基于瑞薩單片機(jī)的智能限電、防雷和防火控制器設(shè)計(jì)

摘要：為避免學(xué)生宿舍內(nèi)因使用大功率違章電器導(dǎo)致用電線路過載過熱而引發(fā)火災(zāi)等隱患和漏電導(dǎo)致的接地、電孤短路等引起火災(zāi)事故，設(shè)計(jì)了以瑞薩單片機(jī)為控制核心的用電安全控制系統(tǒng)。系統(tǒng)從用電源頭自動(dòng)識(shí)別、防止學(xué)生宿舍違章惡性負(fù)載的使用和實(shí)時(shí)檢測線路漏電等情況的智能控制。調(diào)試結(jié)果證明該系統(tǒng)在保障學(xué)生宿舍的用電安全(限電功能、時(shí)間控制、人身觸電、防雷安全、防火安全)方面實(shí)現(xiàn)了有效的控制，該項(xiàng)智能控制器的研究及開發(fā)應(yīng)用對維護(hù)學(xué)校安全穩(wěn)定具有較為顯著的現(xiàn)實(shí)意義。
關(guān)鍵詞：瑞薩單片機(jī)；智能控制；用電安全

0 引言
在學(xué)校學(xué)生宿舍用電管理一直是一個(gè)難題，特別是磚木結(jié)構(gòu)的學(xué)生宿舍，各種違章大功率電器的使用屢禁不絕。由于違章電器的使用引起火災(zāi)的事故時(shí)有發(fā)生，給國家的財(cái)產(chǎn)造成了嚴(yán)重的損失，同時(shí)也對學(xué)生的生命構(gòu)成了一定的威脅，本文所研究的智能限電和防火控制器能很好保障學(xué)生宿舍的用電安全，維護(hù)學(xué)校的安全穩(wěn)定工作。

1 智能限電和防火控制器的設(shè)計(jì)
1．1 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)
智能限電和防火控制器以瑞薩單片機(jī)(M3062P)為控制核心，外圍電路有電源電路、按鍵電路、繼電器驅(qū)動(dòng)電路、時(shí)鐘電路、128×64液晶顯示電路、電流采樣、電壓采樣、漏電采樣、E2PROM電路、光耦輸入、通信RS485接口。系統(tǒng)硬件框圖如圖1所示。

電流采樣電路用于檢測電路電流的大小，用于過載、短路等保護(hù)等；電壓采樣電路用于檢測電路電壓的高低和頻率測量；光耦電路將傳感器接口和控制電路接口隔離；漏電采樣可能檢測線路中是否存在漏電；通信電路可能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程24小時(shí)在線監(jiān)控；E2PROM電路可實(shí)現(xiàn)參數(shù)和故障信息的掉電保存；電源電路為整個(gè)系統(tǒng)提供電源。
1．1．2 電源電路
由于系統(tǒng)的控制核心和外圍電路的工作電壓為5V，繼電器線圈電壓為5V，同時(shí)考慮成本和抗干擾性能，因此采用三端穩(wěn)壓器78L05為系統(tǒng)供電。T1為5W的工頻變壓器。