生活還能多智能？――人體感應(yīng)開關(guān)設(shè)計(jì)

　　引言

　　全球能源危機(jī)帶來的生態(tài)惡化，各種惡劣的現(xiàn)實(shí)都在迫使我們努力開源節(jié)流。現(xiàn)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(jìn)，更加節(jié)能的用電設(shè)備和電源插座。目前市場(chǎng)上已經(jīng)出現(xiàn)多種有節(jié)能功能的插座，以減少各種電器的待機(jī)功耗。

　　在日常生活中，我們發(fā)現(xiàn)有這樣一些情況：?jiǎn)我徊孱^的用電器控制其能耗有些麻煩；音箱等設(shè)備在電腦上使用完后，常常忘記關(guān)掉；人離開房間卻忘記關(guān)掉電腦電視，像這樣導(dǎo)致其長(zhǎng)時(shí)間工作耗電，浪費(fèi)能源，損傷機(jī)器。于是本文設(shè)計(jì)了一種節(jié)能的人體感應(yīng)開關(guān)，解決這一能耗問題。

　　1 電源插座基礎(chǔ)研究

　　根據(jù)實(shí)際使用功能暫且將電源插座主要?jiǎng)澐譃橐韵聨追N：普通電源插座、保護(hù)型電源插座和節(jié)能插座。保護(hù)型電源插座可以分為過載保護(hù)、防雷保護(hù)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(yīng)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(dǎo)通電源的一種設(shè)備。在電氣行業(yè)里面又叫“類似家用電氣設(shè)備”，它只具備導(dǎo)通電源功能，無其他輔助性功能。

　　1.2 保護(hù)型電源插座

　　過保護(hù)插座：為了保障用戶的人身安全和財(cái)產(chǎn)安全，通過一個(gè)電流過載保護(hù)電路，當(dāng)插座上電流大于額定電流時(shí)，會(huì)自動(dòng)切斷電源。排除過載故障后，通過手動(dòng)復(fù)位可以繼續(xù)使用，不用更換保險(xiǎn)絲，使用更方便。

　　防雷保護(hù)插座：原理同過載保護(hù)一樣，通過內(nèi)置防雷器件，當(dāng)電路或電器遭遇雷擊時(shí)，瞬間自動(dòng)切斷插座電源，并將其電流導(dǎo)入大地，來保護(hù)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(jī)能耗問題和開機(jī)能耗問題。人們針對(duì)待機(jī)耗電問題開發(fā)出一類如歐亞護(hù)源節(jié)能插座和小管家節(jié)能插座等。它主要根據(jù)線圈感應(yīng)主機(jī)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(jī)的工作，比如在關(guān)掉電腦主機(jī)的同時(shí)自動(dòng)關(guān)掉打印機(jī)、掃描儀、音響等。開機(jī)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(dòng)判斷并做出開或關(guān)動(dòng)作，從而達(dá)到節(jié)能的目的。

　　電腦節(jié)能插座在電腦主機(jī)關(guān)閉后，能自動(dòng)切斷顯示器、打印機(jī)、音箱等外部設(shè)備的電源。用戶可以使用定時(shí)關(guān)機(jī)軟件設(shè)定任意時(shí)刻關(guān)機(jī)，設(shè)定的時(shí)間到了，電腦主機(jī)自動(dòng)關(guān)機(jī)，其它設(shè)備也能自動(dòng)斷電。電腦節(jié)能插座不僅解決了常時(shí)待機(jī)浪費(fèi)電能的問題，而且大大減少了電器的工作時(shí)間，有效延長(zhǎng)電器設(shè)備的壽命。在主機(jī)關(guān)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(shí)損壞電器。

　　2 感應(yīng)式節(jié)能插座的研究與設(shè)計(jì)

　　2.1 熱釋電效應(yīng)

　　若使某些強(qiáng)介電質(zhì)物質(zhì)的表面發(fā)生變化，隨著溫度的上升或下降，在這些物質(zhì)表面上就會(huì)產(chǎn)生電荷的變化，這種現(xiàn)象稱為熱釋電效應(yīng)。熱釋電紅外傳感器的窗口接收光線，濾波片對(duì)自然界中的白光具有抑制作用，只有特定波長(zhǎng)的紅外線才能通過濾波片照射在熱釋電元件上。當(dāng)由于熱釋電元件的上下兩個(gè)表面受到的照射不同，產(chǎn)生電子形成電流，電流經(jīng)過場(chǎng)效應(yīng)管后放大輸出電壓信號(hào)。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(zhǎng)約為9～10μm。因此要使用一塊波長(zhǎng)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(cè)能力有限，而且需要輔助電路，所以實(shí)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(jiǎn)單的傳感器元件。多功能傳感器內(nèi)部有定時(shí)器；通用型的體積小、價(jià)格低，檢測(cè)人的傳感器內(nèi)部設(shè)有濾波電路，可避免誤報(bào)警。這些裝置用戶可通過電阻電容的調(diào)節(jié)任意設(shè)定靈敏度和定時(shí)時(shí)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(cè)人的傳感器檢測(cè)距離為5m。只要人體溫度大于環(huán)境溫度4℃即可。