CN106934962B - 门铃装置及用于门铃装置的控制方法 - Google Patents

Abstract

一种门铃装置，具有第一电源输入端以及第二电源输入端，门铃装置用以耦接响铃装置。门铃装置包括电流感测电路、开关电路、以及处理电路。电流感测电路耦接第一电源输入端，根据流经电流感测电路的电流产生感测电压。开关电路耦接于电流感测电路与第二电源输入端之间，开关电路响应于控制信号改变导通状态。处理电路提供控制信号，并根据感测电压决定响铃装置的类型。

Description

门铃装置及用于门铃装置的控制方法

技术领域

本发明是有关于一种门铃装置以及用于门铃装置的控制方法，特别是关于一种能够判断响铃装置类型的门铃装置。

背景技术

门铃装置为家家户户于门口普遍所设置的装置，当客人来访时，可以按压设于室外的门铃装置，使得设置于室内的响铃装置发出声响。而目前常见的响铃装置具有多种不同类型，例如有些可藉由金属撞击发出声响，有些可藉由扬声器播放音乐旋律。因应不同类型的响铃装置，于安装门铃装置时常需通过手动方式作对应的设定及调整。因此，如何设计能够自动判断响铃装置类型的门铃装置，乃目前业界所致力的课题之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够判断响铃装置类型的门铃装置及控制方法，并且能够应用于具有加热功能或充电功能的门铃装置。

根据本发明的第一方面，提出一种门铃装置，门铃装置具有第一电源输入端以及第二电源输入端，门铃装置用以耦接响铃装置。门铃装置包括电流感测电路、开关电路、以及处理电路。电流感测电路耦接第一电源输入端，根据流经电流感测电路的电流产生感测电压。开关电路耦接于电流感测电路与第二电源输入端之间，开关电路响应于控制信号改变导通状态。处理电路提供控制信号，并根据感测电压决定响铃装置的类型。

根据本发明的第二方面，提出一种用于门铃装置的控制方法，门铃装置用以耦接响铃装置，门铃装置包括开关电路及电流感测电路，此控制方法包括下列步骤。提供控制信号，以控制开关电路的导通状态，开关电路耦接电流感测电路，电流感测电路根据流经电流感测电路的电流产生感测电压。根据感测电压决定响铃装置的类型。

为了对本发明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：

附图说明

图1绘示门铃装置与响铃装置联机的示意图。

图2绘示依据本发明一实施例的门铃装置示意图。

图3绘示依据本发明一实施例包括整流电路的门铃装置示意图。

图4绘示依据本发明一实施例的整流电路示意图。

图5绘示依据本发明一实施例包括加热电路的门铃装置示意图。

图6绘示依据本发明一实施例的温度感测电路与加热电路示意图。

图7绘示依据本发明一实施例包括充电电路的门铃装置示意图

图8绘示依据本发明一实施例的充电电路的局部示意图。

图9绘示依据本发明一实施例的用于门铃装置的控制方法流程图。

图10绘示依据本发明一实施例的用于门铃装置的控制方法流程图。

图11绘示依据本发明一实施例的调整充电电流的判断流程图。

具体实施方式

图1绘示门铃装置与响铃装置联机的示意图。图1绘示于左半边的代表室外，右半边的代表室内。供应至室内的市电连接到变压器30，市电例如是交流电(AC)100V～240V，经过变压器30转换产生较低电压的交流电信号，例如是AC 8V～36V。变压器30连接响铃装置20以及设置于室外的门铃装置10(门铃装置10内含电池)，当有人按压门铃装置10时，可改变通过响铃装置20的电流或传送特定控制信号至响铃装置20，使得响铃装置20发出声响。图1所绘示的响铃装置20是一种范例的模拟式响铃装置(例如包括金属螺线管)，在其他实施例中，响铃装置20亦可以使用数字式响铃装置(例如包括音乐集成电路及扬声器)。

在安装门铃装置10时，必须先确认响铃装置20属于何种类型，才能够正确设定门铃装置10，例如用户可通过手机应用程序或是网页用户接口设定响铃装置20的类型，以避免门铃装置10让响铃装置20误动作。而欲得知响铃装置20的类型，举例而言，安装人员需实际听到响铃装置20发出的声响，以人为主观方式判断响铃装置20的类型，如此可能会有判断失误的情形发生。况且，响铃装置20的设置处可能与门铃装置10距离很远，使得安装人员难以听到响铃装置20发出的声响。

本发明提出一种门铃装置10，能够自动判断响铃装置20的类型，可使得门铃装置10的安装过程更为容易。以下以多个实施例说明本发明的门铃装置以及使用于门铃装置的控制方法。

图2绘示依据本发明一实施例的门铃装置示意图。门铃装置10具有第一电源输入端V1以及第二电源输入端V2，门铃装置10用以耦接响铃装置20。门铃装置10包括电流感测电路102、开关电路104、以及处理电路106。开关电路104耦接于电流感测电路102与第二电源输入端V2之间，开关电路104响应于控制信号V_C改变导通状态。当要判断响铃装置20的类型时，处理电路106提供控制信号V_C，使开关电路104导通。此时电流感测电路102耦接第一电源输入端V1及V2(开关电路104导通)，电流感测电路102根据流经电流感测电路102的电流I_S产生感测电压V_S。处理电路106根据感测电压V_S决定响铃装置20的类型。

变压器30可连接市电，响铃装置20连接变压器30，门铃装置10的第一电源输入端V1与第二电源输入端V2接收由变压器30提供的电源信号，例如是AC 24V，提供电源至门铃装置10。

电流感测电路102可以使用霍尔效应(Hall Effect)电流传感器、电流传感器集成电路、或其他可依据感测电流输出感测电压的电路。电流感测电路102可感测流经电流感测电路102的电流I_S，而产生对应感测电压V_S，感测电压V_S例如是正相关于电流I_S。

开关电路104可以使用继电器(Relay)或其他的电子开关器件(例如包括晶体管)，开关电路104可响应于控制信号VC，切换导通状态。当开关电路104断开(Off)时，电流感测电路102与第二电源输入端V2之间接近于断路状态，此时的电流IS很小，对应于门铃未被按下的状态。当开关电路104导通(On)时，电流感测电路102与第二电源输入端V2的电流路径被建立，产生较大的电流I_S，对应于门铃被按下的状态。

处理电路106可以是微处理器、微控制器或可执行本发明控制方法的特殊应用集成电路。处理电路106用以提供控制信号V_C，举例而言，当门铃被按下时，处理电路可致能(Enable)控制信号V_C，使得开关电路104导通，而当门铃未被按下时，处理电路可禁能(Disable)控制信号V_C，使得开关电路104断开。

由于不同类型的响铃装置20具有不同的内阻(Internal Resistance)，因此当处理电路106致能控制信号V_C时，流经电流感测电路102的电流I_S会不同，对应产生不同的感测电压V_S，处理电路106可以根据感测电压V_S决定响铃装置20的类型。如此门铃装置10能够自动判断响铃装置20的类型，而简化安装程序，避免门铃装置10让响铃装置20误动作。

图9绘示依据本发明一实施例的用于门铃装置的控制方法流程图，此控制方法例如可由处理电路106所执行，此控制方法包括下列步骤。步骤S110：提供控制信号V_C以控制开关电路104的导通状态。步骤S112：根据电流感测电路102提供的感测电压V_S决定响铃装置的类型。

举例而言，响铃装置20可为模拟式(Analog)或数字式(Digital)。模拟式的响铃装置20例如可包括有缠绕金属线圈的螺线管，当门铃按钮未被按压时，螺线管维持在固定位置，当门铃按钮被按压时，电流流过金属线圈，通过产生的感应磁场使得螺线管移动，进而产生撞击而发出声响。数字式的响铃装置20例如可包括音乐集成电路(Melody IC)及扬声器，可储存多种旋律，可以依据使用者设定而决定欲播放的音乐，当门铃按钮被按压时，门铃装置10可传送对应的控制信号至响铃装置20，使得响铃装置20播放用户选择的音乐。

模拟式响铃装置的内阻值大约为10Ω等级，而数字式响铃装置的内阻值大约为100KΩ等级。不同型号的响铃装置会有不同内阻值，不同制造商所生产的响铃装置亦会有不同内阻值，此处的内阻值仅是示例性说明，而响铃装置内阻的特性为模拟式响铃装置的内阻小于数字式响铃装置的内阻。

若响铃装置20具有较小的内阻，对应产生的电流I_S较大，电流感测电路102会产生较大的感测电压V_S。因此，在一实施例中，当处理电路106判断感测电压V_S小于临界值V_TH1时(代表内阻较大)，处理电路106决定响铃装置20是数字式；当处理电路106判断感测电压V_S大于临界值V_TH1时(代表内阻较小)，处理电路106决定响铃装置20是模拟式。由于变压器30提供的是交流电压，所产生的电流I_S以及感测电压V_S亦是交流信号，处理电路106可以根据感测电压V_S的振幅(Amplitude)或是峰对峰值(Peak-to-peak)，判断感测电压V_S是否小于临界值V_TH1。

在一实施例中，门铃装置10还可包括整流电路108，图3绘示依据本发明一实施例包括整流电路的门铃装置示意图。整流电路108耦接于第一电源输入端V1以及第二电源输入端V2之间，整流电路108提供整流电压V_R，处理电路106可以侦测V_R得知变压器30电压范围或变压器30有无电压转出，侦测期间处理电路106电源可由电池供应。

整流电路108例如可包括桥式整流器(Bridge Rectifier)或其他类型的半波整流器或全波整流器，可用以将第一电源输入端V1以及第二电源输入端V2之间的交流电压，转换为整流电压V_R提供门铃装置10电源。图4绘示依据本发明一实施例的整流电路示意图，此例中整流电路108包括由四个二极管D1～D4组成的桥式整流器，以及多个平行电容C1～C5组成的稳压电路，可产生稳定的整流电压V_R。

处理电路106可根据整流电压V_R，得知目前的电压供应状态以及电压范围，而作出适当调整。在一实施例中，当处理电路106判断整流电压V_R符合预设电压条件时，处理电路106致能控制信号V_C，以控制开关电路104导通。

举例而言，在门铃装置10接上响铃装置20时，处理电路106首先可判断整流电压V_R是否符合预设电压条件，预设电压条件例如是大于一个预设电压值(例如6V)，以确定此时是否有正常供电，若是整流电压V_R不符合预设电压条件(例如小于6V)，则可能此时室内的总电源为关闭状态，或是目前为断电状态，而导致变压器30没有正常提供电压。在处理电路106判断整流电压V_R符合预设电压条件之后，致能控制信号V_C，根据如前所述的方式判断响铃装置20的类型。

由于不同变压器30可能转换出不同的电压范围，会使得流经电流感测电路的电流I_S不同。因此，在一实施例中，处理电路106可以从整流电压V_R得知变压器30产生的电压范围，而根据整流电压V_R设定临界值V_TH1，所设定的临界值V_TH1例如正相关于整流电压V_R。

举例而言，变压器30所提供的电压为AC 16V，处理电路106可根据整流电压V_R设定对应于AC 16V的临界值V_TH1为250mV。当感测电压V_S小于250mV时(例如感测电压V_S的峰对峰值为100mV)，判定为数字式响铃装置，当感测电压V_S大于250mV时(例如感测电压V_S的峰对峰值为350mV)，判定为模拟式响铃装置。

图10绘示依据本发明一实施例的用于门铃装置的控制方法流程图，此控制方法例如可由处理电路106执行，此控制方法包括下列步骤。步骤S100：根据整流电路108提供的整流电压V_R决定控制信号V_C，例如当判断整流电压V_R符合预设电压条件时，致能控制信号V_C以控制开关电路104导通。步骤S102：根据整流电压V_R设定临界值V_TH1，临界值V_TH1相关于整流电压V_R。步骤S110：提供控制信号V_C以控制开关电路104的导通状态。步骤S114：判断感测电压V_S是否大于临界值V_TH1，若是，则步骤S116决定响铃装置20是模拟式，若否，则步骤S118决定响铃装置20是数字式。步骤S114、S116、S118可对应于图9的步骤S112。

图5绘示依据本发明一实施例包括加热电路的门铃装置示意图，门铃装置10还包括温度感测电路112以及加热电路114，温度感测电路112可用以取得感测温度T_S，并且根据感测温度T_S控制加热电路114。例如当感测温度T_S低于一个临界值时，温度感测电路112启动加热电路114。此门铃装置10可适用于气候寒冷的地区，加热电路114可保持门铃装置10操作于适当的温度范围，以确保电子装置的正常运作，并且可带来较佳的使用者体验。举例而言，门铃装置10不会因为气候寒冷，而对电池停止充电。

图5虽使用分开的方块绘示处理电路106、温度感测电路112、加热电路114，以清楚绘示门铃装置的各个功能方块，于实作中，这些方块亦可以整合于同一电路中。举例而言，可使用一种内建有温度传感器的微处理器，即可将处理电路106与温度感测电路112整合于单一电路，处理电路106可直接根据感测温度T_S控制加热电路114。在另一实施例中，温度感测电路112与加热电路114可以整合制作于单一电路中。

在一实施例中，温度感测电路112可以包括负温度系数(Negative TemperatureCoefficient,NTC)热敏电阻(Thermistor)，可随着温度改变电阻值。图6绘示依据本发明一实施例的温度感测电路与加热电路示意图，此例中的加热电路114包括PNP型双载子接面晶体管(Bipolar Junction Transistor,BJT)Q1，被导通的BJT可产生热能，使用BJT作为加热器件可降低生产成本并减少硬件空间。温度感测电路112包括热敏电阻NTC1、电阻R1、电阻R2、比较器A1、以及N型金氧半(NMOS)场效晶体管M1，当环境温度下降，热敏电阻NTC1的电阻值增加，使得比较器A1的负输入端的电压小于正输入端的参考电压Vref1，比较器A1输出高电压导通NMOS晶体管M1，拉低PNP BJT Q1的基极电压而导通PNP BJT Q1，使PNP BJT Q1开始产生热，提高门铃装置10的温度。

若响铃装置20是数字式，响铃装置20的内阻较大，能够提供至门铃装置10的能量较少，因此较不适于启动加热电路114；反之，若响铃装置20是模拟式，响铃装置20的内阻较小，能够提供至门铃装置10的能量较大，适于启动加热电路114。因此在一实施例中，当处理电路106判断响铃装置20是模拟式，且感测温度T_S低于第一临界温度T1(例如5℃)时，处理电路106可控制温度感测电路112启动加热电路114。

在一实施例中，当感测温度T_S高于第二临界温度T2(例如20℃)时，温度感测电路112关闭加热电路114，此时代表门铃装置10的温度已经足够高，因此可停止加热。可参考图6所示范例，随着导通的PNP BJT Q1渐渐提高温度，热敏电阻NTC1的电阻值慢慢下降，使得比较器A1的负输入端的电压变大，当比较器A1负输入端的电压大于正输入端的参考电压Vref1时，比较器A1输出低电压而关闭PNP BJT Q1，使其停止加热。

图7绘示依据本发明一实施例包括充电电路的门铃装置示意图。在此实施例中，门铃装置10还包括充电电路116以及电池118，充电电路116受控于处理电路106以提供充电电流至电池118。由于门铃装置10内部的加热电路114以及充电电路116皆需消耗能量，因此处理电路106应适当控制是否启动加热电路114，以及是否调整充电电路116的充电电流，以避免负载过重而产生操作异常的问题，例如造成模拟式响铃装置激磁(Excitation)现象，或是造成数字式响铃装置的系统重置或误动作。

如前所述，若响铃装置20是模拟式，能够提供至门铃装置10的能量较大。而当同时开启加热电路114以及充电电路116时，可适当降低充电电路116的电流以避免负载过重。举例而言，处理电路106可依据加热电路114的启动状态，调整充电电路116的充电电流，当加热电路114关闭时，控制充电电路116提供较大的充电电流；而当加热电路114启动时，控制充电电路116提供较小的充电电流。在一实施例中，当处理电路106判断响铃装置20是模拟式，且加热电路114开启时，处理电路106控制充电电路116降低充电电流。

可改变充电电流的充电电路116有多种实作方式，图8绘示依据本发明一实施例的充电电路的局部示意图。图8所示电路为充电电路116的一部分，包括电阻R3～R9以及NMOS晶体管M2及M3，其中接脚P1与P2接收来自处理电路106的控制信号，接脚P3耦接充电电路116的其他部分。处理电路106控制NMOS晶体管M2及M3的导通状态，当NMOS晶体管M2及M3关闭时，从接点P1到地的电阻为R9，产生较小的充电电流I_charge；当处理电路106控制开启其中一个NMOS晶体管M3时，从接点P1到地的电阻大约为R9并联R8，因此阻值降低了，可产生较大的充电电流I_charge；当处理电路106控制同时开启两个NMOS晶体管M3及M2时，从接点P1到地的电阻大约为R9并联R8并联R5，阻值更进一步降低，因此可产生最大的充电电流I_charge。

于图5及图7所绘示的范例门铃装置中，虽未绘示整流电路108，然而在一实施例中，图5及图7所示的门铃装置亦可以包括整流电路108，耦接于第一电源输入端V1以及第二电源输入端V2之间，如同图3所示。以图7举例而言，处理电路106可以根据整流电路108提供的整流电压V_R，确认目前是否正常供电，以及确认变压器30提供的电压是否够大。当处理电路106确认整流电压V_R足够大，代表变压器30能提供足够能量至门铃装置10，处理装置106才决定可开启加热电路114。

图11绘示依据本发明一实施例的调整充电电流的判断流程图，此判断流程例如由处理电路106所执行，包括下列步骤。步骤S120：判断整流电压V_R是否符合预设电压条件，此处的预设电压条件例如是大于16V，步骤S120除了确认目前是否正常供电之外，亦是确认目前的供应电压所提供能量是否足够启动加热电路114。若步骤120判断结果为是，进入步骤S122：判断响铃装置20是否为模拟式，步骤S122例如可使用图9或图10所示的控制方法判断，此处不再重复赘述。若步骤S122判断结果为是，进入步骤S124：判断加热电路114是否开启，例如当感测温度T_S低于第一临界温度T1时加热电路114会开启，当感测温度T_S高于第二临界温度T2时加热电路114会停止启动，在加热电路114开启的期间，可执行步骤S126调整充电电流，例如降低充电电流，以避免门铃装置10的误动作，步骤S126调整充电电流的方式例如可见图8的范例实作方式。进一步而言，加热电路114可包括多个BJT，而提供多种不同等级的加热强度，处理电路106可以根据目前的加热程度，而对应控制调整不同等级的充电电流，如图8所示范例即可提供多个不同等级的充电电流。

根据本发明上述多个实施例的门铃装置以及用于门铃装置的控制方法，能够自动判断响铃装置的类型，而能够简化安装过程，避免装置误动作。此外，藉由辨认响铃装置的类型，更能进一步决定是否开启加热电路，以及对应控制充电电流，使得门铃装置能够适用于气候寒冷的环境，并维持门铃装置的正常运作。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种门铃装置，具有一第一电源输入端以及一第二电源输入端，该门铃装置用以经由该第一电源输入端耦接一响铃装置，其特征在于，该门铃装置包括：

一电流感测电路，耦接该第一电源输入端，根据流经该电流感测电路的电流产生一感测电压；

一开关电路，耦接于该电流感测电路与该第二电源输入端之间，该开关电路响应于一控制信号改变导通状态；以及

一处理电路，提供该控制信号，并根据该感测电压决定该响铃装置的类型。

2.根据权利要求1所述的门铃装置，其特征在于，当该处理电路判断该感测电压小于一临界值时，该处理电路决定该响铃装置是数字式，当该处理电路判断该感测电压大于该临界值时，该处理电路决定该响铃装置是模拟式。

3.根据权利要求2所述的门铃装置，其特征在于，该门铃装置还包括一整流电路，耦接于该第一电源输入端以及该第二电源输入端之间，该整流电路提供一整流电压至该处理电路；当该处理电路判断该整流电压符合一预设电压条件时，该处理电路致能该控制信号，以控制该开关电路导通；该处理电路根据该整流电压设定该临界值。

4.根据权利要求1所述的门铃装置，其特征在于，该门铃装置还包括一温度感测电路以及一加热电路，该温度感测电路根据一感测温度控制该加热电路；当该处理电路判断该响铃装置是模拟式，且该感测温度低于一第一临界温度时，该温度感测电路启动该加热电路；当该感测温度高于一第二临界温度时，该温度感测电路关闭该加热电路。

5.根据权利要求4所述的门铃装置，其特征在于，该门铃装置还包括一充电电路以及一电池，该充电电路受控于该处理电路以提供一充电电流至该电池；当该处理电路判断该响铃装置是模拟式，且该加热电路开启时，该处理电路控制该充电电路降低该充电电流。

6.一种用于门铃装置的控制方法，该门铃装置用以耦接一响铃装置，其特征在于，该门铃装置包括一开关电路及一电流感测电路，该电流感测电路耦接该响铃装置，该控制方法包括：

提供一控制信号，以控制一开关电路的导通状态，该开关电路耦接一电流感测电路，该电流感测电路根据流经该电流感测电路的电流产生一感测电压；以及

根据该感测电压决定该响铃装置的类型。

7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，当判断该感测电压小于一临界值时，决定该响铃装置是数字式，当判断该感测电压大于该临界值时，决定该响铃装置是模拟式。

8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，该门铃装置还包括一整流电路，该整流电路提供一整流电压，该控制方法还包括：

当判断该整流电压符合一预设电压条件时，致能该控制信号，以控制该开关电路导通；以及

根据该整流电压设定该临界值。

9.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，该门铃装置还包括一加热电路，该控制方法还包括：

取得一感测温度；

根据该感测温度控制该加热电路；

当决定该响铃装置是模拟式，且该感测温度低于一第一临界温度时，启动该加热电路；以及

当该感测温度高于一第二临界温度时，关闭该加热电路。

10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，该门铃装置还包括一充电电路以及一电池，该控制方法还包括调整该充电电路提供至该电池的一充电电流；其中当决定该响铃装置是模拟式，且该加热电路开启时，控制该充电电路降低该充电电流。