省下电费出去嗨全靠它了智能控制开关_haoDIY_音响电子电脑科技DIY小制作发明

省下电费出去嗨全靠它了智能控制开关

由于寝室有热水器、空调等大功率电器存在，一个月的电费常常十分高昂。在这种情况下萌生出了对电器实施智能控制达到节能目的的想法。寝室使用热水的时间基本集中在早上和晚上两个时间段，所以，如果控制热水器仅在需要的时段内进行加热，则既能满足生活需求又能节约电能。

本设计采用STC89C52单片机，4位数码管，5V控制300V 10A的继电器（型号忘了），一个5V开关电源（手机充电器改装），另外一个普通家用插线板。插线板上方打孔装了几个按键，第一排插孔的位置切割出了方形槽，用来做显示窗口。第二排插孔内部的铜片也去掉了，用来装短路开关了。第三排插孔保留，用来插热水器等电器。

本设计最大的特色有以下几点：

1）安全可靠。整个控制器密封后嵌入在一个普通的插线板中，只要将电器的插头接在插线板上即可使用，具有防水、安全、易用的特点。本着可靠性第一的原则，加入了一个短路开关（即图中数码管下面的白色开关，将火线接在上面），即在控制器万一发生故障的情况下，按下短路开关后电源直接接通，即可当成普通插线板使用。

2）方便易用。在程序设计上下了功夫。通过4个按键，可以校准时间、设置运行模式、一键开启或关闭电器且和自动控制不冲突。内置了4种模式（可对应春夏秋冬），进入每种模式后，都可以设置3对开启、关断时间点来控制电器的开与关。当然，如果需要更多的开启和关断时间点，只要在程序里再把相应的代码复制粘贴一下、改一下数字就OK了。

3）走时精确。使用单片机内部的定时器为时钟源设计了24小时制的时钟，经过校准，走时误差不超过0.3s/天。

4）数据掉电保存。选定的模式、设定的开启关断时间点等数据都保存在单片机内部的EEPROM中，掉电后各种设置、数据不会丢失。

5）故障自动复位。内置了看门狗程序，使系统能够从故障中自动快速重启。

目前为止该定时器已经安全、正常运行了半年多了。通过查看实时电费数据发现，节电效果非常好，和之前相比，平均每天能节约2到3度电。每个月寝室出去搓一顿全靠它省下来电费了！

‘由于当时急着用，且期末有一堆事情要做，外带想在两个室友面前小小的炫一下技，所以从PCB的设计、制作，到焊接、写程序、调试，再到加工装配总共只花了3天时间。所以整个过程也顾不上拍很多照片。现将仅有的几张贴在下面。

原理图：

省下电费出去嗨全靠它了智能控制开关

PCB：

省下电费出去嗨全靠它了智能控制开关

手工洗的板子：

省下电费出去嗨全靠它了智能控制开关

程序设计：

省下电费出去嗨全靠它了智能控制开关

这一块花功夫最多。主要是考虑到易用性

再来个总结：

在控制器上电运行之初，偶尔会出现到开启时间点或手动开启继电器不接通的情况，只有重启后才能恢复正常。且此问题只是偶然出现并非必然。在不接负载的情况下对控制器进行多次试验，并没有出现上述的问题。仔细分析整个控制过程，推测原因应该是：继电器接通瞬间通过负载的电流很大（热水器的额定电流约7A），对给单片机的电源造成了很大的冲击，从而导致单片机的电源电压不稳定，此时单片机的管脚寄存器就可能出现无法置1的故障。（单片机管脚通过一个NPN三极管驱动继电器，当管脚输出高电平时继电器接通）。

修改硬件电路比较困难，于是决定采用软件的办法来解决这个问题。修改了软件中控制继电器的管脚的赋值程序：每次需要置1的时候，先置0，然后再置1，假如寄存器在电压不稳时发生了故障，通过置0就能达到清除故障的效果。然后不断检测该寄存器在置1之后的值是否为1，否则不断重置，直到为1才停止。最后圆满的解决问题，再也没出现过控制失败的情况了。