CN101729053A

CN101729053A - 微波感应开关

Info

Publication number: CN101729053A
Application number: CN200810216810A
Authority: CN
Inventors: 武光杰
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-10-15
Filing date: 2008-10-15
Publication date: 2010-06-09

Abstract

一种利用微波移动传感器来检测人体移动的微波感应开关，由开关电源电路、稳压电路、微波移动传感器，信号放大电路、单片机控制和继电器输出等电路组成。使用110V或220V交流电源，也可以使用6-20V直流电源工作。采用标准型86*86mm电源底盒，方便安装和代换其它开关。微波移动传感器工作频率10-12Ghz，其特点是：性能可靠，功耗低，安装方便，使用交直流电源，电压范围宽。可用于安防，电器，楼道节电照明，地下停车场自动感应节电照明，室内外设备感应控制等领域。

Description

微波感应开关

技术领域

本发明涉及微波移动传感器应用技术，尤其涉及微波感应开关。

背景技术

目前，人体自动感应开关主要以热释电(PIR)传感器为主，主要用于楼道节电照明和室内安防等。由于热释电传感器对空气环境温度变化敏感，空气流动对传感器的影响也很大，因此热释电传感器类的感应产品主要用于室内，如果用于室外，则误动作几率很高，甚至不能正常工作，使人体感应开关的使用受到局限。微波移动传感器则是一种利用多普勒原理来检测人体移动的传感器，传感器本身产生一个固定频率的信号，由发射天线向外发射信号，当有人体在探测范围内移动时，接受天线会收到一个与发射频率存在频差的信号，此信号与发射信号经过混频检波后，产生一个低频的多普勒信号，通过对多普勒信号的分析处理，实现人体自动感应的目的。微波移动传感器属于微波信号发射机和接收机，空气环境温度和气流流动变化对它产生影响极小，微波移动传感器的信号频率在Ku波段，频率较高，外界频率对其干扰也很小，因此目前用微波移动传感器来检测人体移动，是提高产品可靠性的方法之一，本发明微波感应开关采用微波移动传感器设计，可以满足人体室内外感应的要求，使感应开关的性能得到了很大的提高。

发明内容

本发明提供一种以微波移动传感器设计的微波感应开关，该开关采用标准86型底盒设计，可使用交流或直流电源，电路部分包括：电源输入和继电器输出，开关电源，稳压电源，微波移动传感器，感应信号放大器，感应距离调整，光敏电阻调整，感应信号可重复触发时间调整，A/D单片机等，该微波感应开关可以完全代替人体红外线感应开关和普通机械式开关，广泛用于室内外节能、节电和人体自动感应控制等。

为达到上述发明目的，本发明提出以下的技术方案：

一种微波感应开关，其特征在于：该感应开关由微波移动传感器和信放大处理两块电路板组成，两块电路板装在53mm*48mm*26mm的塑料盒内，通过凹凸卡扣，卡锁在标准86mm*86mm开关面板上，并处于开关面板的正中心位置。微波移动传感器的信号放大处理电路板，上面元器件设置有：低功耗稳压器，微波移动传感器电源和信号连接定位直针，开关电源，交流或直流电源输入端子，感应距离调整，CDS光敏电阻，感应信号可重复触发时间调整，A/D单片机，输出继电器，微波移动传感器信号放大IC，继电器输出端子等电子元器件。

优选地，所述的电路板还设有交流或直流电源输入端子和继电器输出端子位于电路板正下方。

优选地，所述的电路板还设有感应距离调整电阻RL和可重复触发时间调整电阻RT位于电路板正上方，且中间有光敏电阻CDS。

优选地，所述的电路板还设有微波移动传感器由定位直针锡焊连接固定，在电路板的中心位置并处于电路板另一面。

从以上技术方案可以看出，本发明将开关电源，低功耗稳压器，微波移动传感器，开关电源，交流或直流电源输入端子，感应距离调整，CDS光敏电阻，感应信号可重复触发时间调整，A/D单片机，输出继电器，微波移动传感器信号放大IC，继电器输出端子等电子元器件设计成电路板，装在标准型86*86mm开关面板上，组成微波感应开关，可使用交流或直流电源工作，可代替其他感应类开关和普通机械开关，互换性强，使用简单方便，可广泛由于室内外节电设备，感应门，工业电器或设备自动化控制等领域。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明微波感应开关的基本框图。

图2为本发明微波感应开关的电原理图。

图3为本发明微波感应开关电路板的外形结构和元器件位置图。

图3为本发明微波感应开关电路板的外形结构和元器件位置图说明：

图中：电路板外形尺寸50mm*45mm(1)，上面元器件设置有：低功耗稳压器(2)，微波移动传感器电源和信号连接定位直针(3)开关电源(4)，交流或直流电源输入端子(5)，感应距离调整(6)，CDS光敏电阻(7)，可重复触发时间调整(8)，A/D单片机(9)，输出继电器(10)，微波移动传感器信号放大IC(11)，继电器输出端子(12)等电子元器件。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明的技术方案进行描述。

如图1-图3所示：

微波感应开关的工作原理：

使用交流电源时，由电源输入端子A、B输入交流110/220V电压，经过开关电源，整流稳压后产生6V的直流电源，输入到低功耗稳压器；使用直流电源时，由电源输入端子A、B输入直流6-24V的电源，到低功耗稳压器，由低功耗稳压器HT7550输出5V的直流电压供微波感应开关电路工作。微波移动传感器M由单片机HT46R47驱动Q1控制，定时、定向发射微波信号，在设定的感应距离内有人移动，微波移动传感器M感应到移动信号，此信号经过由LM358组成的两级运算放大器放大后，输入到单片机HT46R47的8脚，经过单片机分析处理后，4脚输出5V高电平信号，由Q3控制输出继电器吸合，通过C、D端子带动负载工作。调整RL电阻，可改变微波感应开关的感应距离，使感应距离在0.3-8米内可调。调整RT电阻，可改变感应信号可重复触发延时时间，使继电器输出延时时间在3-300秒内可调。接光敏电阻CDS，可控制微波感应开关白天不工作，只有夜晚或光线很暗的环境下工作。

1感应信号产生和信号放大实施：

单片机HT46R47产生频率0.5K占空比为3％的负脉冲方波，控制Q1导通，提供电源给微波移动传感器M，同时产生频率0.5K占空比为1％的正脉冲方波，控制Q2导通，将微波移动传感器M探测的信号输入到后面的运放电路中，由LM358和外围的R，C元件组成信号放大电路。

微波移动传感器M在单片机HT46R47控制下，定时定向发射10-12Ghz的微波信号，在设定的探测距离内，没有人体移动，Q2导通时只有微弱的噪声信号耦合到后面的放大电路中，放大后的信号变化幅度很小，经过单片机A/D转换后，分析探测范围内没有移动的人体。在设定的探测距离内，当感应到人体移动，微波移动传感器M输出的信号在Q2导后，经过C6滤波后，由C7和R3耦合到LM358第一级运放的3脚进行信号放大。放大信号由1脚输出，经过C12，R10耦合到第二级运放的6脚，进行第二级信号放大后，由IC 7脚输出到单片机HT46R47的8脚，信号经过单片机A/D转换后分析处理，由继电器输出控制信号。

2单片机工作和继电器输出控制实施：

HT46R47是工业级单片机，具有4通道A/D转换和9位精确度。本发明使用RC振荡，由HT46R47的13脚R17和C18完成，振荡频率8Mhz。12脚是5V电源正极，9脚电源负极。11脚是单片机复位脚，接R16和C17用于单片机上电复位。

微波移动传感器M的感应信号经过LM358两级放大器放大后，输入到单片机8脚，进行A/D转换，单片机还根据可调电阻RL设定的感应距离和可调电阻RT设定的感应信号可重复触发时间，以及外接的CDS光敏电阻的感光度，综合分析后，确定是否输出控制信号。单片机4脚为5V高电平控制信号输出口，信号由R18输入到Q3基极，由Q3驱动继电器输出，带动负载。

3感应距离调整实施：

单片机HT46R47的6脚接有1M可调电阻RL，调整RL，使其电阻值在1-1M欧姆之间变化，此电阻值经单片机A/D转换后，控制微波感应开关的感应距离在0.3-8米内可调。

4感应信号可重复触发时间调整实施：

单片机HT46R47的7脚接有1M可调电阻RT，调整RT，使其电阻值在1-1M欧姆之间变化，此电阻值经单片机A/D转换后，控制微波感应开关的继电器输出延时时间在3-300秒内可调。

5光敏电阻CDS调整实施：

单片机HT46R47的5脚接有CDS光敏电阻，白天和黑夜的光线变化，使其变化阻值在200K-2M欧姆之间，此电阻值经单片机A/D转换后，可控制微波感应开关在白天或光线明亮的环境下不工作，只有在夜晚或光线很暗的环境下工作，从而达到节约电能的目的，断开接点J3，使开关白天和黑夜都工作。

如图3所示，本发明实施例中各元器件的位置分布为：

交流或直流电源输入端子5和继电器输出端子12位于电路板正下方。

感应距离调整6和可重复触发时间调整8位于电路板正上方，两个元器件中间有CDS光敏电阻7。

低功耗稳压器2，位于电路板左上角。

开关电源4，位于电路板左边中心偏下位置。

输出继电器10，位于电路板正中心偏下位置，并且右边有微波移动传感器信号放大IC(11)，右上角有A/D单片机(9)。

微波移动传感器由定位直针3锡焊连接固定，在电路板的中心位置并处于电路板另一面。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种微波感应开关，其特征在于：该感应开关由微波移动传感器和信放大处理两块电路板组成，两块电路板装在53mm*48mm*26mm的塑料盒内，通过凹凸卡扣，卡锁在标准86mm*86mm开关面板上，并处于开关面板的正中心位置；微波移动传感器的信号放大处理电路板的外形尺寸50mm*45mm(1)，上面元器件设置有：低功耗稳压器(2)，微波移动传感器电源和信号连接定位直针(3)，开关电源(4)，交流或直流电源输入端子(5)，感应距离调整(6)，CDS光敏电阻(7)，感应信号可重复触发时间调整(8)，A/D单片机(9)，输出继电器(10)，微波移动传感器信号放大IC(11)，继电器输出端子(12)等电子元器件；使用交流电源时，由电源输入端子A、B输入交流110/220V电压，经过开关电源(4)整流稳压后产生6V的直流电源，输入到低功耗稳压器(2)；使用直流电源时，由电源输入端子A、B输入直流6-24V的电源，到低功耗稳压器(2)，由低功耗稳压器HT7550输出5V的直流电压供微波感应开关电路工作；微波移动传感器M由A/D单片机(9)控制，定时、定向发射微波信号，在设定的感应距离内有人移动，微波移动传感器M感应到移动信号，此信号经过由LM358组成的两级运算放大器放大后，输入到单片机HT46R47的8脚，经过单片机分析处理后，4脚输出5V高电平信号，由Q3控制输出继电器(10)吸合，通过C、D端子带动负载工作；调整RL电阻，可改变微波感应开关的感应距离，使感应距离在0.3-8米内可调；调整RT电阻，可改变感应信号可重复触发延时时间；使继电器输出延时时间在3-300秒内可调；接光敏电阻CDS，可控制微波感应开关白天不工作，只有夜晚或光线很暗的环境下工作。

2.根据权利要求1所述的微波感应开关，其特征在于：该微波感应开关交流或直流电源输入端子(5)和继电器输出端子(12)位于电路板正下方；感应距离调整(6)和可重复触发时间调整(8)位于电路板正上方，并且这两个元器件中间有CDS光敏电阻(7)；低功耗稳压器(2)，位于电路板左上角；开关电源(4)，位于电路板左边中心偏下位置；输出继电器(10)，位于电路板正中心偏下位置，并且右边有微波移动传感器信号放大IC(11)，右上角有A/D单片机(9)；微波移动传感器由定位直针(3)锡焊连接固定，在电路板的中心位置并处于电路板另一面。