设计和实现零备用电力系统使用PIR灯具

拉蒂·库马尔教授瓦德瓦¹,Hemangi Vinchurkar²,Mugdha诉帕蒂尔²

E&TC系副教授,博士共帕蒂尔工程与技术学院,浦那(印度马哈拉施特拉邦
PG学生VLSI与嵌入式,E&TC称,GSMCOE浦那大学浦那(印度马哈拉施特拉邦

文摘

本文进一步改善了以往的工作,以减少泄漏电家电的力量。所有的电器处于待机模式时消耗电力。它是操作模式的设备电器不执行他们的主要任务。本文介绍了零泄漏节电系统将节省功率只有泄漏功率与电器相关。电器将物理上断开交流电源时设备仍在一些特定的时间待机模式。系统有三个模式的操作——强制模式,强制模式和智能模式。在强制模式所有的电器将香水的主要功能,在强制关闭模式下所有的电器将脱离市电电源和智能模式PIR传感器感知运动和相应的电器将按要求开启或关闭。智能模式要节省能源,使备用电源等于零,如果备用电源得到减少总能耗也得到降低,也降低了我们的电费。

关键字

备用电源、电器、强制性,强制性,智能模式,PIR传感器。

介绍

近年来全球气候变暖,节能成为一个关注寻求问题由于人类活动,如化石燃料的燃烧。这个问题现在被所有人,这个问题是由于二氧化碳的重要组成部分,由燃烧化石燃料,如石油、煤、天然气等。此外,全球变暖是现在注意到每个人都因为气候变化,广泛的冰融化,海平面上升。因此,应采取强有力的补救措施尽快。传统的化石燃料是最常见的能源用于住宅设施和这个功耗占世界上更大的消费的一部分。更高的效率,更低的能耗在家用电器和工业设备使用含碳燃料燃烧形成的电力都是必需的。有大约10 - 12%的家庭总功率消耗在待机模式。因此,许多研究人员已经完成减少待机功耗家电和设备。平均家庭能耗投入11%的能源预算照明[1]。灯在家里的能源消耗是一个不容忽视的因素。节约照明能源、烟花电红外(PIR)灯具现在广泛使用。 Because the PIR luminaire turn on when the PIR sensor is activated and therefore no energy is wasted. The luminaire with its built-in PIR sensor not only turns off the electricity when no user is near the PIR sensor but also turns it on instantly when someone enters the room and off again after the individual exits. This luminaire is used widely not only for automatic room light detection [2] and home surveillance [3] but also in smart homes [4]-[5]. The luminaire helps us to avoid wastage of energy even if we leave the lights on for hours on end, which is great for energy saving, security and safety.

本文的文献综述进行了为了与备用讨论最近的信息发表在相关消费。这次审查的重点是总结的方法和结果,其他作者的报告和建议这项研究的结果进行比较。文献综述的形式与主题主题如下公告中提供点:

备用消费估计每个家庭:有各种国家研究全球家庭备用电源的损失估计。备用电源使用,平均待机消耗总用电量的比例和数量的电器和家庭测量,将审查。

所有权和普及率。

备用消费和家庭之间的关系特点:家庭特征可能影响备用等消费的家庭收入,参与者的年龄和教育水平将被显示。消费者的意识和行为变化也将审查。备用电源是一种新现象。二十年前,消费者可以简单地关掉设备,保证他们的电表将停止。然而,如今,米在大多数房子继续运行和备用消费原因。

有三个州的PIR灯具,1。截止状态2。待机状态3。闪电的状态。处于截止状态的灯具是不插电的能量来源,不消耗任何电力。在备用状态灯具连接到一个电源,但是如果没有用户正在接近它不开灯。处于照明状态PIR传感器被激活,因此减少光照强度和温度的PIR将适当的设备上。虽然灯具在备用状态不能执行它的主要功能但是经常表演一些次要功能像遥感红外光谱、日光和温度。在这种情况下不能关闭,除非PIR单位脱离电源供电。这种力量是强制性能耗的PIR叫做“备用电源”。 The internal functions require not only a specific low dc voltage but also continuous power supply by an ac/dc converter which has no power-off switch. The converter, which acts as a power supply in the luminaire, converts this AC to low DC voltage for the internal functions operations. The PIR consumes about 1 to 3 watt but it is much more times than the power actually used for the internal functions. If the standby power of a PIR draws the power for 24 hours then its sum becomes significant. Since in 2000 as the International Energy Agency (IEA) adopted a proposal to reduce the standby power of all electrical apparatus to less than 1 Watt within ten years [6], the reduction of the standby power of the PIR luminaire has remained an important issue.

本文提出了一种新的PIR灯具的待机功耗降低到1兆瓦,这个设计被称为“零备用电源使用PIR灯具”。

二世。系统模型和假设

作为讨论的介绍,PIR灯具打开只有当检测到任何运动。灯具的照片电阻来检测光也有温度传感器检测温度。如果有足够的光线,照明不打开即使检测到任何运动,而否则它会立即检测到运动时打开。同样风扇或空调开启或关闭,照明时间,灵敏度阈值的调整和PIR都是其内部功能。

1。电力供应

任何系统的设计的基本步骤是设计所需的电源系统。电源的设计涉及的步骤如下:

确定系统的总电流下沉和所需的额定电压不同的组件。桥式整流器和电容输入滤波器产生一个不受监管的直流电压应用于7805年的输入。的最小压差是2 v IC 7805,输入终端的电压应至少7伏。C1(1000μf / 65 v)滤波电容器和C2和C3 (0.1 pf)是连接整个监管机构来提高监管机构的瞬态响应。假设退出2伏电压,最小的DV电压电容C1应该等于7伏。

电源设计:

在桥式整流器的输出的平均电压是由电容滤波器组合

Idc Vin (DC) = Vm - f / 4 C1

,Vm =√2 Vs和Vs = rms二次电压

假设Idc等于马克斯。说,负载电流100毫安

C = 1000超滤/ 65 v, f = 50 hhz

15 = Vm - 0.1 / 4 * 50 * 1000 * 10¯6

15 = Vm - 0.1/0.2

Vm = 15.5伏

因此,RMS二次电压

Vrms = Vm /√2

= 15.5 /√2

= 15.5/1.41421

= 10.9601伏

所以我们可以选择一个15 v二次电压

在这个系统里的大多数组件需要5 V电压操作如微控制器,MAX 232年,液晶等。总电流,我们从电源电路下沉,不超过100 mA。这里的监管机构使用IC 7805,使输出电压5 v。所需的最小输入电压7805附近约7诉因此230 v-10v变压器的额定电压和额定电流500/750 mA。变压器的输出是12 V。这个电压是由桥式整流电路转换为12 V直流。

的原因选择了桥式整流器,TUF增加到0.812相比全波整流。PIV在每个二极管的电压峰值负载= Vm,不是2 Vm的两个二极管整流桥式整流器的输出并不是纯直流,包含一些AC交流涟漪。消除这些涟漪使用电容滤波器,柔滑输出波纹应用于7805监管者IC,给5 v直流。这里使用的电容式过滤器是由于它是成本效益,现成的和不太笨重。

2。PIC单片机和PIR

单片机接收到信号,根据系统的操作模式。如果系统是在强制模式然后所有的电器将继续和他们连接到交流电源,所有的设备执行他们的主要功能。如果系统是在强制关闭模式下,所有的电器都脱离电源ac供应。在智能模式下PIR感觉运动和根据需求向PIC单片机发送信号

3所示。复位电路:

重置用于把单片机为已知条件。这实际上意味着在某些不受欢迎的条件下单片机可以表现的不准确。为了继续正常运行必须重置,这意味着所有寄存器将被放置在起始位置。重置时不仅是使用单片机不像我们想要的,但也可以使用当尝试设备作为程序执行一个中断,或者准备一个单片机时加载一个程序。

为了防止将逻辑零MCLR销意外,MCLR必须通过电阻器连接积极供给极和电容器MCLR在地上。电阻应该是5至10 k和电容器可以在1μf tp 10μf之间。这种电阻电容的组合,给出了RCμc正常复位的时间延迟。

如上述所示电路连接一个RC电路的MCLR (pin1)μC,图片μC重置一个活跃的低,所以我们一个RC电路连接。如图所示的电容器最初在0 v。它指控通过供应10公斤欧姆电阻串联,因此我们的电路的复位时间是:R * C = 10μf kohm * 10 = 100毫秒

推荐重置= 1毫秒的时间,这里的RC时间可以改变从10毫秒到100毫秒。

4所示。晶体电路:

针OSC1 & OSC2提供连接振荡器谐振网络形式。通常一个石英晶体和电容器是使用。水晶频率基本单片机内部时钟频率。

这两种陶瓷电容器主要用于过滤。这是给一个纯μC方波。把水晶放在董事会的基本规则是在这样一种方式,它应该尽可能接近μC避免干涉。波特率公式

5。液晶显示器:

液晶有2个电源1。VCC并在1和2没有接地。针用于驱动的液晶LCD 3 ma电流消耗和2。VCC和接地在15和16号别针的液晶用于驱动液晶显示器的背光电流100毫安。当前总消费量马马马= 3 + 100 = 103,所以为了减少当前的要求,连接一个330欧姆电阻串联背光销VCC,这减少了电流消耗(100 mA / 330欧姆= 0.303 mA)。因此新的总电流消耗0.303马马马+ 3 = 3.303。

三世的实现

图7说明了硬件提出的系统。低功耗和低成本的16位微控制器单元(MCU)为主要的处理器。一个射频收发器模块用于通信。电源单元由桥式整流器供应能力的单片机和其他外围设备将交流电转换为直流电。单片机可以控制固态继电器的基础上给出的信号PIR单片机。各种信息,如操作模式下,光照强度,温度通过LCD显示。

4实验结果

上面的图表显示了比较与和没有提出系统功耗。如果该系统实现动力可以保存,它将减少10% - -20%的电费。

诉的结论

家电已成为更高效的导致近年来不断减少泄漏功耗。总功率泄漏不断增长在未来家电的数量增加。在本文中,我们提出并实现了一个新的控制系统,降低了备用电源,绝对的零功率。这个想法是在实际操作条件和意义上的电压在待机状态,然后断开设备电源ac来源。实现这个想法在一个商业设备,电力系统可以构造零泄漏。光伏电池效率是改善这些天,激光瞄准操作时间和距离将进一步改善。预计这个提议系统将被应用到所有的电器由远程控制,以节约能源和保护环境。虽然家电的备用电源的那么多数量,它会影响用户的电费从长远来看。在本文中,我们提出一个设计大大减少了备用电源。从长远来看,我们的设计节省了更多的权力。 Furthermore, our design, which is equipped not only with a current/voltage sensor circuit and an MCU to control leakage power but also it can be modified by programming and can then be applied to a new generation of appliances to save even more power.

引用

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