基本信息
- 项目名称：
- 学生宿舍用节能自动开关
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 寄宿制学校学生宿舍一般采用定时自动断电-配电系统，断电之后宿舍楼内的所有寝室电灯会全部断电，而同学们一般没有在断电后再去闭合开关的良好习惯。次日清晨送电后由于开关未断开，电灯在配电时会自动亮起，但此时大部分学生并未起床，从而造成了电能的浪费。而学生宿舍用节能开关，能使断电后宿舍开关自动弹起，这样次日送电时宿舍的灯就不会自动亮起，从而有效避免了清晨宿舍灯自动亮起到学生起床后闭合这段时间的电能浪费。
- 详细介绍：
- 众所周知，为了保证同学们良好的休息，目前在大学宿舍中一般采用定时自动断电-配电系统，断电之后宿舍楼内的所有电灯会全部断电，从而使同学们养成了睡觉之前不关灯的习惯。次日清晨配电系统会在五点左右自动配电（以沈阳地区为例），由于开关并未断开，所以灯在自动配电时会自动亮起，但此时绝大部分学生当时并未起床活动，从而造成了电的浪费，也影响了同学们的休息。 基于以上原因，我们设计了一种节能自动开关在自动配电-断电系统断电时开关自动断开，以达到次日自动配电-断电系统为宿舍配电时灯不亮的效果，从而有效的减少了电能的浪费，也有利于保证同学们的休息。 该开关由电磁线圈、集成电路、手动装置组成。利用电磁感应原理，将电磁线圈和手动装置结合使用。集成电路将交流电转化为直流电从而使电磁线圈能够正常使用。改进普通手动开关的接线方式，从而使该开关不仅可以手动控制而且可以自动控制电路的通断。 该开关完善宿舍自动断电-配电系统，使开关在断电后可以自动弹开，自动控制电路的通断，减少电能的浪费。
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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
- 学生集体宿舍中夜间一般定时断电以保证学生休息，断电后学生一般不再关闭开关，次日清晨送电时宿舍的灯将自动亮起。我们设计并制作了一种学生宿舍用节能开关，能使夜间断电后宿舍开关自动断开，这样次日送电时宿舍的灯不会自动亮起。本项目的关键创新点在于除了有效避免清晨宿舍灯自动亮起到学生起床后关闭开关这段时间的电能浪费外，自身较类似智能开关节能并特别适合在集体宿舍使用。本产品功率小于1W。
科学性、先进性
- 本产品的优势在于节能效果明显，同时特别适合与寄宿制学校的夜间定时断电清晨定时送电装置结合使用。以沈阳的高校为例，宿舍配电时间为5:00-23:00，学生照明用电时间冬夏季平均为18:00-23:00，目前市场上常见的自动开关有光控、声控和红外线光电开关，考虑到它们的功率和工作时间，每天耗电分别达到360、200和108 W•h，而我们的开关功率<1 W，每天消耗电能<5 W•h，以一所沈阳地区万人大学为例，按照6人间标准，每个宿舍配有6只40 W日关灯，采用我们的节能自动开关每年能省电12万度。 主要参考文献: 张新德. 电器开关电源电路图集[M].北京：机械工业出版社，2008.
获奖情况及鉴定结果
- 在《工会博览》发表论文一篇，已发表； 已在2011年01月05日获得专利
作品所处阶段
- （ B ）A 实验室阶段 B 中试阶段 C 生产阶段 D （自填）
技术转让方式
- 无
作品可展示的形式
- √实物、产品 √模型 □图纸 □磁盘 √现场演示 √图片 √录像 √样品
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
- 学生宿舍楼23点左右断电后我们的开关会自动断开，第二天清晨送电后宿舍内的灯不会亮，学生需要照明时，主动按下开关即可。我们的技术特点是：在开关上安装一个类似电磁继电器的装置，使外部电路断开后开关自动断开。本产品的主要优势：一是自身节能，二是有效减少寝室电能浪费。该产品制作成本小于10元，以应用于沈阳一所普通的万人大学为例，一年可省电约12万度，市场前景广阔。
同类课题研究水平概述
- 为便于比较，我们以下的计算以沈阳地区高等学校为例。经调查，沈阳地区的大部分高校宿舍配电时间为5:00-23:00，学生正常照明用电时间冬季和夏季平均为18:00-23:00）。下面是本产品跟市场上类似的一些智能开关的比较[1]。 1．光控开关 它的“开”和“关”是靠可控硅的导通和阻断来实现的，而可控硅的导通和阻断又是受自然光的亮度所控制的，为了保证它的“开”和“关”电路必须一直构成通路[2,3]。光控开关的功率为20 W。如用在宿舍:每天耗电18 h，消耗电能为18 h×20 W=360 W•h。 2．声控开关 根据声控开关原理要求，所控制灯泡的功率不大于40 W，而且不能使用节能灯泡。还有它的使用寿命较低；所以声控开关极不适合在高校宿舍使用。 3．红外线光电开关 它利用人发出的生物红外热来控制开关，可以探测感人体温度。当人和生物在探测窗作横向运动时，会引起芯片微小的信号电压变化，通过一级运算放大器放大，进入第二级比较，最后放大，控制开关的通断[5]。如用在宿舍,每天耗电18 h，消耗电能18 h×6 W=108 W•h。 4．学生宿舍用节能自动开关 该开关在设计时主要考虑的是弥补声控、光控开关和红外光电开关不能在寝室及其他公共场合应用的不足。如用在宿舍：每天耗电5h，自身功率小于1W,消耗电能小于5 h×1 W=5 W•h。 参考文献 [1] 张新德. 电器开关电源电路图集[M].北京：机械工业出版社，2008. [2] 彭介华.电子技术课程设计指导[M]. 北京: 高等教育出版社, 1997: 256-257. [3] 张永瑞.电路分析[M].成都: 西南电子科技大学出版社, 2005:7. [4] 华成英.电子技术[M]. 北京, 中央广播电视大学出版社,1996: 26.
