EEPW论坛

作者：吉首大学 杨涛 赵辰 宋耀宗

指导教师：陈善荣

　　作品简介

　　简介：随着现代科学技术的发展，电烤火箱已经广泛应用于我们的日常生活，给我们的生活带来了极大的便利，但我们时常会担心电烤火箱的安全和节能问题。本设计作品具有以下四个功能，能完全解决这两大难题。功能一，当人离开烤火箱的时候，烤火箱能自动断电，人们再也不用很担心外出家门之后电烤箱还没关的问题。功能二，温度监控功能，当温度过高时能自动断电，能有效避免火灾发生。功能三，温度调控功能，具有多个温度档位，可以根据不同气候选择适宜温度档位。功能四，能自动调节功率，不仅可以达到恒温效果，更重要的是实现了节能功能。

　　平台选型说明

　　IAP15F2K61S具有单片机具有定时器，PWM波发生端口、外部中断输入、掉电模式，适合于本系统的硬件要求，IAP15F2K61S2单片机内部资源丰富、性价比高，满足我们的设计需求，因此我们选用此型号单片机。

　　设计说明

　　前言

　　本作品为一种电取暖火箱智能安全控制器，属于电力自动控制领域。克服了现有电取暖火箱在安全与节能方面的问题。在控制系统中加入温度监控模块，解决超温引发火灾的不足;在单片机控制电路中连接了振动传感器、人体红外传感器、蜂鸣器、可控硅触发和继电器电磁线圈驱动等电路;振动传感器电路、人体红外传感器和蜂鸣器电路用于与烤火者交互，确定有无人在并及时断电节能。本作品默认为节能模式，人工可以调节功率大小还可设置恒定温度。本作品可做到安全，舒适，节电烤火，能够降低取暖成本。

　　一、 系统总体设计方案

　　本设计主要有七个模块：电源模块、功率控制模块、人体红外感应模块、震动感应模块、温度模块、单片机控制模块、加热模块。电源给整个系统供电;人体红外感应模块和震动传感器共同工作感测在烤火范围内有没有烤火人员，然后将检测信息送给单片机控制模块，单片机根据检测信息来控制功率控制模块实现加热模块的通断。

　　整个系统个模块之间关系结构及其工作原理框架图如下：

　　二、 硬件电路设计

　　1 、电源模块的电路设计

　　220V交流电(市电)经过以上电源电路经变压器降压、再通过有四个二极管组成的桥式整流电路整流、接着，通过电容滤波，最后经稳压芯片L7805降压和稳压之后，稳定地输出5V直流电，给整个单片机系控制统供电。

　　2 、功率控制模块电路设计

　　该模块利用光电耦合将220V与单片机隔离。当单片机P1.1输出低电平时三极管导通，光电耦合器工作致使可控硅控制脚导通，加入继电器开关也闭合则发热管接通工作。

　　3 、单片机控制模块电路设计

　　单片机最小系统板

　　3 、蜂鸣器、继电器、ds18b20、人体红外模块

　　(继电器)

　　(蜂鸣器)

　　(DS18B20)

　　四、 软件设计

　　(1)、产生不同频率的方波使发热管工作在不同功率下。

　　(2)、模式切换。

　　(3)、在节能自动模式下单片机根据人体感应模块，实现发热管的通断。

　　(4)、在节能自动模式下根据用户设置的温度和实际温度，自动调节功率。

　　(5)、在无人值守模式下可以人为的调节功率。屏蔽人体感应模块。可以用来晚上烤衣服。

　　(6)、达到警戒温度，自动关机。