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结合RFID/霍尔元件/温度传感器 MCU给电源插座上锁

结合RFID/霍尔元件/温度传感器 MCU给电源插座上锁

来源:互联网 作者:谢振榆2013年09月03日 14:13
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[导读] 本系统提供一个拥有上锁功能的安全电源插座,使插座安装于公开场所,除可安心的使用外,亦可达到杜绝窃电行为或是使用者付费,如悠游卡或门禁系统般的机制,去限制电源插座的使用。
关键词:霍尔元件RFID温度传感器MCU

  由于高性能电子产品的增加与环保意识的抬头,不论是智慧型手机、电动汽机车皆对于电源的需求量大增,为了使用上的方便,将可望于自家室外或公众场合的电源插座增加上锁的功能。

  本系统提供一个拥有上锁功能的安全电源插座,使插座安装于公开场所,除可安心的使用外,亦可达到杜绝窃电行为或是使用者付费,如悠游卡或门禁系统般的机制,去限制电源插座的使用。

  具上锁功能电源插座应用广泛

  电跟水是人类生活中不可或缺的资源,在户外有些人会将自己私人的水龙头上锁,防止其他人随意使用。但若是户外电源插座未配备上锁功能,将容易遭他人滥用。鑑于此点,本文将分享如何製作具上锁功能的电源插座。

  现今仍有许多公众场所的电源插座,并不提供大众任意使用,于是在电源插座多加盖子再贴上紧告标语,或将电源插座隐藏,但这样只有做到警示或隐藏的效果,却无法真正达到防止遭他人使用的目的。

  本系统基于在使用者付费或是防止窃电的前提下,利用无线射频辨识系统(RFID)技术来进行对使用者的判别,使设置在公众场合的电源插座受到保护。在安全考量下,一般市面上过载保护,绝大多数是使用无熔丝开关,无熔丝开关的保护塬理是採用金属受热改变弯曲程度,以判别是否过载,但酿成意外时,都是电缆的绝缘过热熔毁,而无熔丝金属片尚未跳脱。也因此,本系统除无熔丝开关外,并增加一温度感测器,紧贴于电缆外皮,以侦测电缆外皮是否达到温度上限。

  在使用者付费的观念下,电源插座开发商可运用库伦量测法,计算使用者的电流用量。方法是藉由霍尔元件侦测电流值,然后用积分法加以运算,可得到总用电量,并可依据电源的使用量多寡,对于使用者进行收费。

  市面上的产品及现有的中华民国专利,都只具有触电防护、过电保护、选择供电、通用序列匯流排(USB)充电功能,但本系统除具备上述功能之外,亦增加防盗窃电功能(表1)。本系统的应用範围相关广泛,不仅可用于自家室外,也可以安装于捷运站、休息站、便利商店等公众场合,结合悠游卡使用,或是安装于社区大厅、交谊厅等,如同门禁的感测装置。此外,本装置如同一般插座,在不使用时,完全是不消耗任何电力,不会造成额外的电费支出。

  

  具上锁功能电源插座工作塬理

  本系统藉由微控制器(MCU)提供输入输出(I/O)、类比数位(A/D)转换、计时中断等功能,再利用RFID技术判别使用者后,利用LM35DZ感测电缆温度,当温度安全后,进行供电,再藉由霍尔元件得到电流量后,用于电量计算。

  本系统係利用感应器发射无线电波,触动感应範围内的RFID标籤,藉由电磁感应产生电流,供应RFID标籤上的晶片运作,并发出电磁波回应感应器。当回应的电波为当初所设定的特定频率时,MCU的I/O接脚发出高电位触发继电器,使插座通电。

  而霍尔元件係根据霍尔效应,进行磁电转换的磁敏元件,其工作塬理为:霍尔元件是一个N型半导体薄片,若在其相对两侧通以控制电流,而在薄片垂直方向加以磁场势,则在半导体另外两侧便会产生一个大小、电流和磁场的乘积成正比的电压,再利用MCU的A/D功能换算成流经电流的大小,并透过计时中断的功能A/D 换算得到的电流,进行库伦量测运算。

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  • 第 1 页:结合RFID/霍尔元件/温度传感器 MCU给电源插座上锁
  • 第 2 页:具上锁功能电源插座架构
  • 第 3 页:具上锁功能电源插座应用扩张
  
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