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摘要：自动化技术已成为家用电器发展的主流。目前市场上智能家电产品层出不穷，但是大部分设计的出发点在于使产品的使用更为简单便捷，而对于其在家电节能方面的应用还有很多值得研究之处。本文主要探讨自动判断技术在家电节能中的运用。
关键词：自动判断技术；节能；智能产品
中图分类号： TU201.5 文献标识码： A 文章编号：
1家电节能的重要性
随着国家的倡导、消费者意识的提高，作为家庭中耗电大户的家电生产厂家纷纷打出节能牌、环保牌。但是谁来考虑消费者已经购买的家电节能问题。许多家庭为了方便使用热水，让热水器24小时通电，其中很大部分电能将消耗在电热水器的反复加热上。例如，50升（1500瓦）的普通电热水器每3小时自动加热30分钟，每天加热时间是240分钟，耗电 6度，其中至多4度电属于有效电耗。笔者曾在6年前购买了一台电热水器，由于没有定时控制，为了防止电热水器在无人使用时不断加热保温浪费能源，只有自己不用时拔插头，使用时插上插头。非常不方便，甚至发生忘了插插头而洗冷水澡的事情。但是如果使用这种定时开关插座，这些问题都迎刃而解。
2自动关断技术在多功能插座节能中的应用
随着人们生活的日益丰富，各式家電层出不穷，多功能插座在家居生活中的使用也日益增多。但人们使用完电器后常常忘记断开多功能插座的总开关，并认为只要关闭了电器，多功能插座上即使还插着插头也不会耗电。
但实际上电器停止工作后，多功能插座中仍有小电流通过，使得电器并未处于完全停止工作的状态，仍存在电能的消耗。据统计，我国城市家庭的平均待机能耗已经占到了家庭总能耗的10％左右，相当于24小时使用着一盏30瓦的“长明灯”。由此可推之，全社会因忽视这一细节将带来上亿度电能的浪费，几乎等同于三峡工程的年发电量。因此将自动关断技术应用于多功能插座，具有一定的现实意义。
2.1自动开断多功能插座的设计思想
在多用插座的内部集成电路中添加一个功能模块，使得该多用插座在无电器使用时能自动断电。当功能模块检测到多功能插座中没有流过电器正常工作的电流，而只有小电流流过时，则功能模块中的计数器开始计时，同时多功能插座仍为工作状态；当计数器到达预先设定的时间t后，若插座中仍只有小电流通过，则自动断开多功能插座总开关；当延迟时间t内插座中重新出现电器工作的大电流时，计数器清零，多功能插座保持正常工作状态。
2.2自动开断多功能插座总开关的设计
计数器部分设计的关键是设定自动关断的延迟时间。由于目前并没有带有自动关断功能的多功能插座，所以该时间设定没有一个确切的标准。本文设计的计数时间为60s，这样一方面可防止时间短带来的误操作，也可减少时间较长带来的电能损耗。从实用的角度来看，60s的时间设定是合理的。
在集成计数器中，清零、置数均采用同 步方 式的 有 74 L S16 2 、74 L S16 3；清零采用异步方式、置数采用同步方式的有74LS161、74LS160；74LS290则具有异步清零和异步置数功能。这些器件均可以实现本设计的计数器功能。本设计中采用了74LS162。为了实现60s的计数，需采用2片74LS162。这一部分由触发开关，继电器，继电器控制电路组成。触发器为非自锁型，即用手按住时才接通，松手时即断电。继电器为常开型继电器。当用户使用时，首先按下触发开关，这时多功能插座有电通过，通过继电器控制电路使继电器开关接通，这时即使松开手，电路仍导通。当用户工作或不工作时间未达到计数时间时继电器将持续导通；当用户停止工作后，且计数器计时达到60s，计数器输出的高电平将作为一个控制信号给继电器控制电路，使继电器开关断开，这时多功能插座上将完全没有电流通过，从而实现了自动开断的功能。用户若重新使用多功能插座时，按下触发开关即可。
3一种声光双控节能自动开关的研制
3.1电路原理及其功能
本电路为声光自动控制白炽灯开关，白天或夜晚光线较亮时，光控部分将开关自动关断，声控部分不起作用。当光线较暗时，光控部分将开关自动打开，负载电路的通断受控于声控部分。电路是否接通，取决于声音信号强度，当强度达到一定程度时，电路自动接通，点亮白炽灯并开始延时，延时时间到，开关自动关断，等待下一次声音信号触发。这样，通过对环境声光信号的检测与处理，完成电路通断的自动开关控制。
3.2工作原理
当作为开关执行器件的可控硅被触发导通后，交流电流的正半周经V1、V5、V4、EL，负半周经EL、V2、V5、V3，在白炽灯EL上得到略低于220V的交流电压，此时相当于开关闭合，电路接通，白炽灯发光。当可控硅的控制极上无触发信号时，由于白炽灯在电路中近于纯电阻负载，所以可控硅V5能够正向阻断，此时相当于开关断开，电路呈关断状态。
电路中可控硅的通断，取决于控制极信号的有无。光敏电阻RG的阻值随着光照强度的变化而变化，当光照达到一定强度时，阻值变小到与R4分压后使IC(1)脚处于低电平，(1)脚所在的与非门被封死，这时不管有无声音信号输入，IC(11)脚都是低电平，可控硅正向阻断。随着光照强度的减弱，RG阻值逐渐增大，(1)脚电位逐渐上升，当(1)脚电位上升到逻辑高电平后，即满足了开门条件，(3)脚是否反转只取决于(2)脚电位是否达到了逻辑高电平，此时声控开始起作用。
当环境声音信号很弱时，三极管V7处于饱和状态，IC(2)脚为低电平，(11)脚亦为低电平，V5阻断。当环境声音信号达到一定强度时，通过MIC拾音输出、C2耦合到V7的基极，使集电极亦即IC(2)脚电位随着声强而高低变化，当(2)脚处于高电平时，由于(1)脚早已处于高电平而满足了与非门反转条件，(3)脚低电平，(4)脚高电平并经V6向C1充电，C1上的电压不断升高，当C1上的电压上升到IC逻辑高电平时，(10)脚变为低电平，(11)脚输入高电平，V5被触发导通。此时，C3上的电压降低，MIC拾音灵敏度降低，V7重新饱和，(3)脚为高电平，(4)脚为低电平，由于V6的隔离作用，C1上的电压仍维持(8)、(9)脚高电平，(11)脚也为高电平。C1上充得的电压通过R3放电，直至C1上的电压降至IC逻辑低电平时，(11)脚变为低电平，可控硅V5在正、负极间的电压过零时被正向阻断，C3上的电压重新升高，MIC恢复拾音灵敏度，等待下一次声控信号输入。IC(8)、(9)脚电位从高电平降低为低电平的时间，即为开关接通的维持时间，由C1和R3的数值确定。
参考文献
[1] 邵明省，李新军. 基于红外热释电处理芯片CS9803GP的人体感应开关设计[J]. 山西电子技术，2008(03)：180-182.
[2] 吴少辉. 基于安全节能的电源控制器开发[J]. 电子设计工程，2011(03)：142-143.
[3] 韩服善. 自制楼道照明灯自动开关[J]. 家庭电子，2005(08)：102-103.
关键词：自动判断技术；节能；智能产品
中图分类号： TU201.5 文献标识码： A 文章编号：
1家电节能的重要性
随着国家的倡导、消费者意识的提高，作为家庭中耗电大户的家电生产厂家纷纷打出节能牌、环保牌。但是谁来考虑消费者已经购买的家电节能问题。许多家庭为了方便使用热水，让热水器24小时通电，其中很大部分电能将消耗在电热水器的反复加热上。例如，50升（1500瓦）的普通电热水器每3小时自动加热30分钟，每天加热时间是240分钟，耗电 6度，其中至多4度电属于有效电耗。笔者曾在6年前购买了一台电热水器，由于没有定时控制，为了防止电热水器在无人使用时不断加热保温浪费能源，只有自己不用时拔插头，使用时插上插头。非常不方便，甚至发生忘了插插头而洗冷水澡的事情。但是如果使用这种定时开关插座，这些问题都迎刃而解。
2自动关断技术在多功能插座节能中的应用
随着人们生活的日益丰富，各式家電层出不穷，多功能插座在家居生活中的使用也日益增多。但人们使用完电器后常常忘记断开多功能插座的总开关，并认为只要关闭了电器，多功能插座上即使还插着插头也不会耗电。
但实际上电器停止工作后，多功能插座中仍有小电流通过，使得电器并未处于完全停止工作的状态，仍存在电能的消耗。据统计，我国城市家庭的平均待机能耗已经占到了家庭总能耗的10％左右，相当于24小时使用着一盏30瓦的“长明灯”。由此可推之，全社会因忽视这一细节将带来上亿度电能的浪费，几乎等同于三峡工程的年发电量。因此将自动关断技术应用于多功能插座，具有一定的现实意义。
2.1自动开断多功能插座的设计思想
在多用插座的内部集成电路中添加一个功能模块，使得该多用插座在无电器使用时能自动断电。当功能模块检测到多功能插座中没有流过电器正常工作的电流，而只有小电流流过时，则功能模块中的计数器开始计时，同时多功能插座仍为工作状态；当计数器到达预先设定的时间t后，若插座中仍只有小电流通过，则自动断开多功能插座总开关；当延迟时间t内插座中重新出现电器工作的大电流时，计数器清零，多功能插座保持正常工作状态。
2.2自动开断多功能插座总开关的设计
计数器部分设计的关键是设定自动关断的延迟时间。由于目前并没有带有自动关断功能的多功能插座，所以该时间设定没有一个确切的标准。本文设计的计数时间为60s，这样一方面可防止时间短带来的误操作，也可减少时间较长带来的电能损耗。从实用的角度来看，60s的时间设定是合理的。
在集成计数器中，清零、置数均采用同 步方 式的 有 74 L S16 2 、74 L S16 3；清零采用异步方式、置数采用同步方式的有74LS161、74LS160；74LS290则具有异步清零和异步置数功能。这些器件均可以实现本设计的计数器功能。本设计中采用了74LS162。为了实现60s的计数，需采用2片74LS162。这一部分由触发开关，继电器，继电器控制电路组成。触发器为非自锁型，即用手按住时才接通，松手时即断电。继电器为常开型继电器。当用户使用时，首先按下触发开关，这时多功能插座有电通过，通过继电器控制电路使继电器开关接通，这时即使松开手，电路仍导通。当用户工作或不工作时间未达到计数时间时继电器将持续导通；当用户停止工作后，且计数器计时达到60s，计数器输出的高电平将作为一个控制信号给继电器控制电路，使继电器开关断开，这时多功能插座上将完全没有电流通过，从而实现了自动开断的功能。用户若重新使用多功能插座时，按下触发开关即可。
3一种声光双控节能自动开关的研制
3.1电路原理及其功能
本电路为声光自动控制白炽灯开关，白天或夜晚光线较亮时，光控部分将开关自动关断，声控部分不起作用。当光线较暗时，光控部分将开关自动打开，负载电路的通断受控于声控部分。电路是否接通，取决于声音信号强度，当强度达到一定程度时，电路自动接通，点亮白炽灯并开始延时，延时时间到，开关自动关断，等待下一次声音信号触发。这样，通过对环境声光信号的检测与处理，完成电路通断的自动开关控制。
3.2工作原理
当作为开关执行器件的可控硅被触发导通后，交流电流的正半周经V1、V5、V4、EL，负半周经EL、V2、V5、V3，在白炽灯EL上得到略低于220V的交流电压，此时相当于开关闭合，电路接通，白炽灯发光。当可控硅的控制极上无触发信号时，由于白炽灯在电路中近于纯电阻负载，所以可控硅V5能够正向阻断，此时相当于开关断开，电路呈关断状态。
电路中可控硅的通断，取决于控制极信号的有无。光敏电阻RG的阻值随着光照强度的变化而变化，当光照达到一定强度时，阻值变小到与R4分压后使IC(1)脚处于低电平，(1)脚所在的与非门被封死，这时不管有无声音信号输入，IC(11)脚都是低电平，可控硅正向阻断。随着光照强度的减弱，RG阻值逐渐增大，(1)脚电位逐渐上升，当(1)脚电位上升到逻辑高电平后，即满足了开门条件，(3)脚是否反转只取决于(2)脚电位是否达到了逻辑高电平，此时声控开始起作用。
当环境声音信号很弱时，三极管V7处于饱和状态，IC(2)脚为低电平，(11)脚亦为低电平，V5阻断。当环境声音信号达到一定强度时，通过MIC拾音输出、C2耦合到V7的基极，使集电极亦即IC(2)脚电位随着声强而高低变化，当(2)脚处于高电平时，由于(1)脚早已处于高电平而满足了与非门反转条件，(3)脚低电平，(4)脚高电平并经V6向C1充电，C1上的电压不断升高，当C1上的电压上升到IC逻辑高电平时，(10)脚变为低电平，(11)脚输入高电平，V5被触发导通。此时，C3上的电压降低，MIC拾音灵敏度降低，V7重新饱和，(3)脚为高电平，(4)脚为低电平，由于V6的隔离作用，C1上的电压仍维持(8)、(9)脚高电平，(11)脚也为高电平。C1上充得的电压通过R3放电，直至C1上的电压降至IC逻辑低电平时，(11)脚变为低电平，可控硅V5在正、负极间的电压过零时被正向阻断，C3上的电压重新升高，MIC恢复拾音灵敏度，等待下一次声控信号输入。IC(8)、(9)脚电位从高电平降低为低电平的时间，即为开关接通的维持时间，由C1和R3的数值确定。
参考文献
[1] 邵明省，李新军. 基于红外热释电处理芯片CS9803GP的人体感应开关设计[J]. 山西电子技术，2008(03)：180-182.
[2] 吴少辉. 基于安全节能的电源控制器开发[J]. 电子设计工程，2011(03)：142-143.
[3] 韩服善. 自制楼道照明灯自动开关[J]. 家庭电子，2005(08)：102-103.