防触电消防安全指示灯设计及智能检测系统.pdf
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1、 防触电消防安全指示灯设计及智能检测系统丁思远(合肥市第八中学,合肥 230071)收稿日期:2023-04-15作者简介:丁思远(2005-),男,主要从事机械电子设计与智能控制研究。摘要:针对公众场所中消防指示灯损坏后存在易触电的风险且得不到及时维修的问题,利用无线充电技术和物联网技术,设计了一种防触电消防安全指示灯。这种消防指示灯利用非接触无线充电原理工作,不再有高压接入,能彻底消除触电隐患。同时,在每个指示灯内部加入无线网络模块,智能检测指示灯的工作状态,当发生故障时,能在第一时间通过手机或电脑显示设备故障,以便管理人员及时维修更换。关键词:消防指示灯;防触电;无线充电;智能检测Fir
2、e Safety Indicator Light Design and Intelligent Detection SystemBased on Electric Shock PreventionDing Siyuan(Hefei No.8 Middle School,Hefei 230071,P.R.China)Abstract:Aiming at the risk of electric shock after fire indicator light is damaged in public places and cannot be repaired in time,an anti-el
3、ectric shock fire safety indicator light is designed by using wireless charging technology and Internet of Things technology.This fire indicator uses the principle of non-contact wireless charging,the indicator no longer has high voltage access,so it can completely eliminate the potential electric s
4、hock.At the same time,by adding a wireless network module inside each indicator,the working state of the indicator is detected intelligently.When a fault occurs,it can show which device is faulty through the mobile phone or computer for the first time,so that the management personnel can repair and
5、replace it in time.Keywords:fire indicator light;electric-shock safeguard;wireless charging;intelligent detection1问题的提出消防安全指示灯是公共场所应急照明的一种安全保障,用于指示安全出口和逃生通道的方向。目前,市场上的消防指示灯是 220 V 交流电的充电指示灯。消防指示灯内部电路没有安全的变压器隔离,电路板常处于高压工作状态,易造成高压触电事故。消防指示灯通常安装在公众场所,损坏率高,设备破损或电线破皮或金属外壳带电容易造成触电。电路采用了SincereTek(芯荃微)公司的
6、QW2882 应急灯专用驱动芯片,将停电检测、直流充电与保护、LED 升压驱动等功能集成于一个芯片上并支持市电直接供电。应急指示灯的电路工作原理是:指示灯直接接220 V 交流电,经过整流电路输出约 300 V 左右的直流电压供系统使用。平时,芯片内部设计的恒流充电电路对锂电池 B 进行充电,芯片的 EN 端关断,LED灯不亮,但当 220 V 交流电压消失时,芯片检测到市932023 年 6 月 灯与照明 第 47 卷第 2 期电断电,立即启动内部电池供电系统,让之前充电的电池驱动 EN 端和限流电阻 R 对放光二极管 LED 放电,点亮应急指示灯。虽然,这种专用的应急指示灯电路方案简单廉价
7、,但明显存在两个问题:1)应急指示灯的电源取自交流 220 V,内部没有经过隔离直接供后级使用,存在直流高压,如果应急灯金属外壳不慎与内部电线或电路板接触,很可能造成机壳带高压电,会造成人员触电风险;2)电路缺少必要的自检和报警功能,当电池失效或电路损坏时,维护人员不易发现该设备不能正常使用,一旦出现突然停电等紧急情况,应急灯很可能出现“失明”现象。虽然市面上有些应急指示灯带有检查按键,但需手动判断,加上指示灯并非日常使用,检查的有效性也明显不足。2系统设计方案鉴于以上分析,设计基于 iBeacon 的无线充电消防安全指示灯。消防安全指示灯供电采用无线充电模式,即在指示灯固定位置的墙面安装无线
8、充电模块和充电线圈,而在消防安全指示灯壳背面相对位置安装无线充电接收线圈和模块,当消防安全指示灯安装在所在位置时,无线充电系统工作,通过非接触方式给指示灯供电,同时对灯内电池充电。如果市电断电,无线充电器输入电压为零,接受端电压也为零,消防安全指示灯内部检测电路依靠电池驱动,开启应急照明。由于无线充电接收器输出的电压在512 V 之间,上述设计完全避免了安全指示灯内部的高压问题,杜绝了高压触电风险。同时,由于消防指示灯采用非接触供电,整体独立固定在墙面上,维修更换也更加方便。无线充电发射器是无线充电的重要组成部件,该部件输入:5V-2A,输出:5V-1A;充电功率:10 W;传输距离:28 m
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