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  • 智能防触电安全插座

  • 2020-11-17 12:02 577

声明:本文为第五届立创电子设计大赛参赛作品,仅对部分人气作品做分享收录,不代表赛事组委会官方意见,亦不作为任何评选依据。

本文作者:立创源硬件平台 OSHWHub @39352a,禁止商用,未经许可禁止转载点击查看原文章


1、简介


现在家居智能产品方案及产品好多,据我所知目前家居产品大多数为解决舒适生活有关,但没有几款是以安全为前提应用如生产品。所以结合当前个人思想,做一款以安全为前提控制的智能防触电安全插座。


项目主要功能有:短路不输出,过载保护,漏电保护,电压输出中或未输出拔脱插头电源线均可关闭电源输出,电源线L,N两端未插入都不能操控插座输电,从而有效地防止先前意外发生。      



2、项目详情


项目主要挑战:如何在拔脱电源线不论有没有电输出情况下都能将电源关闭输出,所以采用了插座顶部用电容触摸感应的方式进行实际。但问题又出现别的现象,继电器闭合会导致感应值变化,所以在调试程序中使用了实时分段自校正的方式,实现通电或不通电都可以进行冷拔或热拔都可以实现断电输出。



硬件漏电检测保护


  



过载电流检测及硬件控制


  


硬件保护机制电路,采有电容隔离控制继电器,使用PWM自举升压开启NMOS管开启:


  


过载,漏电硬件自锁功能电路,原理图中的ERROR网络是硬件自锁通路,并软件上都设用过载,漏电检测来控制上图的AC_EN及RT_EN这两个网络,实现切断所有电源输出通道元件回路:


  


冷拔或热拔标志代码(见原文章),其它详见附件。


为防止继电器触点打火现象,采用开启时为先开继电器延时后开启光耦,关闭时是先关闭光耦后延时关继电器的方式。


代码如下: uint16_t delay_time = 0;

void POWER_SWITCH(bool en){   if(en){ RT_PWR_SWITCH(en); RT_EN(en); if(delay_time >= 1000){ delay_time = 0; } delay_time++; if(delay_time >= 3){    AC_EN(en); //延时关光耦    delay_time = 30; } }else{ if(delay_time >= 30){   delay_time = 0; } AC_EN(en); delay_time++; if(delay_time >= 3){ RT_PWR_SWITCH(en); //延时关继电器    RT_EN(en); delay_time = 2000; } } } *




3、项目图片


     


  


  


  


视频演示

《智能防触电安全插座》项目



4、文档


     

MCU(点击进入立创EDA编辑器打开)


     

POWER(点击进入立创EDA编辑器打开)



       

FUNCTION(点击进入立创EDA编辑器打开)




       

PCB_2020-07-27_12-33-10(点击进入立创EDA编辑器打开)




5、BOM 相关器件(为系统自动匹配,请自行识别验证)


商品编号 型号 品牌 规格/描述
C380535 GD32E230C8T6
GigaDevice(兆易创新)
LQFP-48 / MCU
C58271 JQ1P-5V-F PANASONIC(松下)
5V10A / 继电器
C194264 JST24E-800BW
JJW(捷捷微)
TO-263-2 / 可控硅
C431326
GS8333-TR
Gainsil聚洵
SOT23-5 / 精密运放
GRM21BR6YA106ME43L
muRata(村田)

10uF(106) ±20% 35V / MLCC


您也可以点击下载BOM点击直接在立创商城下单


工程附件


智能防触电安全插座程序.rar



本文作者:立创源硬件平台 OSHWHub @39352a,禁止商用,未经许可禁止转载

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