CN201159852Y - 可编程的遥控多路顺序开关电源插线板 - Google Patents

Abstract

一种可编程的遥控多路顺序开关电源插线板。它是通过单片机控制器控制多路继电器实现电源插座可以按照预定的顺序和延时进行开启和关闭，可以通过键盘设置开启关闭的顺序、延时、参与的位数，并且可以单独控制每一位插座的开关状态，还可以设置密码保护。插线板内置带掉电保护的实时时钟可实现定时开机和关机。上述功能也可以通过射频无线遥控器进行操作。本插线板适用于需要顺序开关的电器设备，或是希望能够方便快捷的操作电器的电源供应的场合。使用这种插线板可以有效地降低电器意外损坏的概率、防止电器被不希望的人打开，减少电器待机的电力消耗，并且使用方便。

Description

可编程的遥控多路顺序开关电源插线板

所属技术领域

本实用新型涉及一种多路的按顺序开关的电源插线装置，尤其是可遥控和可设置密码可设定开关次序和延时的电源插线板。

背景技术

目前，公知的电源插线板是由电源线、多个电源插座、开关、指示灯和外壳而成。可以同过总电源开关进行整个插线板的通断控制。有些插线板有多个电源开关可以分别开关每个插座。但是，通常开关只能直接用手工控制。当前高档家用电器的拥有量越来越多，其中不少的电器并非单台独立工作，而是多台组成一套系统，例如音响系统包括影音信号源、信号处理器、前级放大器、多路后级放大器。还比如多媒体计算机系统也是由多个独立的部分组合工作。当电器打开或关闭电源开关的时候或多或少都会产生冲击电流，对其它的电器会有一定的干扰，就象开关电灯时收音机会有噼啪声一样，高档的电器应该尽可能避免受到冲击的影响。因此使用这些电器时实际上对电源的开与关是有顺序要求的，不按照次序进行开和关有可能使部分电器受到电信号冲击的影响从而影响电器的寿命或造成意外损坏，例如高级影音设备，需要先开影音信号源，然后再开前级放大器，最后打开后级放大器，关机的时候顺序正好相反，如果操作顺序有误的话，有很多系统会在扬声器中听到很大的冲击声音，有可能会影响到系统的寿命。在我们的日常生活中通常都不会把电源插线板放在明面上，往往都会为了美观而把它放在暗处，如角落或架子里面，当插上插头后会有很多电线或放在角落时用手来操作电源开关就很不方便，如果想顺序开机关机会更困难，同时由于开关电源的不方便，很多人就不愿意关闭总电源，很多电器在待机状态实际消耗的功率还是不小的，这部分电器长期处于接通电源的待机状态，即不安全，又浪费了能源。在很多时候，我们并不希望别人能够随意使用电器系统，尤其是儿童，以防止造成危险和损坏，我们希望能够将用电器可靠的关闭，即俗称的童锁的功能。而所有的这些，当前流行的电源插线板均无法实现。

发明内容

为了克服现有的电源插线板功能单一且使用不便的不足，本实用新型提供一种智能电源插线板，该插线板不仅能够实现顺序的开关机、定时开关机功能、密码保护功能，而且能够对每路的延时和次序和是否参与顺序开关机进行设置，并且可以对每一路进行单独的开关控制。所有这些既可在插线板上操作，也可通过遥控器实现。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：使用单片机作为中央控制器，外围电路部分包括多个用于插座电源开断的继电器及继电器驱动电路、一块用于显示当前控制状态及进行系统参数设置用的点阵字符型LCD显示模块、EEPROM和带电池的实时时钟电路来实现用户自定义参数的存储及定时功能的实现、轻触型电源开关按键和功能设定按键及多位多功能按键实现用电器通断控制及设定功能、多路射频无线遥控收发电路实现无盲区控制、为上述电路供电的电源及总电源开关。当需要使用插线板时，将插线板总电源开关闭合，电源插线板处于等待状态，当需要启动整套用电器系统时，长按轻触电源按键，单片机检测到电源开关按键被按下，判断为电源插线板需要开启，单片机进入开启程序，单片机按照预先设定的流程控制相应的继电器顺序开启，同时显示屏上显示出开启的过程，此时可以松开轻触电源开关，开启过程结束后，显示屏上显示每路插座的状态。当电源插线板处于开启状态后，如果需要关闭整个用电器系统，则要再次按下轻触电源按键并维持一段时间，单片机会判断为需要关闭电源的动作，进入关闭程序，并控制相应的继电器按顺序关闭，同时显示屏上显示出关闭过程，此时可以松开轻触电源按键，当关闭过程结束后插线板再次进入等待状态。产品出厂时插线板有预先设定的开启关闭的参数，当然用户可以通过多功能键盘对插线板进行参数设定和控制以适合自己的电器系统需求。在插线板的通常状态下，多功能键盘作为插线板上每一位插座的单独控制开关，通过长按可以分别控制每一位插座的通断状态。如果需要进行参数设定，可在等待状态下，长按设定按钮，插线板进入设定状态，此时多功能键盘作为设定按键使用，可以分别设定每位插座开通和关断的延时时间和顺序、每位是否参与顺序开关过程、插线板定时开关机的时间点、设定密码保护等。顺序开机和关机及每一位插座的单独控制功能也可以通过一个多路射频遥控器来实现。可控电源插座的个数为4至8位，插座的供电与插线系统的供电是分开的，可降低所插的电器对插线板控制系统的干扰，并且还根据需要可将插座分成几组用多路电缆分开供电，这样可以增强插线板的带负载能力。插线板采用全金属结构，为可硬件升级的模式，最基本的产品是只有最基本的顺序开关机功能，不包括遥控部分和显示及设置部分的模块，但是在电路板上预留了这部分的插座，外壳上也预留了这部分的位置，在不需要的时候用盖板挡上，需要时再购买相应的模块进行升级。

本实用新型的有益效果是，可以方便且安全的对多路电器进行电源通断的控制，不仅能大大降低误操作对电器造成的损害，延长电器的寿命，而且可以起到节约能源的效果，并且通过开启密码的设置可以限定能够使用这套系统的人。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的原理框图。

图2是本实用新型的中央控制器的电路原理图。

图中U1为51系列的8位单片机，也可使用其它引脚够用功能相近的单片机。

图3是本实用新型的用电器插座及继电器的电路原理图。

图中的继电器JD1-JD8可使用电磁继电器或固态继电器

图4是本实用新型的显示、键盘、存储、实时时钟的电路原理图。

图中LCM1.双16位点阵字符型LCD模块，U2.实时时钟芯片，U3.EEPROM芯片

图5是本实用新型的电源部分的电路原理图。

图中U4.5V输出线性稳压器(7805)，U5.开关模式DC/DC降压芯片

图6是本实用新型的射频遥控发射和接收部分。

具体实施方式

在图1中，中央控制器为系统的核心，通过接插件分别和用电器插座及继电器部分、显示键盘存储实时时钟部分、射频遥控发射及接收部分相连，电源部分分别给中央控制器和显示键盘存储实时时钟部分供电，遥控发射及接收部分的电源从中央控制器上提供。用电器插座及继电器部分和电源部分的交流220V输入分开各自供给，上述部分除遥控发射器外其余均装在一个金属材料的插线盒中。

在图2中所示为中央控制器部分的电路图，单片机U1为内置存储器的51系列单片机，S1为轻触电源按键，安装在插线板上通过接插件J4A和J4B于控制板相连，接到单片机的中断0脚，当按下时触发中断，单片机检测按下的时间是否够长，是则认为是正常的开启或关闭操作，否的话则认为是干扰或误触，当确认是正常操作后则通过控制P1口连接的驱动电路去驱动相应的继电器进行动作，驱动继电器的晶体管Q1-Q8为NPN型小功率管，要求额定电流大于500mA耐压大于50V，电阻R1-R8是晶体管基极的限流电阻，电阻R9-R16并联在晶体管基极对地上，可防止干扰。接插件J2A、J3A、J5A接到单片机的P0口P2口和部分P3口的引脚，J2A和J3A与显示键盘存储实时时钟部分相连，J5A和遥控发射及接收部分相连，J6A和J7A与电源部分相连，J1A与用电器插座及继电器部分相连。其余的为单片机的典型应用电路，单片机工作所需要的程序存储于单片机的内部，通过单片机加密防止被盗用。

在图3中所示为用电器插座及继电器部分的电路图，JD1-JD8为电磁继电器，二极管D3-D10分别并在继电器的控制端上用以降低继电器释放时线圈的尖锋电压，继电器的控制端通过插头J1B与中央控制板相连。继电器采用长开型或用长开触点，控制插座CZ1-CZ8的火线L的连接和断开，指示灯分别并到插座CZ1-CZ8的火线和零线间指示插座是否带电。为增加插线板的带负载能力，插座分为几组通过各自的交流220V输入线供电，本图中为PLUG1-PLUG4，其上串接的开关S12-S15为带过流保护功能的空气开关，继电器也可以采用固态继电器，此时可以省去中央控制器上的继电器驱动电路，用单片机的引脚直接控制。

在图4中所示为显示、键盘、存储、实时时钟电路，LCM1为带背光的2行16位5×7点阵字符型LCD显示模块，通过接插件J2B与中央控制器相连，连接到单片机的P0口和部分P3口的引脚，可以显示厂商型号、各位插座开启关闭过程、以及自定义参数设定时使用电位器R20可以调节对比度，开关S2可以控制背光是否打开。按键开关S3-S10通过接插件J3B连接到中央控制板上单片机的P12口上，S3-S10为多功能按键，在正常使用状态下为插座CZ1-CZ8的独立电源控制开关，可以分别控制插座CZ1-CZ8的开与关，当在自定义参数设定状态时作为用户参数输入用，同时也是密码的输入键盘，可以设置密码保护。按键开关S11为设定按键，当按一下后进入用户自定义参数设定状态，用户可以根据显示屏上的显示通过按键S3-S10进行参数的更改，需要保存并退出的话则再按一下设定键，不需要的话就等待一段时间系统会退出并恢复上一次的设定。U3为EEPROM存储器，用户自定义的参数就保存在其中，并且不会应为断点而丢失。U2为实时时钟电路，并且有锂电池维持运行，可以实现定时开关机的功能。此板所需的电源通过接插件由电源部分提供。图4所包含的电路为插线板的可选装部分，当安装上这部分电路后插线板可以实现参数设定、定时开关机、密码保护、多路遥控功能。如果不安装这部分，插线板只能进行基本的顺序开关机的功能和只有总开关控制的遥控功能，为一个低成本的解决方案。

在图5所示的是电源部分的电路图，此电源部分为所有的控制电路供电，与给用电器插座的供电分开，以减小干扰，增加灵活性。交流220V电源通过不低于20W的铁芯变压器T1降压整流桥B1整流再经电容C16和C17滤波后得到12V的直流电压，12V是给继电器和遥控接收部分供电用。12V电压再经U4芯片降到5V给单片机供电，U4可以用线性稳压器，如7805。由U5芯片组成的电源为开关型降压稳压电源，效率较高，给需要较大电流的显示键盘存储实时时钟部分使用，也是由12V降到5V，如果图4部分不装只需要实现基本功能时，这部分电路也可以省去。如果需要全球宽电压范围应用，从交流变到直流12V的这部分电源也可以采用高压开关型电源，功率不低于20W。

在图6所示的是遥控发射及接收的电路图，这部分也是可以选装的部分，遥控发射及接收采用9到12路的对码或滚码型射频遥控接收器，既可以保证没有死区，歌墙遥控，并且防止受到别的遥控器的干扰。遥控器可以实现总电源的控制和各个电源插座的独立控制。接收部分通过接插件J5B与中央控制器相连，也连接到单片机的P2口和INT0脚。

Claims (7)

1.一种可编程的遥控多路顺序开关电源插线板，包括插线板外壳、外壳上安装的多个电源插座、电源开关、电源接线及插头，其特征是：由单片机为核心的中央控制器通过多路继电器控制相应的电源插座的开关和开关的顺序以及连接点阵液晶模块显示信息，通过轻触按键开关构成的多功能键盘或遥控器进行电源开关和功能设定。

2.根据权利要求1所述的可编程的遥控多路顺序开关电源插线板，其特征是：中央控制器部分的核心是单片机，通过由晶体管构成的驱动电路连接继电器，板上还包括插座J1A用于和电器插座及继电器部分相连、插座J2A和J3A用于和显示键盘存储实时时钟部分相连、插座J4A连接轻触按键电源开关、插座J5A和J6A连接电源部分，控制所需的程序都存于单片机中。

3.根据权利要求1所述的可编程的遥控多路顺序开关电源插线板，其特征是用电器插座及继电器部分根据应用和成本的需要数量可以从4组最高到8组，继电器既可以用电磁继电器也可以用固态继电器，通过插座J1B和中央控制板相连，每个电器插座都有各自的指示灯用以指示是否带电，每两组电器插座使用一根独立的电源入线用以提高插座的带载能力。

4.根据权利要求1所述的可编程的遥控多路顺序开关电源插线板，其特征是显示、键盘、存储、实时时钟部分的电路中LCM1采用双16位点阵字符型LCD模块，U2是实时时钟芯片，U3是EEPROM芯片，还包括设置用的多位轻触按键键盘，此部分为可拆装的功能模块。

5.根据权利要求1所述的可编程的遥控多路顺序开关电源插线板，其特征是插线板控制器电源的交流电输入用独立的电源线，和用电器插座的电源进线分开。

6.根据权利要求1所述的可编程的遥控多路顺序开关电源插线板，其特征是遥控发射及接收部分采用射频遥控的模式，采用滚码或对码方式的遥控发射接收电路，此部分为可拆装的功能模块。

7.根据权利要求1所述的可编程的遥控多路顺序开关电源插线板，其特征是插线板采用全金属结构，采用可以硬件升级的结构，其中显示键盘存储实时时钟部分和遥控发射及接收部分都是可以拆装的模块结构，在外壳上预留了安装这两部分需要的开口，当不需要这部分功能时用盖板盖住，当需要某部分时就可以拆下盖板安装上相应的模块。

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