專利名稱：智能控制開關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種智能型電燈控制開關(guān)。
目前，在一些公共場所，不分白晝，也不論有人無人，經(jīng)常是燈火通明，白白浪費(fèi)了很多電能。使用普通控制開關(guān)又根本無法解決這一問題?，F(xiàn)在雖然提出一些技術(shù)解決方案，但這些方案或因性價(jià)比低，難以在日常生活領(lǐng)域中普及應(yīng)用；或因受功能、環(huán)境限制，很難起到人在燈亮，人走燈滅的智能開關(guān)作用。
本實(shí)用新型的目的旨在克服現(xiàn)有技術(shù)之不足，而提供一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低、使用性能好、節(jié)約電能、適用于公共場所的智能開關(guān)。
本實(shí)用新型包括直流電源電路、紅外發(fā)射是路，它的紅外線雙通道接收電路與邏輯方向鑒別電路串聯(lián)后與亮度檢測電路并聯(lián)，再與開關(guān)邏輯控制電路，無觸點(diǎn)開關(guān)串聯(lián)。
本實(shí)用新型的紅外線雙通道接收電路，由IC2、IC3、電阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R9、電容C3、C4、C5、C6、C7、C8、紅外線接收管PHD1、PHD2聯(lián)接組成。
本實(shí)用新型的邏輯方向鑒別電路由IC41、IC42、與非門IC51、IC52、IC53、IC54、電阻R8、R10、R11、R12、R13、R14、電容C9、C10、C11、C12、C13、C14聯(lián)接組成。
本實(shí)用新型的亮度檢測電路由IC44、電阻R19、R20、W2和D12、光敏電阻R0聯(lián)接組成。
本實(shí)用新型的邏輯控制電路由IC43、IC6、R15、R16、R17、R18、D5、D6、D7、D8、D9、R21聯(lián)接組成。
本實(shí)用新型的無觸點(diǎn)開關(guān)由BG2、CT、R22、C15、D11聯(lián)接組成。
本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡單、安裝使用方便、節(jié)約電能、使用性能好等特點(diǎn)。


圖1方本實(shí)用新型電路框圖。
圖2為本實(shí)用新型電子電路圖。
圖3為本實(shí)用新型邏輯方向鑒別電路工作波形圖。
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步描述
本實(shí)用新型如圖1所示，包括紅外發(fā)射電路、紅外線雙通道接收電路、邏輯方向鑒別電路、亮度檢測電路、開關(guān)邏輯控制電路、無觸點(diǎn)開關(guān)及電源組成。具體工作原理如圖2、圖3所示。
1、紅外線發(fā)射電路為了保證紅外發(fā)射有足夠的功率并延長發(fā)射管工作壽命，發(fā)射電路采用脈沖工作方式，圖中IC7為雙時(shí)基電路，IC71、IC72均接成多諧振蕩器。IC71產(chǎn)生1.5KHZ、占空比1∶3的振蕩脈沖，由Q端輸出。該脈沖調(diào)制IC72產(chǎn)生的40KHZ載波信號(hào)，經(jīng)BG1放大推動(dòng)DIR發(fā)射紅外線。調(diào)節(jié)W1可調(diào)節(jié)紅外線發(fā)射強(qiáng)度。LED為工作指示發(fā)光管。
2、紅外線雙通道接收電路由IC2、IC3等電子元件組成雙通道紅外線接收電路，用來接收、解調(diào)、放大被人體反射的紅外線信號(hào)。IC2、IC3外圍電路完全相同，其工作頻率與發(fā)射電路載波頻率一致，當(dāng)PHD1、PHD2無紅外信號(hào)照射時(shí)，IC2、IC3的第7腳均輸出高電平。當(dāng)PHD1或PHD2接收到紅外線信號(hào)時(shí)，相應(yīng)的IC2或IC3第7腳輸出1.5KHZ脈沖信號(hào)。
3、邏輯方向鑒別電路
IC41、IC42為電壓比較器。當(dāng)PHD1、PHD2無紅外線照射時(shí)，IC2、IC3均輸出高電平，使IC41、IC42負(fù)輸入端電位均高于正輸入端參考電位，兩比較器都輸出低電平。此時(shí)由于R11、R12接地，c、d點(diǎn)均呈低電平。當(dāng)PHD1接收到紅外線信號(hào)時(shí)，IC2輸出的1.5KHZ脈沖信號(hào)由IC41反向輸出，經(jīng)D3、C11積分電路，使C點(diǎn)電位升高變成高電平。同樣，當(dāng)PHD2接收到紅外線信號(hào)時(shí)d點(diǎn)電位也升高成高電平。
IC51-IC54系方向鑒別電路，其工作波型詳見附圖3，假定人體按附圖2所示箭頭方向通過傳感器，此時(shí)人體通過傳感器的過程可分解為5步。第一步人體尚未接近傳感器，PHD1、PHD2均無紅外線信號(hào)照射，c、d點(diǎn)電位均呈低電平；第二步人體首先靠近PHD2，使PHD2首先接收到被人體反射的紅外線信號(hào)。此時(shí)d點(diǎn)電位變?yōu)楦唠娖?，c點(diǎn)則仍保持低電平；第三步人體行進(jìn)至傳感器正前方，使PHD2、PHD1都接收到紅外線信號(hào)，此時(shí)d點(diǎn)仍保持高電平，c點(diǎn)則由低電平變?yōu)楦唠娖?；第四步人體首先離開PHD2，PHD2接收不到紅外信號(hào)，但PHD1仍能收到紅外信號(hào)。此時(shí)d點(diǎn)電位變?yōu)榈碗娖?，c點(diǎn)電位仍保持高電平；第五步人體已通過傳感器，PHD1、PHD2均收不到紅外信號(hào)，d點(diǎn)電位變?yōu)榈碗娖?，c點(diǎn)電位由高電平變?yōu)榈碗娖健母綀D3中看出，人體運(yùn)動(dòng)方向?yàn)镻HD1→PHD2時(shí)，i點(diǎn)(IC53輸出端)輸出一負(fù)脈沖；當(dāng)運(yùn)動(dòng)方向?yàn)镻HD2→PHD1時(shí)，j點(diǎn)(IC54輸出端)輸出一負(fù)脈沖。
4、亮度信號(hào)檢測R0為光敏元件，IC44為亮度閥值比較器。當(dāng)室內(nèi)亮度小時(shí)R0值變大，使IC44正輸入端電位高于負(fù)輸入端電位，IC44輸出高電平。反之室內(nèi)亮度大時(shí)IC44輸出低電平。
5、開關(guān)邏輯控制電路該電路包括加減計(jì)數(shù)電路和邏輯運(yùn)算電路兩部分。
IC43和IC6構(gòu)成加、減計(jì)數(shù)電路，計(jì)數(shù)狀態(tài)信息由IC6的Q0端輸出至邏輯運(yùn)算電路，由于i，j點(diǎn)平時(shí)為高電平，使IC43輸出端保持為低電平。此時(shí)IC6處于減法計(jì)數(shù)狀態(tài)。當(dāng)IC54輸出負(fù)脈沖時(shí)，此信號(hào)經(jīng)D5加至IC6的CP端作為計(jì)數(shù)脈沖，同時(shí)由于D6載止，IC43輸出狀態(tài)不變，IC6作減法計(jì)數(shù)。當(dāng)IC53輸出負(fù)脈沖時(shí)，此信號(hào)一方面經(jīng)過D6加至IC6的CP端作為計(jì)數(shù)脈沖，另一方面經(jīng)D1使IC43輸出高電平，IC6變成加法計(jì)數(shù)狀態(tài)，作加法計(jì)數(shù)。脈沖過后IC43又輸出低電平，使IC6處于減法計(jì)數(shù)狀態(tài)。IC6處于減法計(jì)數(shù)狀態(tài)時(shí)，其Q0端僅當(dāng)計(jì)數(shù)值為零時(shí)呈低電平，否則輸出高電平。即當(dāng)人體通過傳感器進(jìn)入室內(nèi)時(shí)，計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)值為進(jìn)入室內(nèi)的人員數(shù)，此時(shí)Q0端為高電平，當(dāng)人員全部走出時(shí)計(jì)數(shù)值為零，Q0端輸出低電平。
由D8、D9、R21構(gòu)成邏輯“與”運(yùn)算電路，K、L為輸入端，M為輸出端。僅當(dāng)K、L同時(shí)為高電平時(shí)，M端才會(huì)變成高電平。即同時(shí)滿足室內(nèi)有人(此時(shí)IC6的Q0端為高電平)、室內(nèi)亮度小(IC44輸出高電平)這兩個(gè)條件時(shí)，M端才會(huì)變成高電平。
6、無觸點(diǎn)開關(guān)無觸點(diǎn)開關(guān)由BG2、CT構(gòu)成。當(dāng)邏輯運(yùn)算輸出端M為高電平時(shí)，BG2導(dǎo)通，觸發(fā)可控硅CT導(dǎo)電，照明燈得電。D10的作用是一旦BG2導(dǎo)通，不論R0阻值怎樣變化，使IC44輸出端始終保持高電平，避免照明燈閃爍。
7、電源電路220V市電經(jīng)變壓器變壓、整流后，由IC1穩(wěn)壓得到+5V電源。
附圖2是實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的基本電路，其中元器件或單元電路是可以用功能相近的其它元件或電路來代替的。如紅外發(fā)射電路可由具有相同功能的與非門電路來取代；也可以取消脈沖電路而只采用簡單的40KHZ振蕩器電路，只是紅外線發(fā)射功率要變小，傳感距離縮短而已。計(jì)數(shù)電路也可直接采用雙時(shí)鐘加、減計(jì)數(shù)器如CD40192等。電路中的CT可用普通繼電器代換，也可用固體繼電器代換。IC2、IC3可用KA2184取代。
總之，實(shí)現(xiàn)同一功能的電路形式是靈活的，具有多樣性。
本實(shí)用新型采用紅外線反射式傳感器，即紅外發(fā)射和接收管一體化安裝。其傳感距離可達(dá)80cm。若在接收管前安裝聚焦透鏡，傳感距離可達(dá)1.5cm以上。在要求傳感距離更大的場合，可以采用阻斷光路式紅外線傳感器，即發(fā)射管和接收管相對安裝于人行通道兩側(cè)形成光路。但此時(shí)，需將附圖2電路中IC41、IC42的正、負(fù)輸入端分別對換。
概而言之，本實(shí)用新型具有以下幾種功能1、邏輯方向鑒別功能。當(dāng)開關(guān)處于“閉態(tài)”時(shí)，人體無論按哪一方向通過傳感器，開關(guān)都動(dòng)作成“開態(tài)”不防把開關(guān)由“閉態(tài)”轉(zhuǎn)為“開態(tài)”時(shí)的人體運(yùn)動(dòng)方向稱為邏輯正向，其反方向稱為邏輯負(fù)向，僅當(dāng)人體按邏輯負(fù)向通過傳感器時(shí)開關(guān)才有可能由“開”態(tài)轉(zhuǎn)為“閉”態(tài)。2、開關(guān)邏輯控制功能。當(dāng)人體按邏輯正向通過時(shí)，開關(guān)處于“開”態(tài)，同時(shí)控制器作加法(或減法)計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)值為通過傳感器的人數(shù)；當(dāng)人體按邏輯負(fù)向通過傳感器時(shí)，控制器作減法(或加法)計(jì)數(shù)，僅當(dāng)計(jì)數(shù)值為零時(shí)，開關(guān)才有可能由“開”態(tài)轉(zhuǎn)為“閉”態(tài)。3、亮度檢測控制功能。當(dāng)室內(nèi)高度大于設(shè)定閥值時(shí)，不論是否有人通過傳感器，開關(guān)都不動(dòng)作，僅當(dāng)室內(nèi)亮度大于設(shè)定值時(shí)，開關(guān)才根據(jù)是否有人通過傳感器及往返人數(shù)而動(dòng)作。
權(quán)利要求1.一種智能控制開關(guān)，包括直流電源電路、紅外發(fā)射電路，其特征在于紅外線雙通道接收電路與邏輯方向鑒別電路串聯(lián)后與亮度檢測電路并聯(lián)，再與開關(guān)邏輯控制電路、無觸點(diǎn)開關(guān)串聯(lián)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1，所述的智能控制開關(guān)其特征在于紅外線雙通道接收電路，由IC2、IC3、電阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R9、電容C3、C4、C5、C6、C7、C8、紅外線接收管PHD1、PHD2聯(lián)接組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1，所述的智能控制開關(guān)其特征在于邏輯方向鑒別電路由IC41、IC42、與非門IC51、IC52、IC53、IC54、電阻R8、R10、R11、R12、R13、R14、電容C9、C10、C11、C12、C13、C14聯(lián)接組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1，所述的智控制開關(guān)其特征在于亮度檢測電路由IC44、電阻R19、R20、W2和D12、光敏電阻R0聯(lián)接組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1，所述的智能控制開關(guān)，其特征在于邏輯控制電路由IC43、IC6、R15、R16、R17、R18、D5、D6、D7、D8、D9、R21聯(lián)接組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1，所述的智能開關(guān)，其特征在于無觸點(diǎn)開關(guān)由BG2、CT、R22、C15、D11聯(lián)接組成。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種智能控制開關(guān)，它包括直流電源和紅外線發(fā)射等電路。它的紅外線雙通道接收電路與邏輯方向鑒別電路串聯(lián)后與亮度檢測電路并聯(lián)，再與開關(guān)邏輯控制電路、無觸點(diǎn)開關(guān)電路串聯(lián)。本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡單、安裝使用方便、節(jié)約電能、使用性能好等特點(diǎn)，特別適于公共場所使用。
文檔編號(hào)H05B37/02GK2217291SQ9420578
公開日1996年1月10日 申請日期1994年3月28日 優(yōu)先權(quán)日1994年3月28日
發(fā)明者全桂光 申請人:全桂光