生活還能多智能？――人體感應開關設計

　　引言

　　全球能源危機帶來的生態(tài)惡化，各種惡劣的現實都在迫使我們努力開源節(jié)流?，F代生活的家用電器日新月異，科技工作者不遺余力地開發(fā)出各種更加先進，更加節(jié)能的用電設備和電源插座。目前市場上已經出現多種有節(jié)能功能的插座，以減少各種電器的待機功耗。

　　在日常生活中，我們發(fā)現有這樣一些情況：單一插頭的用電器控制其能耗有些麻煩；音箱等設備在電腦上使用完后，常常忘記關掉；人離開房間卻忘記關掉電腦電視，像這樣導致其長時間工作耗電，浪費能源，損傷機器。于是本文設計了一種節(jié)能的人體感應開關，解決這一能耗問題。

　　1 電源插座基礎研究

　　根據實際使用功能暫且將電源插座主要劃分為以下幾種：普通電源插座、保護型電源插座和節(jié)能插座。保護型電源插座可以分為過載保護、防雷保護和防觸電等類型。節(jié)能插座有電腦節(jié)能插座、電視節(jié)能插座和人體感應節(jié)能插座等幾種。

　　1.1 普通電源插座

　　普通電源插座就是從電源連接到電器，使用電器能導通電源的一種設備。在電氣行業(yè)里面又叫“類似家用電氣設備”，它只具備導通電源功能，無其他輔助性功能。

　　1.2 保護型電源插座

　　過保護插座：為了保障用戶的人身安全和財產安全，通過一個電流過載保護電路，當插座上電流大于額定電流時，會自動切斷電源。排除過載故障后，通過手動復位可以繼續(xù)使用，不用更換保險絲，使用更方便。

　　防雷保護插座：原理同過載保護一樣，通過內置防雷器件，當電路或電器遭遇雷擊時，瞬間自動切斷插座電源，并將其電流導入大地，來保護用戶及用電器的安全。

　　1.3 節(jié)能插座

　　節(jié)能插座主要要解決待機能耗問題和開機能耗問題。人們針對待機耗電問題開發(fā)出一類如歐亞護源節(jié)能插座和小管家節(jié)能插座等。它主要根據線圈感應主機電流的變化，并通過集成電路的處理和繼電器的通斷來控制從機的工作，比如在關掉電腦主機的同時自動關掉打印機、掃描儀、音響等。開機能耗問題是用電器本身決定的，但可以通過節(jié)能插座來主動判斷并做出開或關動作，從而達到節(jié)能的目的。

　　電腦節(jié)能插座在電腦主機關閉后，能自動切斷顯示器、打印機、音箱等外部設備的電源。用戶可以使用定時關機軟件設定任意時刻關機，設定的時間到了，電腦主機自動關機，其它設備也能自動斷電。電腦節(jié)能插座不僅解決了常時待機浪費電能的問題，而且大大減少了電器的工作時間，有效延長電器設備的壽命。在主機關閉后，連接在插座上的其它電器隨即完全切斷電源，防止過載、短路及雷擊時損壞電器。

　　2 感應式節(jié)能插座的研究與設計

　　2.1 熱釋電效應

　　若使某些強介電質物質的表面發(fā)生變化，隨著溫度的上升或下降，在這些物質表面上就會產生電荷的變化，這種現象稱為熱釋電效應。熱釋電紅外傳感器的窗口接收光線，濾波片對自然界中的白光具有抑制作用，只有特定波長的紅外線才能通過濾波片照射在熱釋電元件上。當由于熱釋電元件的上下兩個表面受到的照射不同，產生電子形成電流，電流經過場效應管后放大輸出電壓信號。熱釋電紅外傳感器的光波靈敏特性在0.2～20μm，人體輻射紅外線波長約為9～10μm。因此要使用一塊波長范圍是8～11μm的帶通濾光片把不需要的光波濾掉。

　　2.2 熱釋電紅外傳感器裝置

　　由于熱釋電元件本身的檢測能力有限，而且需要輔助電路，所以實用性差。因此，通常廠家大都提供完整的傳感器裝置，而不是簡單的傳感器元件。多功能傳感器內部有定時器；通用型的體積小、價格低，檢測人的傳感器內部設有濾波電路，可避免誤報警。這些裝置用戶可通過電阻電容的調節(jié)任意設定靈敏度和定時時間。這些傳感器裝置都很容易安裝到照明裝置上，使它只在晚間工作，或用于燈具控制。檢測人的傳感器檢測距離為5m。只要人體溫度大于環(huán)境溫度4℃即可。