CN102036445A - 红外感应控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种红外感应控制装置，包括红外信号检测及放大电路、单片机控制电路和脉冲继电器驱动电路。该红外信号检测及放大电路包括一红外感应器及其信号放大电路。该单片机控制电路包括一单片机。该继电器驱动电路包括一脉冲继电器和继电器控制芯片。所述继电器驱动电路与负载串接在交流电源中，红外感应器将检测到的信号经信号放大电路放大后传送至单片机，单片机将控制信号传送至该继电器驱动芯片，通过继电器驱动芯片输出单脉冲信号驱动脉冲继电器的吸合与断开。相对于现有技术，本发明仅需要在脉冲继电器吸合或断开的瞬间施加一正向或反向驱动脉冲，而在导通或断开之后即不需要再维持驱动电流，使得其功耗大大降低，从而可提高负载效率。

Description

红外感应控制装置
技术领域
本发明涉及一种感应控制装置，尤其是涉及一种大功率低功耗二线红外感应控制装置。
背景技术
在照明控制领域，目前多采用三线电路的灯控人体感应器。若采用二线电路的灯控感应器，由于其使用可控硅来控制灯的开关，而可控硅自身的功耗较大，从而限制了负载功率和使用灯具的类型。例如只能用于白炽灯负载而不能用于日光灯、节能灯负载，因为如果使用上述负载的灯具类型，则在关断电源后，负载灯会出现较明显的闪烁或微亮现象，从而极大限制了二线电路的灯控感应器的市场规模。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种大功率而低功耗的红外感应控制装置。
一种红外感应控制装置，包括一红外信号检测及放大电路、一单片机控制电路和一脉冲继电器驱动电路。该红外信号检测及放大电路包括一红外感应器及其信号放大电路。该单片机控制电路包括一单片机。该继电器驱动电路包括一脉冲继电器和继电器控制芯片。所述继电器驱动电路与负载串接在交流电源中，红外感应器将检测到的信号经信号放大电路放大后传送至单片机，单片机将控制信号传送至该继电器驱动芯片，通过继电器驱动芯片输出单脉冲信号驱动脉冲继电器的吸合与断开。
相对于现有技术，本发明仅需要在脉冲继电器吸合或断开的瞬间施加一正向或反向驱动脉冲，而在导通或断开之后即不需要再维持驱动电流，使得其功耗大大降低，从而可提高负载功率。
为了能更清晰的理解本发明，以下将结合附图说明阐述本发明的具体实施方式。
附图说明
图1是本发明红外感应控制装置的结构框图。
图2是本发明红外感应控制装置的电路原理图。
图3是本发明红外感应控制装置的单片机控制电路信号处理流程图。
具体实施方式
请同时参阅图1和图2，图1是本发明红外感应控制装置10的结构框图，图2是图1所示的具体电路原理图。本发明的红外感应控制装置10包括电源降压稳压电路11、交流识别电路12、单片机控制电路13、电池充电电路14、亮度控制电路15、亮灯时间调节电路16、LED指示电路17、红外信号检测及放大电路18以及继电器驱动电路19。继电器驱动电路19与负载电灯20串联在交流电源中；电源降压稳压电路11、交流识别电路12、单片机控制电路13、电池充电电路14、亮度控制电路15、亮灯时间调节电路16、LED指示电路17、红外信号检测及放大电路18混联后与继电器驱动电路19并联。
具体地，电源降压稳压电路11包括降压单元112和稳压单元114。降压单元112具体由若干个串联后再并联的电阻对电源进行分压。稳压单元114包括一稳压芯片115对电压进行稳压处理。
该电池充电电路14包括一可充电电池142、第一电感144、第二电感146和一开关148。可充电电池142与降压单元112串联后与继电器驱动电路19并联。可充电电池142两端分别串接第一电感144和第二电感146后与稳压单元114电连接。开关148与第一电感144串接，当开关148闭合时，可充电电池142放电工作；当开关148断开时，可充电电池142处于非工作状态。该开关148的断开与闭合是由人工控制的，以防止长期不使用红外感应控制装置10时耗尽电池。
交流电源经过电源降压稳压电路11的降压单元112分压后对电池充电电路14的可充电电池142进行充电。充电后的可充电电池142经过第一电感144和第二电感146以及一电容的整流后可提供电压为3.6V的直流电源。3.6V的直流电源再通过降压稳压电路11的稳压单元114后产生电压为3V的稳定直流电，其后分别为单片机控制电路13、亮度控制电路15、亮灯时间调节电路16、LED指示电路17以及红外信号检测及放大电路18提供电压为3V的稳定直流工作电源。
交流识别电路12检测是否接通了交流电流，然后将检测信号传送给单片机控制电路13的单片机132。
亮度控制电路15包括串联的一亮度调节电位器152和一光敏二极管154。通过调节亮度调节电位器152的阻值可调节OLux～300Lux的有效工作环境亮度，通过光敏二极管154感应外界环境亮度，并将环境亮度信号传送至单片机132。
亮灯时间调节电路16具体为一亮灯时间调节电位器，亮灯时间调节电位器将调节信号传送至单片机132，单片机132根据该亮灯时间调节电位器的调整信息可改变负载接通电源的亮灯的时间，当电位器从0欧姆连续调节到最大值时，对应亮灯时间为5秒钟～4分钟。
LED指示电路17包括串联的一电阻和一发光二极管172，由单片机132控制该发光二极管172亮灯或灭灯。具体的，当单片机132进入工作模式时，单片机132输出信号给LED指示电路17以控制发光二极管172闪烁5次；当每次检测到人体移动的红外信号时，单片机132控制发光二极管172闪烁1次。
红外信号检测及放大电路18包括红外感应器182，红外感应器182将检测到的信号通过第一信号放大器184和第二信号放大器186及其放大电路放大后，传送至单片机132。红外信号检测及放大电路18的供电电压Vcc由单片机132提供，以便当环境光亮度高于设定值时单片机132控制关断该红外信号检测及放大电路18供电，降低功耗。
继电器驱动电路19具体包括一脉冲继电器192和一继电器驱动芯片194。单片机132将控制信号传送至该继电器驱动芯片194，然后通过继电器驱动芯片194驱动脉冲继电器192的闭合与断开。具体的，继电器驱动芯片194将单片机132输出的单脉冲信号放大以便驱动该脉冲继电器192的吸合或断开。在该脉冲继电器192导通或断开后就不需要驱动电流控制该脉冲继电器192持续工作。
请参阅图3，是图1所示的单片机控制电路13信号处理流程图。该单片机控制电路13的信号处理步骤具体如下：
S1：首先进行单片机初始化。
S2：检测是否有交流电源。如果无交流电源，则进入休眠模式；如果有交流电源，则进入步骤S3。
S3：读取可充电电池142的电压。
S4：判断可充电电池142的电压是否正常。若可充电电池142的电压不正常，则检测是否负载电灯20是否为亮；若为是，则控制继电器192断开，灭灯；若为否，则返回步骤S2。若可充电电池142的电压正常，则进入步骤S5。
S5：读取光敏感应信号。
S6：判断光敏感应信号是否有效。若光敏信号无效，则进入步骤S12：判断是否亮灯，若无亮灯，则返回步骤S2，若有亮灯，则判断亮灯时间到否，如果亮灯时长已到达规定值，则控制继电器192断开，灯灭，如果亮灯时间未到达规定值，则返回步骤S2。若光敏信号有效，则进入步骤S7。
S7：读取红外感应信号。
S8：判断红外感应信号是否有效。若红外感应信号无效，则进入步骤S12：判断是否亮灯，若无亮灯，则返回步骤S2，若有亮灯，则判断亮灯时间到否，如果亮灯时长已到达规定值，则控制继电器192断开，灭灯，如果亮灯时间未到达规定值，则返回步骤S2。若红外感应信号有效，则进入步骤S9。
S9：判断亮灯否。若有亮灯，则进入步骤S11；若没有亮灯，则进入步骤S10。
S10：控制继电器192吸合，亮灯。
S11：复位亮灯计时器，之后返回步骤S2。
单片机132与交流识别电路12的接口N具体为IO接口，其被设置成电平中断唤醒模式，当该接口N为低电平时，该单片机132处于休眠模式，当该接口N为高电平时，该单片机132从休眠模式中唤醒，进入工作模式。当单片机132从休眠模式中被唤醒进入工作模式时，单片机132同时输出信号给LED指示电路17，控制发光二极管172闪烁5次。
红外感应器182产生红外信号通过信号放大电路放大后传输给单片机132，单片机132通过综合分析各电路的信号后，发出控制信号至继电器驱动芯片194，然后通过继电器驱动芯片194产生大电流单脉冲信号驱动脉冲继电器192的闭合与断开。
当脉冲继电器192断开时，交流电源对可充电电池142进行充电。当脉冲继电器192闭合接通时，负载电灯20点亮，而与继电器驱动电路19并联的其他电路的供电自动转到由可充电电池142供电，并通过电池电压监测装置21监测可充电电池142的电压。其中，该电池电压监测装置21包括两个电阻，其串接在由可充电电池142经过第一电感144和第二电感146以及一电容的整流后提供电压为3.6V的直流电源与零线之间，单片机132的引脚D串接在两电阻之间。当可充电电池142的电压低于规定值时，单片机132发出信号控制继电器驱动电路19切断脉冲继电器192，通过交流电源对充电电池充电至少4分钟，直到可充电电池142的电压被监测恢复到规定值以上。
红外信号检测及放大电路18为低功耗放大电路，在白天时，由单片机132控制自动关闭第一放大器184和第二放大器186的电源，在晚上则启动放大电路正常工作。
相对于现有技术，本发明采用单片机控制脉冲继电器的吸合和断开来控制负载电灯的开关，仅需要在脉冲继电器吸合或断开的瞬间施加一正向或反向驱动脉冲，而在导通或断开之后即不需要再维持驱动电流，使得其功耗大大降低，从而可提高负载效率。此外，通过将充电电池与继电器驱动电路并联，由于采用极低功耗电路，在继电器断开后交流电源只有微弱的充电电流对电池充电，从而避免了负载闪烁或微亮的现象。
本发明并不局限于上述实施方式，如果对本发明的各种改动或变形不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变形属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变形。

Claims (6)

1.一种红外感应控制装置，其特征在于：包括
一红外信号检测及放大电路，包括一红外感应器及其信号放大电路；
一单片机控制电路，包括一单片机；以及
一继电器驱动电路，包括一脉冲继电器和继电器控制芯片；
所述继电器驱动电路与负载串接在交流电源中，红外感应器将检测到的信号经信号放大电路放大后传送至单片机，单片机将控制信号传送至该继电器驱动芯片，通过继电器驱动芯片输出单脉冲信号驱动脉冲继电器的吸合与断开。
2.如权利要求1所述的红外感应控制装置，其特征在于：还包括一电源降压稳压电路和一电池充电电路，所述电池充电电路与继电器驱动电路并联，交流电源经过电源降压稳压电路的降压后对电池充电电路中的可充电电池充电，可充电电池同时为单片机控制电路提供直流电源。
3.如权利要求2所述的红外感应控制装置，其特征在于：还包括串接在电源降压稳压电路与单片机控制电路之间的一交流识别电路，交流识别电路检测是否接通了交流电源，然后将检测信号传送给单片机。
4.如权利要求3所述的红外感应控制装置，其特征在于：还包括由串联的一亮度调节电位器和一光敏二极管组成的亮度控制电路，光敏二极管感应外界环境亮度，并将环境亮度信号传送至单片机。
5.如权利要求3所述的红外感应控制装置，其特征在于：还包括一与单片机相连接的亮灯时间调节电路，用以调节负载接通电源的时间。
6.如权利要求3所述的红外感应控制装置，其特征在于：还包括由一电阻和一发光二极管组成的LED指示电路，单片机控制该发光二极管亮灯或灭灯以指示单片机的工作状态。
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