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#第五届立创电子设计大赛#智能防触电安全插座

创建时间:1年前

项目主题:智能家居

视频

描述

<p>注:*为必填项。</p> <p>【请在报名阶段填写 ↓】 <em>  1、自我/团队介绍 本人从事美容仪器及小家电行业的电子工程师职位多年,会使用多种绘图软件。并会对多种品牌MCU的编程。对产品安全意识理念有较深的体会。 </em>  2、简要介绍项目 现在家居智能产品方案及产品好多,据我所知目前家居产品大多数为解决舒适生活有关,但没有几款是以安全为前提应用如生产品。所以结合当前个人思想,做一款以安全为前提控制的智能防触电安全插座。 【请在竞赛阶段填写 ↓】 <em>  1、描述项目详情          项目主要功能有:短路不输出,过载保护,漏电保护,电压输出中或未输出拔脱插头电源线均可关闭电源输出,电源线L,N两端未插入都不能操控插座输电,从而有效地防止先前意外发生。 </em>  2、描述项目所面临的挑战及所解决的问题    如何在拔脱电源线不论有没有电输出情况下都能将电源关闭输出,所以采用了插座顶部用电容触摸感应的方式进行实际。但问题又出现别的现象,继电器闭合会导致感应值变化,所以在调试程序中使用了实时分段自校正的方式,实现通电或不通电都可以进行冷拔或热拔都可以实现断电输出。 *  3、描述项目硬件、软件部分涉及到的关键点 硬件漏电检测保护: <img src="//image.lceda.cn/pullimage/lArUqs0eNQNnI10HSPaK8XABTylghwtLTBSJrksa.png" alt="图片.png" /> 过载电流检测及硬件控制: <img src="//image.lceda.cn/pullimage/vOvS2aHmge9xdDvffGqI4XqgyftQFKOvNkC2EvA5.png" alt="图片.png" /> 硬件保护机制电路,采有电容隔离控制继电器,使用PWM自举升压开启NMOS管开启: <img src="//image.lceda.cn/pullimage/EzdflpuqTCgpwuA62D8Y5KmbwqdPMUtEVXvPAXk5.png" alt="图片.png" /> 过载,漏电硬件自锁功能电路,原理图中的ERROR网络是硬件自锁通路,并软件上都设用过载,漏电检测来控制上图的AC_EN及RT_EN这两个网络,实现切断所有电源输出通道元件回路: <img src="//image.lceda.cn/pullimage/IYRfBSRCBHbEFYRFvCmnNwQ8cspN8lPdOzHEgLYZ.png" alt="图片.png" /> 冷拔或热拔标志代码,其它详见附件。</p> <pre><code>/********************** * *获取电线插头标志 * ***********************/ bool touch_adc_channel_switch = 0; bool touch_adc_channel_switch_flag = 0; uint8_t touch_adc_check_count = 0; uint8_t touch_adc_check_reset_count = 0; bool GET_SOCKET_FLAG(void){ bool temp_flag = touch_adc_channel_switch_flag; if(GET_ADC_SWITCH_FLAG(TOUCH_ADC_CHANNEL)){    SET_ADC_SWITCH_FLAG(TOUCH_ADC_CHANNEL,0);    touch_temp_value = (uint16_t)GET_ADC_DATA(TOUCH_ADC_CHANNEL)*0.8058f; if(!touch_adc_channel_switch_flag){ if((touch_adc_value > (touch_temp_value + 5))  ){ //&& ((touch_adc_value - touch_temp_value) > touch_adc_check_value) temp_flag = 1; touch_adc_channel_switch_flag = temp_flag; } } if(touch_adc_channel_switch_flag){   if(!line_contact_flag){ if((touch_temp_value > (touch_adc_value + 5)) && ((touch_temp_value - (touch_adc_value + 5)) >= 5)){ temp_flag = 0; touch_adc_channel_switch_flag = temp_flag; } }else{     if((touch_temp_value > touch_adc_value) ){ //&& ((touch_temp_value - touch_adc_value) > 2) temp_flag = 0; touch_adc_channel_switch_flag = temp_flag; } } } if(!touch_adc_channel_switch){ //touch_temp_value = (uint16_t)GET_ADC_DATA(TOUCH_ADC_CHANNEL)*0.8058f; touch_adc_channel_switch = 1; }else if(touch_adc_channel_switch){ touch_adc_channel_switch = 0; if(!line_contact_flag ){ touch_adc_value = touch_temp_value; touch_adc_check_reset_count = 0; } touch_adc_check_count++; if(touch_adc_check_count >= 30){ touch_adc_check_value = 10; touch_adc_check_count = 30; } } } if(temp_flag){   gd_eval_led_on(LED3); }else{   gd_eval_led_off(LED3); } return  temp_flag; } </code></pre> <p>为防止继电器触点打火现象,采用开启时为先开继电器延时后开启光耦,关闭时是先关闭光耦后延时关继电器的方式。代码如下: uint16_t delay_time = 0;</p> <p>void POWER_SWITCH(bool en){   if(en){ RT_PWR_SWITCH(en); RT_EN(en); if(delay_time >= 1000){ delay_time = 0; } delay_time++; if(delay_time >= 3){    AC_EN(en); //延时关光耦    delay_time = 30; } }else{ if(delay_time >= 30){   delay_time = 0; } AC_EN(en); delay_time++; if(delay_time >= 3){ RT_PWR_SWITCH(en); //延时关继电器    RT_EN(en); delay_time = 2000; } } } *  4、项目材料清单展示</p> <p><em>  5、项目图片上传           5.1、PCB上印制大赛logo图片,若无视为放弃参赛      <img src="//image.lceda.cn/pullimage/LMeoquIcG1tuA4AmzlpjeNY60Dhr5yieHldEAqng.jpeg" alt="IMG_20200920_231527.jpg" />           5.2、项目其它图片 <img src="//image.lceda.cn/pullimage/UWdBhslzdQR51VvaSRyuYbcpPF9QIyo5Yr2jX1Ht.jpeg" alt="IMG_20200920_231729.jpg" /><img src="//image.lceda.cn/pullimage/OmtyeqZqrFqU395rPzJSusp6WLpx4gojAEAaCS9q.jpeg" alt="IMG_20200920_231606.jpg" /><img src="//image.lceda.cn/pullimage/CFhKBmVBZ49fAD31KANFhsXAT2pXHEXyrnRq4iG6.jpeg" alt="IMG_20200920_231813.jpg" /></em>   6、演示您的项目并录制成视频上传           6.1、视频上传大赛官网           6.2、B站视频标题和链接</p> <p>注意事项:①:视频要求:请横屏拍摄,分辨率不低于1280×720,格式Mp4/Mov,单个视频大小限100M内;②:视频上传:请同步上传至大赛官网和B站(<a href="www.bilibili.com">www.bilibili.com</a>),B站人气TOP10项目将获得1000-5000元现金奖励,其它上传项目获得100元立创商城无门槛券;③:视频标题:第五届立创电子设计大赛:{项目名称}-{视频模块名称};如第五届立创电子设计大赛:《自动驾驶》项目-团队介绍。 <a href="https://www.bilibili.com/video/BV1Wy4y1k7jj?from=search&seid=7230078652676511060" target="_blank" rel="noreferrer noopener">https://www.bilibili.com/video/BV1Wy4y1k7jj?from=search&seid=7230078652676511060</a> <em>  7、是否首次公开发布           7.1、项目之前是否发表过或获奖,请说明           7.2、若项目是在原有基础上优化,请说明优化部分 </em>  8、开源文档 <a>智能防触电安全插座程序</a> *  9、参考文献</p> <p>点击链接了解更多详情:<a href="https://www.szlcsc.com/go/dsxq" target="_blank" rel="noreferrer noopener">https://www.szlcsc.com/go/dsxq</a></p>

文档

MCU

POWER

FUNCTION

PCB_2020-07-27_12-33-10

BOM

ID Name Designator Footprint Quantity
1 10K R70 R0805 1
2 DMG6602SVT-7 Q6 TSOT-23-6_L2.9-W1.6-P0.95-LS2.8-BL 1
3 EL3063S(TA) U10 SMD-6P(7.12X6.4) 1
4 1SMA5937A D4,D3 DIO-DT-SMB_L4.6-W3.6 2
5 100uF C15 CAP-SMD_BD6.3-L6.6-W6.6-FD 1
6 1.2uF C1 CAP-TH_L26.5-W10.0-P22.50-D1.4 1
7 100nF C28 C_AXIAL_L5.1MM_D3.1MM_P7.50MM_HORIZONTAL 1
8 GS8333-TR U6,U8,U9 SOT-23-5_L3.0-W1.7-P0.95-LS2.8-BL 3
9 2N7002 Q8,Q5 SOT-23 2
10 SE432L-HF_C115758 U7 SOT-23-3_L2.9-W1.3-P1.90-LS2.4-BR 1
11 10uF C37,C21,C29,C27,C53,C54,C55,C56,C39,C41,C42,C34,C32 C0603_R 13
12 1uF C9 C0402 1
13 22uF C4 C0805_R 1
14 100R R32,R20,R51,R36,R33 R0402 5
15 22R R46,R45,R64,R65,R66,R67,R49 R0402 7
16 10K R31,R30,R28,R27,R26,R24,R22,R21,R43,R42,R41,R39,R15,R18,R38,R9,R34,R8,R5 R0402 19
17 100K R29,R44 R0402 2
18 330R R25 R0603 1
19 30K R23 R0402 1
20 1K R40,R17,R11,R10,R35,R4 R0402 6
21 3K3 R19 R0402 1
22 150R R16,R63 R0402 2
23 0R5 R14 R0805 1
24 47R R13,R12 R0805 2
25 1M R7 R0402 1
26 15K R6 R0402 1
27 100nH L6,L4,L5 R0402 3
28 Dersonic R1 RES-TH_L7.0-W6.5-P5.00-D0.6-S3.40 1
29 MM1Z3V3_C355215 D26,D27 SOD-123_L2.8-W1.8-LS3.7-RD 2
30 MB6S_C181214 D1 MBS_L4.7-W4.0-P2.50-LS7.0-BL 1
31 ZH1.5-4P SMD CN1,CN2 ZH1.5_4PIN-ZH1.5-4P_SMD 2
32 JST24E-800BW Q7 TO-263-2 1
33 1M R58,R59,R57,R60 R0402 4
34 100K R61,R37,R62 R0402 3
35 22R R52,R53,R54 R0402 3
36 10K R56,R55 R0402 2
37 100R R68,R69 R0402 2
38 DB126V-5.0-3P U12,U5 CONN-TH_3P-P5.00_DB126V-5.0-3P 2
39 HDR-M-2.54_1x1 J7,J6,J4,J8,J1,J9 HDR-M-2.54_1X1 6
40 JQ1P-5V-F K2,K1 RELAY-TH_JQ1P-5V-F 2
41 VBA3102M Q1 SOP-8_L5.0-W4.0-P1.27-LS6.0-BL 1
42 FH1N4148W-JE D5,D6,D14,D12,D13,D24,D23,D16,D21,D22,D25,D11,D15,D20 SOD-123_L2.8-W1.8-LS3.7-RD 14
43 NTC R3 RES-TH_L8.5-W5.5-P5.00-D0.6-S5.50 1
44 47R R47 AXIAL-0.4 1
45 18R R48 AXIAL-0.4 1
46 ZMCT102.AType L3,L2 XFMR-TH_ZMCT102 2
47 BL LED1,LED3,LED2 LED0603-R-RD 3
48 390K R2 RES-TH_BD3.3-L9.2-P13.20-D0.6 1
49 100uF/50V C2 CAP-SMD_BD6.3-L6.6-W6.6-FD 1
50 47uF C13 CAP-SMD_BD6.3-L6.6-W6.6-FD 1
51 TL431_C181103 U4 SOT-23-3_L3.0-W1.7-P0.95-LS2.9-BR 1
52 GD32E230C8T6 U1 LQFP-48_L7.0-W7.0-P0.50-LS9.0-BL 1
53 MMBT4403 Q4 SOT-23-3_L2.9-W1.3-P1.90-LS2.4-BR 1
54 MMBT4403LT1G Q2,Q3 SOT-23-3_L2.9-W1.3-P1.90-LS2.4-BR 2
55 100nF C26,C24,C46,C48,C49,C20,C45,C47,C19,C18,C50,C38,C40,C5,C8,C57,C44,C16,C43,C14,C23,C33,C31,C30,C22,C36,C6 C0402 27
56 1uF C25 C0402 1
57 1nF C17,C7,C12 C0402 3
58 100nF C3 C0603 1
59 1nF C10,C11 C0603 2
60 SQT1.00M U15 FUSE-TH_L8.5-W4.0-P5.08-D0.6 1
61 TRAN_12346PIN T1 SMD_EP13 1
62 CYPC817(B-TP2) U3 SOP-4_L6.4-W4.6-P2.54-LS10.2-TL 1
63 SS110 D2 SMA_L4.3-W2.6-LS5.2-RD 1
64 120uH L1 IND-SMD_L4.0-W4.0_FNR40XXS 1
65 ZL-YDW1407-4005P-7.6 BUZZER1 BUZ-TH_BD14.0-P7.60-D0.7-FD 1
66 TL494M/TR U2 SOP-16_L10.0-W3.9-P1.27-LS6.0-BL 1
67 DSS14 D10,D9,D8,D7,D17,D18 SOD-123_L2.8-W1.8-LS3.7-RD 6
68 HX7333_C296166 U14,U13 SOT-89-3_L4.5-W2.5-P1.50-LS4.2-BR 2
69 20N-150H F1 FUSE-TH_BD2.7-L7.3-P11.30-D0.6 1

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智能防触电安全插座程序.rar

成员

评论(9)

成功
工程所有者当前已关闭评论
LCDS 回复

这个插座是有漏电保护功能吧?建议再完善一下文档,介绍一下作品的功能。

LCDS 回复

距提交截止仅剩58天,立即完善项目有机会赢3万元现金大奖、知名创投机构投资意向、名企名校资深评委指导、优秀项目全方位包装宣传机会;更多大赛详情见:https://diy.szlcsc.com/posts/34f1707c52034835810b0b5719b583bb

LCDS 回复

大赛快结束了,更新一下实物视频会更好。

jixin001 回复

这个防触电的机理是什么?如果要测试,安全可复现的测试方法是什么?单片机跑飞的话设备会怎么动作?

39352a 回复

@jixin001 有漏电保护,硬件有自锁功能,要恢复只能断电后重开。继电器驱动是由pwm经电容隔直升压后控制的,如果MCU跑飞的话,继电器会因驱动失电而断开。

jixin001 回复

@39352a 厉害!。

LCDS 回复

“GD32杯”第五届立创电子设计大赛【网络人气TOP榜单】更新中,入榜TOP10将获得1000-5000元奖励,详见:https://diy.szlcsc.com/posts/77584d2f66a34eed97ebf5ae488004fb

LCDS 回复

恭喜您的项目在第五届立创电子设计大赛中获得优胜奖!

wang_gg 回复

厉害

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