实验室安全用电智能插座的设计

辽宁工业大学 电子与信息工程学院 刘 欢 曹洪奎 刘 鹏

随着高校实验室用电设备种类和数量的增多，因用电引起的火灾事故时有发生，实验室用电安全问题越来越受到高校的重视。实验设备使用不当会引起电源工作电流过大，严重时可能导致火灾，特别是开放性创新实验室，难以保证每次用完设备后都会及时关闭电源，造成电能浪费和安全隐患。因此，设计一种实验室安全用电智能插座，实现电能监测、过流保护、过温保护、异常供电报警、无线通信监控电器状态、定时断电和人走自动断电等功能，为实验室安全用电和节能提供技术保障。

1 系统原理与设计

本文设计的实验室安全用电智能插座，主要由STM32主控制器、用电参数监测电单元、显示单元、蓝牙通信单元、实时时钟单元、继电器单元、报警单元、电能转换单元和按键输入单元组成。系结构框图如图1所示。

图1 实验室安全用电智能插座结构框图

系统以STM32微控制器为核心，控制其他单元电路共同实现电能监测、过流保护、过温保护、异常供电报警、无线通信监控电器状态、定时断电和人走自动断电等功能。STM32主控制器等待与用户手机蓝牙的连接，建立连接后接收手机端发送的控制指令，若启动定时供电功能，主控制器会通过实时时钟单元进行计时供电，同时通过由CS5463构成的用电参数测量单元监测用电电流、功率和温度等参数，到达定时时间时通过控制继电器自动切断插座供电。……