于调制解调器的工作电源的一次侧；另一种是：包括发射模块的电源与计算机USB口连接，接收模块的电源与调制解调器工作电源连接，三极管与接收模块、调制解调器工作电源连接。具有结构简单，性能价格比高，节省电能，有利于延长调制解调器的使用寿命，能够使调制解调器随着计算机的开关信号实现开启与关闭等优点。

Description

计算机USB口自动控制的调制解调器开关装置
技术领域
本发明属于自动控制技术领域，是一种计算机USB口自动控制的调制解调器开关装置。
背景技术
随着经济的发展，我国使用计算机上网的用户量逐年呈上升趋势，且在一份随机抽样调查中发现日常生活中人们存在将计算机关机后却不关闭调制解调器，即计算机上网用的“猫”。而大部分调制解调器(MODEM)的电源适配器的电压在5-12V，电流在500mA左右；经实验测得调制解调器正常工作时电压为5.12V，电流为460mA；调制解调器消耗的功率为5.12V×0.46A＝2.355W；调制解调器24小时运行，一个月运行的耗电量为：2.355W×24h×30天÷1000＝1.6956kWh；一年运行的耗电量为：1.6956kWh×12月＝20.3472kWh。尽管单个调制解调器耗电量很小，但是积少成多，长此以往会造成了大量的电能浪费，且降低了调制解调器的使用寿命。
发明内容
本发明的目的是提供一种计算机USB口自动控制的调制解调器开关装置，具有结构简单，性能价格比高，节省电能，有利于延长调制解调器的使用寿命，能够使调制解调器随着计算机的开关信号实现开启与关闭。
本发明是在一个总体发明构思下，采用两个技术方案：
技术方案之一是：一种计算机USB口自动控制的调制解调器开关装置，其特征是：它包括在计算机USB口的1、4脚之间串接限流电阻R2和光耦OC的发光二极管，光耦0C的光电三极管的4脚与限流电阻R1、双向可控硅TRIAC的门极串接，光耦OC的光电三极管的3脚与电源E的正极连接，电源E的负极与双向可控硅TRIAC的阴极连接，双向可控硅TRIAC的阳极与其阴极串接于调制解调器的工作电源的一次侧。
技术方案之二是：一种计算机USB口自动控制的调制解调器开关装置，其特征是：它包括发射模块和接收模块，发射模块的电源VCC和GND分别与计算机USB口的1、4脚连接，发射模块的数据线10脚与其电源VCC连接；接收模块的电源VCC和GND分别与调制解调器工作电源正极和GND连接，三极管T1的引脚B与接收模块的数据线D0连接，三极管T1的引脚C与调制解调器工作电源正极连接，三极管T1的引脚E调制解调器电源插口正极连接，调制解调器电源插口GND与调制解调器工作电源GND连接。
由于技术方案之一采样光耦的发光二极管与计算机的USB口连接，计算机工作时，光耦的发光二极管发出光信号；当计算机关闭时，光耦的发光二极管停止发光。其控制回路由双向可控硅和光耦的光电三极管组成，双向可控硅串联在调制解调器的工作电源一次侧，控制交流电源的开与关。当计算机开机时，光耦的光电三极管接收到光信号，双向可控硅导通，调制解调器进入工作状态，当计算机关机时，光信号消失，双向可控硅关断调制解调器工作电源，实现了计算机关机时调制解调器自动关机。由于采用双向可控硅串联在调制解调器的工作电源一次侧来控制交流电源的开与关，因此，节能效果更加明显，还由于采用光电隔离，提高了计算机工作的安全性。
由于技术方案之二采样通过无线发射接收模块控制调制解调器的开与关，发射模块与计算机USB口连接，计算机工作时，发射模块获得工作电源，发射编码信号，计算机关闭时，发射模块停止发射编码信号，在调制解调器的电源端设有接收模块，当接收模块获得发射模块的编码信号时，调制解调器的电源开通，当编码信号消失时，接收模块控制三极管关断调制解调器的电源。无线发射接收模块，使用方便；功耗小，价位低，制作工艺简单。
上述两种技术方案具有结构简单，性能价格比高，节省电能，有利于延长调制解调器的使用寿命，能够使调制解调器随着计算机的开关信号实现开启与关闭。
附图说明
图1为实施例1的计算机USB口自动控制的调制解调器开关装置电路原理图；
图2为实施例2的计算机USB口自动控制的调制解调器开关装置电路原理图。
具体实施方式
参照图1，实施例1的计算机USB口自动控制的调制解调器开关装置，包括在计算机USB口的1、4脚之间串接限流电阻R2和光耦OC的发光二极管，光耦OC的光电三极管的4脚与限流电阻R1、双向可控硅TRIAC的门极串接，光耦OC的光电三极管的3脚与电源E的正极连接，电源E的负极与双向可控硅TRIAC的阴极连接，双向可控硅TRIAC的阳极与其阴极串接于调制解调器的工作电源的一次侧。
由光耦OC的发光二极管与计算机的USB口连接构成采样回路，计算机工作时，光耦OC的发光二极管发出光信号，当计算机关闭时，光耦OC的发光二极管停止发光。由双向可控硅TRIAC和光耦OC的光电三极管构成控制回路，双向可控硅TRIAC串联在调制解调器工作电源的一次侧，控制交流电源的开与关。当计算机开机时，光耦OC的光电三极管接收到光信号，双向可控硅TRIAC导通，调制解调器进入工作状态，当计算机关机时，光信号消失，双向可控硅TRIAC关断调制解调器的工作电源，实现了计算机关机时调制解调器自动关机。可以完全切断调制解调器的工作电源，采用实施例1的计算机USB口自动控制的调制解调器开关装置，电损耗主要由两部分构成：一是双向可控硅TRIAC损耗，二是可控硅TRIAC的门极电路损耗。实验测得双向可控硅TRIAC压降很小，相对于220V可以忽略，所以双向可控硅TRIAC损耗忽略不计，实验测得可控硅TRIAC的门极控制电路电压为5.03V，电流为9mA；可控硅门极TRIAC控制电路功率为5.03V×0.009A＝0.045W；调制解调器消耗的功率为：5.12V×0.46A＝2.355W，使用本方案若按一天8小时工作时间计算，工作结束后自动断开调制解调器，即：“猫”和控制电路，因此，一个月节约的电能：
[2.335W×(24-8)h-0.045W×8h]×30天＝1.1196kWh。
使用本装置后，每度电按0.61元计算，那么根据Broadband Forum的报告显示目前我国有1.58亿多的计算机用户，50％的网民24小时不关“猫”，则每年至少可节省电能折合人民币为1.1196KWh×0.61元/KWh×12月×1.58亿×50％＝6.418908亿元。
参照图2，实施例2的计算机USB口自动控制的调制解调器开关装置，包括发射模块和接收模块，发射模块的电源VCC和GND分别与计算机USB口的1、4脚连接，发射模块的数据线10脚与其电源VCC连接；接收模块的电源VCC和GND分别与调制解调器工作电源正极和GND连接，三极管T1的引脚B与接收模块的数据线D0连接，三极管T1的引脚C与调制解调器工作电源正极连接，三极管T1的引脚E调制解调器电源插口正极连接，调制解调器电源插口GND与调制解调器工作电源GND连接。
实施例2的计算机USB口自动控制的调制解调器开关装置为通过无线发射接收模块控制调制解调器的开与关，其发射接收模块主要采用一种CMOS工艺制造的低功耗低价位通用编解码电路模PT2262/2272来实现。具体工作原理为：发射模块与计算机USB口连接，当计算机工作时，发射模块获得工作电源，且引脚10获得高电平，发射模块发射编码信号；计算机关闭时，发射模块停止发射编码信号。在调制解调器的电源端设有接收模块，当接收模块获得发射模块的编码信号时，接收模块控制三极管使调制解调器的电源开通；当编码信号消失时，接收模块控制三极管关断调制解调器的电源。采用实施例2的计算机USB口自动控制的调制解调器开关装置，电损耗主要由两部分构成：一是接收控制电路损耗，二是发射电路损耗。实验测得电源适配器输出电压为5.08V，电流为486mA，调制解调器和接收模块控制电路功率总和为5.08V×0.486A＝2.449W；调制解调器消耗的功率为5.12V×0.46A＝2.355W，接收控制电路功率为2.499W-2.335W＝0.114W；发射模块电压为5.03V，电流为5mA，发射模块功率为5.03V×0.005A＝0.025W；若按一天8小时工作时间计算，工作结束后自动断开调制解调器，即：“猫”和发射模块，接收控制电路始终在工作，因此，一个月节约的电能：
[2.335W×(24-8)h-0.114W×24h-0.025W×8h]×30天÷1000＝1.03272kWh；使用实施例2的计算机USB口自动控制的调制解调器开关装置后，每度电按0.61元计算，那么根据Broadband Forum的报告显示目前我国有1.58亿多的计算机用户，50％的网民24小时不关调制解调器，即：“猫”，则每年至少可节省电能折合人民币为：
1.03272kWh×0.61元/kWh×12月×1.58亿×50％＝5.972013216亿元。
本发明所用元器件的型号：三极管T1采用3DG、3DK、8050、9013等NPN三极管即可；光耦OC采用TLP521-1、TLP521-2、NPN三极管输出型；双向可控硅TRIAC的A脚为阳极、C脚为阴极、G脚为门极，其型号为MAC97A6、MAC97A8、BT131、BT134等；无线收发模块采用315系列TP2262/TP2272等。
本发明实施例1和2的两种样机，经过半年的试用，节电效果显著，实现了本发明目的和达到了所述的技术效果。
本发明的计算机USB口自动控制的调制解调器开关装置不局限本具体实施方式，本领域技术人员不经过创造性劳动所进行的复制和改进，仍属于本发明权利要求所保护的范围。

Claims (2)

1.一种计算机USB口自动控制的调制解调器开关装置，其特征是：它包括在计算机(USB)口的1、4脚之间串接限流电阻(R2)和光耦(OC)的发光二极管，光耦(OC)的光电三极管的4脚与限流电阻(R1)、双向可控硅(TRIAC)的门极串接，光耦(OC)的光电三极管的3脚与电源(E)的正极连接，电源(E)的负极与双向可控硅(TRIAC)的阴极连接，双向可控硅(TRIAC)的阳极与其阴极串接于调制解调器的工作电源的一次侧。
2.一种计算机USB口自动控制的调制解调器开关装置，其特征是：它包括发射模块和接收模块，发射模块的电源(VCC)和(GND)分别与计算机(USB)口的1、4脚连接，发射模块的数据线10脚与其电源(VCC)连接；接收模块的电源(VCC)和(GND)分别与调制解调器工作电源正极和(GND)连接，三极管(T1)的引脚B与接收模块的数据线(D0)连接，三极管(T1)的引脚C与调制解调器工作电源正极连接，三极管(T1)的引脚E与调制解调器电源插口正极连接，调制解调器电源插口(GND)与调制解调器工作电源(GND)连接。
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