文档介绍：基于MSP430-F149的智能插座
史策
(中北大学山西太原 030051)
关键词:MSP430-F149;多种传感器;家电保护;智能通断
1、智能插座的总体设计
由于产品的主要作用之一是辅助节能,所以功耗的问题就显得非常重要。我们分析了市场上的 MCS-51 单片机、AVR 单片机、ARM 以及 Linux 嵌入式操作系统。ARM、Linux 等高端处理器,成本很高,不适用于大众。MCS-51 单片机能够实现的功能有限,而且功耗较高。经过讨论分析,决定产用由 TI 公司推出的 MSP430-F149单片机,原因是它成本低,功能强大,电源电压是 ,并且处理器可以软件控制进入低功耗模式,只有当其接收到串口的中断后才会被唤醒,综上所述,MSP430-F149单片机满足系统的要求[1]。
系统的功能框图如图1所示。
图1
2、硬件组成
由于硬件主要任务是实现保护与遥控。保护分为火灾保护和过流短路保护,遥控是指通过蓝牙传输数据,所以在硬件选择中选择了远红外传感器、光敏电阻和蓝牙模块作为主要模块,另外通过带有过零检测功能的开关进行对电路的控制。
远红外传感器能够探测到波长在700纳米~1000纳米范围内的红外光,探
测角度为60,其中红外光波长在880纳米附近时,其灵敏度达到最大。远红外火焰探头将外界红外光的强弱变化转化为电流的变化,通过A/D转换器反映为0~255范围内数值的变化。外界红外光越强,数值越小;红外光越弱,数值越大。
通过光敏电阻进行光的测量、光的控制和光电转换。由于光敏电阻器对光的敏感性(即光谱特性)与人眼对可见光(~)μm的响应很接近,只要人眼可感受的光,都会引起它的阻值变化。所以通过光敏电阻可以简单灵敏地实现实验要求。
单线数字温度传感器DS18B20可以把温度信号直接转换成数字信号,每片DS18B20含有唯一的64位序列号,测温范围是-55℃—+125℃,满足系统要求。DS18B20 数字温度计提供9位温度读数,指示器件的温度信息经过单线接口送入DS18B20或从DS18B20送出,与MCU之间只需一条线连接,读写和完成温度转换所需的供电可由数据线提供而无需外部添加。由于每个DS18B20有唯一的系列号(silicon serial number),因此,多个DS18B20可存在于同一条单线总线上,这就使得产品在温度灵敏度和区域温度检测方面的工作得到了简化。通过此传感器能方便的监视外界以及内部的温度变化。
电流检测由电流互感器完成,主要优点是大电流转小电流,增加安全性;电线直接穿过传感器就可测量,安装方便。
电流互感器的工作原理:被测电流的绕组(匝数为N1),称为一次绕组(或原边绕组、初级绕组);接测量仪表的绕组(匝数为N2)称为二次绕组(或副边绕组、次级绕组)。电流互感器一次绕组电流I1与二次绕组I2的电流比,叫实际电流比K。电流互感器在额定电流下工作时的电流比叫电流互感器额定电流
比,用Kn表示:Kn=I1n/I2n。
根据实际用电器的情况,在此处应用的变比为1000/1的电流互感器,可以把实际为5A的电流转变为5mA的电流。再将一个定值电阻与电流互感器进