基本信息
- 项目名称：
- 带过载保护定时插座
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 日常生活中电器很多时候处于待机状态，造成电能浪费比较严重，降低用电器使用寿命，且存在着安全隐患；电器过负荷时，温升过高，易烧毁用电器，甚至发生火灾。 带过载保护定时插座创新之处是把定时控制功能和过载保护功能有机结合在一起，保证电器的安全运行，提高了插座的安全性能和实用价值。 其应用范围广，适用于各种家电定时控制，也可用于 业定时控制、循环控制等。
- 详细介绍：
- 带过载保护定时插座摘要：本文介绍了一种以STC89C52单片机为控制核心，带有定时关断电源和过载保护的插座，还论述了带过载保护定时插座的结构和工作原理，并给出硬件电路原理图和程序设计框图。通过按钮设置定时时间控制电器电源关断，过载保护器保证用电器安全运行。 关键词：定式插座；过载保护；单片机 一.研究背景: 1.日常生活中电器很多时候处于待机状态，造成电能浪费比较严重，降低电器的使用寿命，容易造成电起火；一个插座上带有过多的大功率家电，特别是空调，冰箱等感性负载电器，因其启动电流很大，插座铜片和导线发热严重，温升过高，容易引起火灾。针对这种情况，我们设计了带过载保护定时插座，插座的定时功能能有效地解决能源浪费问题，作品还带有过载保护功能能有效消除因电器过负荷运行造成的安全隐患。带过载保护定时插座创新之处是把定时控制功能和过载保护功能有机结合在一起，提高了插座的安全性能和实用价值。该作品基于51单片机定时系统能在24小时范围内定时控制电源关断，能控制多路220V/10A的交流负载，当用电器过负荷运行时能自动切断工作电源。作品基于单片机定时系统，易控制，易操作，安全可靠。 2.插座的功能、需求 据相关部门做出的调查显示，每年全国插座需求量在一亿件以上，如此庞大的市场，随市场国际化，竞争越加激烈。然而插座行业却仍然保持着传统结构和功能，安全隐患和插座单一功能困扰着消费者和生产商。日常生活中家电的使用占据了人们比较多的时间，插座的定时功能能为人们带来方便，定时插座运用范围广泛，其适用于各种家电，如电热水器，电暖气，电热毯，台灯等，也可用于工业定时控制，循环控制，电动车充电器定时等。定时插座的使用能有效减少用电器的待机时间，节约电能；智能控制，可随用户需求自行设定时定时时间，省心省力；避免忘关电器电源，杜绝安全隐患；对用电器通电时间科学管理，大幅提高各种用电器和充电器的使用寿命。具有过载保护功能的插座能够起到保护用电器和人身生命安全。根据公安部门统计，在我国近十年累计发生的火灾事故中，由于线路短路、超负荷、接触不良等电气故障引发的火灾一直居各类火灾之首，占每年火灾总数的28%左右，插座引发的火灾首当其冲。因此带过载保护功能的插座受到了广大用户的青睐。带过载保护定时插座既能为用户提供方便的同时也提高了用户用电安全。从上述可以看出带过载保护定时插座有着巨大的市场需求。 3.带过载保护定时插座国内外研究状况传统的定时插座大多是发条驱动式，电机传动式和点钟式等机械定时器，电子定时式去价格昂贵，且大部分定时插座不具备过载保护功能，相比而言带过载保护定时插座有机的将定时控制功能和过载保护功能相结合，大大提高了插座的安全性和实用性，且造价低、精度高。当前定时插座课题研究从传统的机械定时过度到电子定时阶段，电子定时插座已经达到智能化，能够满足人们生活中各种需求和工业生产中的循环控制要求，然而大部分电子定时插生产成本高，价格昂贵，无法普及到大众中去，带过载保护定时插座采用价格低廉的STC89C52单片机，制作成本低，且同样能达到定时控制和过载保护要求，安全实用，具有较大的市场价值。 二.带过载保护定时插座总体设计 带过载保护定时插座分为两部分，分别为时间控制部分和过载保护部分。 时间控制部分，使用了STC89C52单片机芯片控制电路，单片机控制电路简单且省去了很多复杂的线路，使得电路简明易懂，使用键盘键上的按键来调整时钟的时、分，定时控制继电器开断，从而定时关断电源。使用C语言程序来控制整个时钟显示，使得编程变得更容易，这样通过四个模块：键盘、芯片、发光二极管、LCD液晶显示。过载保护部分，采用过载保护器，过载保护器其内部设计有双金属片，运行时电源电流通过双金属片，使之发热并发生弯曲，当流过的电流增大时，双金属片弯曲程度增大，并推动一块滑板移动；发生过流时，过大的电流使双金属片弯曲过大，推动滑板使常闭微动开关触点打开并保持断路，从而切断供电回路，过载保护电路不会因电流过大而引起事故。 带过载保护定时插座的创新点是将定时控制电源关断和过载保护功能有机结合，提高了插座的实用价值和安全性能。本作品的制作成本低，安全可靠，操作方便，应用前景十分广阔。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 目的： 有效改善生活质量，减小能耗，延长电器寿命，保障使用电器的安全性。 基本思路： 单片机作为系统控制的核心，采用按钮设置时间，并在LCD上显示，实现了插座的自动关断。并采用过载保护器实现了过载时插座自动断开。 创新点： 1.定时关断功能和过载保护功能有机结合，两部分互相独立，互不影响，安全性，可靠性高。 2.基于STC89C52单片机设置时间，准确性高 3.整个插座体积小，综合质量较高，移动方便。 4.按钮带有标注，操作简单。 5.制作成本低，价格低廉。技术关键： 给单片机提供额定工作电压，定时部分的设计与制作。主要技术指标： 插座环境220V/10A 单片机工作电压5V
科学性、先进性
- 现有普通插座已经不能适用各方面的需求，功能新颖的插座有着强大的市场需求。市面上的定时插座主要分为机械定时和电子定时类。机械定时可靠性、准确性比较低，且容易损坏。电子定时类成本高，市场占有量不大，且大部分未带过载保护功能。少部分带有过载保护功能的插座是通过采集电流和电压信号送于单片机进行处理控制继电器来实现插座的关断。单片机正常工作与否完全决定了过载保护的正常工作。 本作品采用STC89C52单片机处理信号，通过按钮设定定时时间和时间校准，在LCD上显示，结构简单，成本较低，操作简单，准确性高。将定时功能和过载保护功能有机结合，但两部分独立工作，互不影响，这是本作品的创新点，提高了插座可靠性和安全性。
获奖情况及鉴定结果
- 无
作品所处阶段
- 中试阶段
技术转让方式
- 合作生产
作品可展示的形式
- 图片 实物 现场演示
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 使用说明：本插座共有6个控制按钮，1、2号分别为小时和分钟调整按钮；3号为时间设置按钮；4号为显示时间按钮，控制LCD显示时间；5号为时间暂停按钮；6号为继电器复位按钮。技术特点和优势：结构简单，体积小，移动方便；具有标注按钮，操作简便。适应范围：适应220V/10A交流电环境。不应在潮湿的环境下适用。适用各种家电。推广前景： 据相关部门做出的调查显示，每年全国插座需求量在一亿件以上，如此庞大的市场，随市场国际化，竞争越加激烈，插座行业却仍然保持着传统结构和功能，安全隐患困扰着消费者和生产商。然而较高端的此类插座由于价格较高，操作复杂，可靠性较低，在大众中难以得到广泛的推广。此作品符合普通家庭生活需要，具有十分广阔的前景。
同类课题研究水平概述
- 传统的定时插座大多数是发条驱动式，电机传动式或点钟式等机械定时器，电子定时式却价格昂贵，且大部分定时插座不具有过载保护功能，相比而言带过载保护定时插座有机的将定时控制功能和过载保护功能结合，大大的提高了插座的安全性和实用性，并且其造价低，精度高。 当前定时插座课题研究从传统的机械定时过渡到电子定时阶段，电子定时插座技术已经达到智能化，能够满足人们生活中的各种要求和工业生产中的循环定时要求，然而大部分电子定时插座价格生产成本较高，无法普及到人民大众中去。带过载保护定时插座制作成本低，安全性和可靠性高，能够满足人们对插座人性化和智能化的需求，具有较大的市场价值。
