CN207069205U - 一种家用智能排插 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种家用智能排插，属于电力检测技术领域。本实用新型包括电源开关，AC‑DC模块对单片机和电能计量芯片供电，DC‑DC模块输出标准5V==2A经USB接口对手机进行充电。电压互感器并联接入L线及N线输出端接电能计量芯片，电流互感器串联接入L线输出端接电能计量芯片。继电器串联接入L线控制端接光电耦合器。其中电能计量芯片，LCD液晶，四个独立按键，实时时钟，只读存储器，两个LED灯，蜂鸣器，光电耦合器接单片机。本实用新型有效隔离电网谐波对单片机以及电能计量芯片的干扰，可准确测量电压电流。实现了电能计费标准可设置，查看当月用电数据以及费用。并且实现月末自动清零用户上月用电数据，过功率自行切断电源保护用电器以及人身安全。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种家用智能排插，属于电力检测技术领域。
背景技术
目前市面常见同等类型排插，形式多种多样。在普通家用电器使用时电压，电流检测准确。随着科学技术的发展，家用变频用电器使用日益广泛，变频用电器产生的高次谐波对电网有着非常大的影响，影响着检测仪器对电压电流采集的准确性。甚至导致检测系统以及数据处理系统无法正常工作，而不能精准的计算用户的用电量。市面上同类型的排插不具备计费标准的设置，用电费用的计算，存储用户用电数据以及查看用户用电数据的功能。并且没有过功率断电报警提醒，保护用电器以及人身安全的作用。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是：本实用新型提供一种家用智能排插，用于解决现有智能插板在变频用电器使用的情况下产生的高次谐波对电能计量芯片以及单片机的干扰问题。解决了对用电计费标准的设置以及计算用电费用的。实现了用电数据的记录，清零查看的功能。以及过功率断电报警保护用电器及人身安全的功能。
本实用新型采用的技术方案：一种家用智能排插，包括单片机1、电能计量芯片2、电流互感器3、电压互感器4、LCD液晶屏5、继电器6、AC-DC模块7、DC-DC模块8、实时时钟 9、只读存储器10、蜂鸣器11、按键Ⅰ12、按键Ⅱ13、按键Ⅲ14、按键Ⅳ15、LED灯Ⅰ16、LED灯Ⅱ17、USB接口18、光电耦合器19、电源开关20。
所述电源开关20串联接入L线，电流互感器3串联接入L线，输出端接电能计量芯片2；电压互感器并联接入L和N线，输出端接电能计量芯片2。LCD液晶屏5、按键Ⅰ12、按键Ⅱ13、按键Ⅲ14、按键Ⅳ15、实时时钟9、只读存储器10、蜂鸣器11、LED灯Ⅰ16、LED灯Ⅱ17、电能计量芯片2、光电耦合器19接入单片机1；所述继电器6串联接入L线控制端接光电耦合器19；AC-DC模块并联接入L和N线，输出端接单片机1，电能计量芯片以及DC-DC模块8。DC-DC模块8输出端接USB接口18。
其中单片机1、电能计量芯片2、电流互感器3、电压互感器4、LCD液晶屏5、继电器6、AC-DC模块7、DC-DC模块8、实时时钟9、只读存储器10、蜂鸣器11，按键Ⅰ12、按键Ⅱ13、按键Ⅲ14、按键Ⅳ15、LED灯Ⅰ16、LED灯Ⅱ17、USB18，光电耦合器19，电源开关20可以采用现有原件或模块。
本实用新型的工作过程：将排插通电后，排插表面第一个LED灯点亮第二个LED灯熄灭排插正常工作。按下第一个按键可查看当前的电压、电流、功率、功率因数以及用电费用。此时通过按下第二个按键可以设置当前的计费标准并且按下第四个确认完成计费标准的设置。再次按下第一个按键可以显示出各个电量参数，以及用电费用。在额定功率下使用该排插一段时间，可以通过按下第三个按键来翻页查看当前时段的用电数据记录，并且此时按下按键二循环翻页。在使用该排插时，如超出排插额定功率工作，则排插表面第一个LED灯熄灭，第二个LED灯点亮。表示超功率使用。此时蜂鸣器发声提醒，为了保护用电器以及人身安全，排插内部的单片机控制继电器断开插孔电源，并且每个按键失效，按下无任何作用。同时，内部的单片机记录下超功率使用的时间节点。只有重新启动排插，且在排插额定功率下使用该排插，并且在重启后通过LCD液晶屏显示请勿超功率使用等字样用来提醒用户不要超功率使用。
本实用新型的有益效果是：本实用新型采用电压互感器电流互感器对电压电流进行检测，能够有效的隔离变频用电器和普通用电器使用时产生的谐波进入电网造成电能计量芯片以及单片机稳定工作的干扰。保证了电压、电流采集准确、功率计量准确。并且实现计费标准可设置，实现过功率断电蜂鸣器发声提醒，保护了用电器以及人身安全。同时可对用户一个月用电数据的检测与用户所用电表计费起到一个比较作用判断电表是否损坏。可观察到每月用电费用来提醒用户节约电能。本实用新型通用性强，对于非电类专业的人操作方便简单。
附图说明
图1是本实用新型外观设计图；
图2是本实用新型原理图框图；
图中各标号：1-单片机、2-电能计量芯片、3-电流互感器、4-电压互感器、5-LED液晶屏、6-继电器、7-AC-DC模块、8-DC-DC模块、9-实时时钟、10-只读存储器、11-蜂鸣器、12-按键Ⅰ、13-按键Ⅱ、14-按键Ⅲ、15-按键Ⅳ、16-LED灯，17- LED灯，18-USB接口，19-光电耦合器，20-电源开关。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，对本实用新型作进一步说明。
如图1所示，一种家用智能排插包括电源开关孔，LCD液晶显示孔，四个独立按键孔，一个USB接口孔，LED1孔，LED2孔，两个三孔插座，两个两孔插座。
如图2所示，电源开关20串联接入L线。AC-DC模块8并联接入L和N线对单片机1，电能计量芯片2提供5V工作电压。DC-DC模块并联接入AC-DC模块输出端，DC-DC模块输出端输出5V==2A且接入USB接口18实现对手机充电。单片机1与实时时钟9进行通信对用户用电数据日期的详细记录。同时与只读存储器10进行通信对用户的用电数据进行写操作和读操作；电流互感器3串联接入L线，输出端接入电能计量芯片2；电压互感器4并联接入L和N线输出端接入电能计量芯片2；电能计量芯片2将采集的数据发送给单片机1，由单片机1将数据处理输出到LCD液晶屏5进行显示，只读存储器10进行存储。其中LED灯Ⅰ16、LED灯Ⅱ17、蜂鸣器11和光电耦合器19接入单片机1。继电器6串联L线控制端接光电耦合器19。LED灯Ⅰ16点亮，LED灯Ⅱ17熄灭，表征系统正常运行，按键Ⅰ12按下，LCD液晶屏5显示用户当前的电压V，电流I，功率W，功率因数λ电能使用量KW▪h以及用电费用。按键Ⅱ13可以设置当前计费标准并由按键Ⅳ15来确认完成设置，按键Ⅲ14可对本月每一天的用电数据量进行翻页查看，月末会自动清除上一月用电数据。LED灯Ⅰ16熄灭，LED灯Ⅱ17点亮，即表明排插超功率工作，此时单片机1控制光电耦合器19进一步控制继电器6自动切断电源，起到一个安全保护用电器以及人身安全的功能同时蜂鸣器11发出声音提醒使用者超功率使用。直到排插重新启动且不超功率方可继续使用。
本实用新型的工作原理是：启动电源开关20。此时AC-DC模块7并联接入L和N线输出5V电压对单片机1，电能计量芯片2，进行供电。DC-DC模块8并联接入AC-DC模块7输出端，在DC-DC模块8输出端输出5V==2A通过接口USB18实现对手机充电。正常工作时单片机1控制LED灯Ⅰ16点亮，LED灯Ⅱ17熄灭表征系统正常运行，并等待系统各个模块初始化完成后单片机1与实时时钟9进行通信获取一个时间基点保证单片机对用户用电数据日期时间的详细记录。期间单片机1与只读存储器10进行通信对用户的用电数据进行读操作和写操作；电流互感器3对用户用电电流进行检测，串联接入L线，输出端接入电能计量芯片2；电压互感器4对用户用电电压进行检测，并联接入L和N线输出端接入电能计量芯片2；采用电压互感器4，电流互感器3，通过磁耦合方式进行检测电压电流可以有效的隔离电网的谐波对电能计量芯片以及单片机的干扰。确保电能计量芯片能够采集准确的电流电压。进一步，单片机1通过外部接口与电能计量芯片2链接。通过时序逻辑控制电能计量芯片向单片机1发送数据。电能计量芯片2输出的数据中有电压U，电流I，功率W，以及功率因数λ。按键Ⅱ13按下设置计费标准并由按键Ⅳ15来确认完成计费标准的设置，此时单片机1将通过用户设置的计费标准进行计算用电费用费，同时单片机1对电能计量芯片2传送的数据电压U、电流I、功率W、功率因数λ等数据量化。通过按键Ⅰ12按下可以将量化的结果送到LCD5显示电压U，电流I，功率W，功率因数λ和电费，否则LCD液晶屏5幕熄灭以节省电能。同时单片机与只读存储器10进行通信将用户用电数据进行存储。按下按键Ⅲ14可读取只读存储器10中的本月每一天的用电数据进行翻页查看。如若有大功率用电器且用电器功率超出插板设定值时，单片机1控制LED灯Ⅱ17发光，LED灯Ⅰ16熄灭，则插板超功率使用，单片机1控制蜂鸣器11发出报警声音，单片机1驱动光电耦合器19进一步驱动继电器6断开电源保护用户电器和人身安全。同时单片机1与只读存储器10通信，记录超功率使用时间的节点并在下次使用插板时通过LCD液晶屏5显示一行字符提醒用户不要超功率使用。超功率使用时，继电器6断开电源后，单片机1控制按键Ⅰ12，按键Ⅱ13，按键Ⅲ14，按键Ⅳ15在断电后无任何作用；直到插板功率小于设定的额定功率，重新启动插板方可正常工作，并且重启之后通过LCD液晶屏5显示字符提示用户不要超功率使用。
上面结合附图对本实用新型的具体实施例作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (2)
1.一种家用智能排插，其特征在于：包括单片机（1）、电能计量芯片（2）、电流互感器（3）、电压互感器（4）、LCD液晶屏（5）、继电器（6）、AC-DC模块（7）、DC-DC模块（8）、实时时钟（9）、只读存储器（10）、蜂鸣器（11）、按键Ⅰ（12）、按键Ⅱ（13）、按键Ⅲ（14）、按键Ⅳ（15）、LED灯Ⅰ（16）、LED灯Ⅱ（17）、USB接口（18）、光电耦合器（19）、电源开关（20）；
所述电源开关（20）串联接入L线，电流互感器（3）串联接入L线，输出端接电能计量芯片（2）；电压互感器（4）并联接入L和N线，输出端接电能计量芯片（2）；所述电能计量芯片（2）、LCD液晶屏（5）、实时时钟（9）、只读存储器（10）、蜂鸣器（11）、按键Ⅰ（12），按键Ⅱ（13），按键Ⅲ（14），按键Ⅳ（15），LED灯Ⅰ（16）、LED灯Ⅱ（17）和光电耦合器（19）分别接入单片机（1）；所述继电器（6）串联接入L线控制端接光电耦合器（19）；AC-DC模块并联接入L和N线，输出端分别接单片机（1）、电能计量芯片（2）和DC-DC模块（8）；DC-DC模块（8）输出端接USB接口（18）。
2.根据权利要求1所述的家用智能排插，其特征在于：所述电源开关（20）位于插排最左端，向右依次为LCD液晶屏（5）、按键Ⅰ（12），按键Ⅱ（13），按键Ⅲ（14），按键Ⅳ（15）、LED灯Ⅰ（16）、LED灯Ⅱ（17）和USB接口（18）， USB接口（18）右边设置至少两个分插座。
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Cited By (1)
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| CN108832359A (zh) * | 2018-06-15 | 2018-11-16 | 国网山东省电力公司烟台供电公司 | 一种能够计量用电量的智能插排 |
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2017
- 2017-04-28 CN CN201720466137.5U patent/CN207069205U/zh not_active Expired - Fee Related
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