CN1455510A - 智能遥控触摸调光开关 - Google Patents
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Abstract
本发明设计了一种智能遥控触摸调光开关,其特征在于:触摸片(1)与门电路(2)相连,触摸片(1)产生的弱电信号经门电路(2)削波、放大、整形后输出MOS电平,门电路(2)与单片机(3)相连;基准信号电路(9)与单片机(3)相连,红外接收头通过遥控信号接收电路(4)与单片机(3)相连,单片机(3)将由门电路(2)送来的MOS信号或遥控信号接收电路(4)送来的电信号与基准信号电路(9)送来的基准信号计算后产生一个控制信号,送至与单片机(3)相连的控制信号放大电路(5),控制信号放大电路(5)与双向可控硅(6)的控制极相连,实现对双向可控硅(6)的通、断或相位变化的控制,双向可控硅(6)与负载(10)串接。控制电压变换电路(8)输出+5V和+10V的控制电压。
Description
技术领域
本发明涉及一种开关,具体地说是一种利用单片机控制双向可控硅实现无触点控制电源开、关及调光的智能遥控触摸调光开关。
背景技术
目前,在建筑物过道中,触摸式延时开关已十分普及,在家庭和办公室内使用调光开关控制白炽灯的亮度也已十分普遍,但这些开关中均仍然是采用有触点开关,即要实现开关的通、断均通过开关触点的开合实现,调光的实现又均是通过调整变压器的输出电压实现的。这种通过金属片或变压器输出电压调整的方式不仅容易引起开关打火、拉弧,金属接头长期工作容易老化,触点接触不良,调光开光使用寿命不长,容易损坏。同时,由于采用的是接触式开关,如要实现遥控操作,往往结构复杂,还需要使用接触器之类的电气元器件,且性能不稳定。而目前在一些高档场所使用的声控开关,由于其设备结构复杂,需要专用中控机,用户投资很大,家庭及一般场所难以普及推广,这些都限制了遥控调光开关的普及。
发明内容
本发明的目的是设计一种以单片机为控制中心,采用半导体电子技术和红外遥控技术,设计一种无触点式智能遥控触摸调光开关。
本发明的技术方案是:
设计一种智能遥控触摸调光开关,包括触摸片1、遥控发射装置,当人体接触触摸片1时,人体作为一个导体,在人体和触摸片1之间产生一个回路,触摸片1产生弱电信号,遥控发射装置包括遥控发射器和红外接收头,其特征在于:触摸片1与门电路2相连,触摸片1产生的弱电信号经门电路2削波、放大、整形后输出MOS电平,门电路2与单片机3相连;基准信号电路9与单片机3相连,红外接收头通过遥控信号接收电路4与单片机3相连,单片机3中固化有一个计算、判断程序,单片机3在这个程序的控制下,将由门电路2送来的MOS信号或遥控信号接收电路4送来的电信号与基准信号电路9送来的基准信号进行计算后产生一个控制信号,送至与单片机3相连的控制信号放大电路5,控制信号放大电路5与双向可控硅6的控制极相连,实现对双向可控硅6的通、断或相位变化的控制,双向可控硅6与负载10串接。门电路2、单片机3、遥控信号接收电路4、基准信号电路9、分别与控制电压变换电路8的+5V输出端相连,控制信号放大电路5与控制电压变换电路8的+10V输出端相连,控制电压变换电路8还接有一个电源指标灯LED1。
在单片机3和控制信号放大电路5之间并接有LED指示灯7,用以指示相应的触摸片1的状态,灯灭表示该路负载10在工作。
门电路2包括一个非门电路和二个与非门电路输入端串接的耦合电阻R1、R2,一个与非门电路输入端并接的电阻R3和一个二极管D1,电阻R3的一端接地,并接点位于电阻R2之后。
控制信号放大电路5包括三极管Q2、Q3,电阻R23、R24、R25和二极管D,从单片机3输出的控制信号中的一路经过电阻R25和二极管D后进入三极管Q3的基极,经Q3放大后从集电极输出,经电阻R23后到Q2的基极,进行电平转换后经R24送到双向可控硅6的控制极,实现对双向可控硅6的通、断及相位变化的控制,Q3的发射极与电源零线相接,Q2的集电极与控制电压变换电路8的+10V输出端相连。
基准信号电路9包括:电阻、二极管、三极管、电容,电阻与变压器的次级线圈相连,在三极管的基极和发射极之间并接有二极管和电容,三极管的集电极也接有电阻。三极管的基极通过一个串接的电阻与变压器的次级线圈相连,发射极产生一个50Hz的基准信号,该基准信号送到单片机3,单片机3在程序的控制下将该基准信号与门电路2或遥控信号接收电路4送来的信号进行计算后给控制信号放大电路5送出控制信号。
控制电压变换电路8包括变压器、全波整流二极管D7、D8、滤波电容E1、E2、C1、智能稳压器、电源指示灯LED1;220V交流电经变压器降压,再经全波整流二极管D7、D8全波整流,滤波电容E1滤波产生+10V直流电源,向电路中的控制信号放大电路5中的三极管供电,再经智能稳压器稳压、滤波电容E2及C1的滤波产生直流+5V电源,供基准信号电路9中的晶体管、控制电路及遥控信号接收电路使用。
在若干门电路2中有一个总开关门电路2,当控制路数较少时,也可不设总开关门电路2,总开关门电路2的结构与其它门电路2的结构相同,当单片机3接收到总开关门电路2的一个持续时间大于1秒的输入信号时,单片机3中的相应程序工作,经过计算向所有控制信号放大电路5发出一个关信号;总开关门电路2的输出脚与单片机3的PD0/PWM脚相连,其余门电路2分别与单片机3上的PA0、PB3/A、PB2/A、PB1/A、PB0/A脚相连,而单片机3上与PA0、PB3/A、PB2/A、PB1/A、PB0/A脚分别相对应的与控制信号放大电路5相连的控制信号输出脚分别为PA2、PA3/P、PA5/1、PA6、PA7脚;所述的基准信号电路9的输出端与单片机3的PA1脚相连;遥控信号接收电路4的输出脚与单片机3的PA4/T脚相连。
本发明的有益效果:
1、结构简单,成本低廉,使用方便。
2、整个电路可采用印刷电路板制造,开、关过程中不会产生打火、拉
弧现象,安全性能好,可在禁止明火的场地使用。
3、开关的安装、接线方式可与传统的开关相同,家庭使用十分方便。
4、由于无金属触点,开关使用寿命长。
5、可实现无级调光,开关具有记忆功能,不仅节能,而且可使灯泡的
使用寿命成倍增加。
6、每路开关可带的负载大,单路最大可控600W的负载。
7、解决了现有技术中遥控开关难以家庭化的矛盾。
附图说明
图1是本发明的电路连接示意图。
图2是本发明的门电路2的电原理图。
图3是本发明的控制信号放大电路5的电原理图。
图4是本发明的基准信号电路9的电原理图。
图5是本发明的控制电压变换电路8的电原理图。
图6是本发明的单片机3信号连接示意图。
图7是本发明实施例的电原理图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
实施例
如图5所示。
本实施例为五路触摸遥控开关。触摸片1为六片,其中五片控制五路负载10,另一片为总开关;遥控发射装置采用红外遥控发射器和TSOP1738型红外遥控接收头,红外遥控发射器上共有16个按键,每路负载10设有开、渐亮、渐暗三个按键,五路负载10共有15个按键,另有一个总开关按键;单片机3采用HT46PR47;双向可控硅6采用BTA16
当人体接触触摸片1时,人体作为一个导体,在人体和触摸片1之间产生一个回路,触摸片1产生弱电信号。六片触摸片:TOUCH1、TOUCH2、TOUCH3、TOUCH4、TOUCH5、TOUCH6分别与六个门电路UIA、UIB、UIC、UID、UIE、UIF相连,每个触摸片1产生的弱电信号经与之相连的门电路2削波、放大、整形后输出MOS电平,门电路2与单片机3相连;基准信号电路9与单片机3相连,红外接收头通过遥控信号接收电路4与单片机3相连,单片机3中固化有一个计算程序,单片机3在这个程序的控制下,将由门电路2送来的MOS信号或遥控信号接收电路4送来的电信号与基准信号电路9送来的基准信号进行计算后产生一个控制信号,送至与单片机3相连的控制信号放大电路5,控制信号放大电路5与双向可控硅6的控制极相连,实现对双向可控硅的通、断或相位变化的控制,双向可控硅6与负载10串接。门电路2、单片机3、遥控信号接收电路4、基准信号电路9分别与控制电压变换电路8的+5V输出端相连,控制信号放大电路5与控制电压变换电路8的+10V输出端相连,控制电压变换电路8还接有一个电源指标灯LED1。
在单片机3和控制信号放大电路5之间并接有LED指示灯7,用以指示相应的触摸片1的状态,灯灭表示该路负载10在工作。
门电路2包括一个非门电路和二个与非门电路输入端串接的耦合电阻R1、R2,一个与非门电路输入端并接的电阻R3和一个二极管D1,电阻R3的一端接地,并接点位于电阻R2之后。
每路控制信号放大电路5包括三极管Q2、Q3,电阻R23、R24、R25和二极管D,从单片机3输出的控制信号中的一路经过电阻R25和二极管D后进入三极管Q3的基极,经Q3放大后从集电极输出,经电阻R23后到Q2的基极,进行电平转换后经R24送到双向可控硅6的控制极,实现对双向可控硅6的通、断及相位变化的控制,Q3的发射极与电源零线相接,Q2的集电极与控制电压变换电路8的+10V输出端相连。Q2的型号为8550,Q3的型号为9014
基准信号电路9包括:电阻、二极管、三极管、电容,电阻与变压器的次级线圈相连,在三极管的基极和发射极之间并接有二极管和电容,三极管的集电极也接有电阻。三极管的基极通过一个串接的电阻与变压器的次级线圈相连,发射极产生一个50Hz的基准信号,该基准信号送到单片机3,单片机3在程序的控制下将该基准信号与门电路2或遥控信号接收电路4送来的信号进行计算、补偿后给控制信号放大电路5送出控制信号。其中三极管的型号为9014。
控制电压变换电路8包括变压器、全波整流二极管D7、D8、滤波电容E1、E2、C1、IC7805型智能稳压器、电源指示灯LED1;220V交流电经变压器降压,再经全波整流二极管D7、D8全波整流,滤波电容E1滤波产生+10V直流电源,向电路中的三极管供电,再经智能稳压器稳压、滤波电容E2及C1的滤波产生直流+5V电源,供晶体管、控制电路及遥控信号接收电路使用。
在六个门电路2中有一个总开关门电路2,当控制路数较少时,也可不设总开关门电路2,总开关门电路2的结构与其它门电路2的结构相同,当单片机3接收到总开关门电路2的输入信号时,单片机3中的相应程序工作,经过计算向所有控制信号放大电路5发出一个关信号。
单片机3上各输入、输出脚的连接方式为:总开关门电路2的输出脚与单片机3的PD0/PWM脚相连,其余五路门电路2分别与单片机3上的PA0、PB3/A、PB2/A、PB1/A、PB0/A脚相连;单片机3上与PA0、PB3/A、PB2/A、PB1/A、PB0/A脚分别相对应的与控制信号放大电路5相连的控制信号输出脚分别为PA2、PA3/P、PA5/1、PA6、PA7脚;所述的基准信号电路9的输出端与单片机3的PA1脚相连;遥控信号接收电路4的输出脚与单片机3的PA4/T脚相连。
根据需要,可将本发明的智能遥控触摸调光开关设计成单路或多路,也可不带遥控功能而仅具有无级调光功能。在设计成多路控制时,控制负载的双向可控硅可视控制对象电流容量的大小,采用不同容量的双向可控硅。
本实施例的工作原理:
当人体触摸触摸片TOUCH1时,根据触摸时间的长短不同,产生了相应的电信号。该信号通过R1、R2、R3及门电路UIA进行削波、放大、整形,成为符合单片机3所需的标准MOS电平,送到单片机3的PA0端口。单片机根据接收到的不同类型的信号在固化在单片机3中的程序控制下,进行运算、转换,从PA2端口输出相应的控制信号。一路经过R25、二极管到Q3的基极,经Q3放大后,由Q3的集电极输出,经R23到Q2的基极,进行电平转换后关到双向可控硅6的控制极,来控制双向可控硅的通、断或相位的变化,从而达到负载10的接通、断开或者是调节负载10的亮度;另一路送到LED(指示灯)的负端,经R38接+5V电源,用来指标负载是处于接通还是断开的状态。其它四路TOUCH2、TOUCH3、TOUCH4、TOUCH5的工作原理与TOUCH1完全一样。TOUCH6为总开关一路,当人体触摸TOUCH6的时间大于1秒时,其产生的触摸信号经R16、R17、R15及门电路UIF进行削波、放大、整形,成为符合单片机3所需的标准MOS电平,送到单片机3的PD0/PWA端口,单片机3接收到一个持续大于1秒的信号后,通过内部的运算,就从5个输出端口都送出一个关信号,把5路负载10全部关闭;由于单片机3具有记忆功能,各路开关对断电前的亮度具有记忆功能,再次接通负载10时,自动恢复到上次断电前的亮度。
遥控信号经由红外接收头TOP1738接收、放大后,送到单片机的PA4/T端口,单片机3根据该端口接收到的不同码值的信号,内部进行运算后,产生相应的控制信号送到相应的输出端口,去控制相关的双向可控硅的通与断或相位的变化,双向可控硅的通与断就是负载的开与关,相位的变化就是实现调光的功能。
电路中的直流电源的供给是由220V电源经变压器TF1降压,再经D7、D8全波整流、E1滤波就产生了直流+10V的电源,再经智能型稳压器IC7805稳压、E2及C1滤波产生直流+5V电源,分别供各晶体管及电路与遥控接收头等使用;其中的LED1为电源指示灯。
Claims (7)
1、一种智能遥控触摸调光开关,包括触摸片(1)、遥控发射装置,触摸片(1)产生弱电信号,遥控发射装置包括遥控发射器和红外接收头,其特征在于:
触摸片(1)与门电路(2)相连,触摸片(1)产生的弱电信号经门电路(2)削波、放大、整形后输出MOS电平,门电路(2)与单片机(3)相连;基准信号电路(9)与单片机(3)相连,红外接收头通过遥控信号接收电路(4)与单片机(3)相连,单片机(3)将由门电路(2)送来的MOS信号或遥控信号接收电路(4)送来的电信号与基准信号电路(9)送来的基准信号计算后产生一个控制信号,送至与单片机(3)相连的控制信号放大电路(5),控制信号放大电路(5)与双向可控硅(6)的控制极相连,实现对双向可控硅(6)的通、断或相位变化的控制,双向可控硅(6)与负载(10)串接。
门电路(2)、单片机(3)、遥控信号接收电路(4)、基准信号电路(9)、分别与控制电压变换电路(8)的+5V输出端相连,控制信号放大电路(5)与控制电压变换电路(8)的+10V输出端相连。
2、根据权利要求1所述的智能遥控触摸调光开关,其特征在于在单片机(3)和控制信号放大电路(5)之间并接有LED指示灯(7)。
3、根据权利要求1所述的智能遥控触摸调光开关,其特征在于所述的门电路(2)包括一个非门电路和二个与非门电路输入端串接的耦合电阻R1、R2,一个与非门电路输入端并接的电阻R3和一个二极管D1,电阻R3的一端接地,并接点位于电阻R2之后。
4、根据权利要求1所述的智能遥控触摸调光开关,其特征在于所述的控制信号放大电路(5)包括三极管Q2、Q3,电阻R23、R24、R25和二极管D,从单片机(3)输出的控制信号中的一路经过电阻R25和二极管D后进入三极管Q3的基极,经Q3放大后从集电极输出,经电阻R23后到Q2的基极,进行电平转换后经R24送到双向可控硅(6)的控制极,实现对双向可控硅(6)的通、断及相位变化的控制,Q3的发射极与电源零线相接,Q2的集电极与控制电压变换电路(8)的+10V输出端相连。
5、根据权利要求1所述的智能遥控触摸调光开关,其特征在于所述的基准信号电路(9)包括:电阻、二极管、三极管、电容,电阻与变压器的次级线圈相连,在三极管的基极和发射极之间并接有二极管和电容,三极管的集电极也接有电阻。
6、根据权利要求1所述的智能遥控触摸调光开关,其特征在于所述的控制电压变换电路(8)包括变压器、全波整流二极管D7、D8、滤波电容E1、E2、C1、智能稳压器、电源指示灯LED1;220V交流电经变压器降压,再经全波整流二极管D7、D8全波整流,滤波电容E1滤波产生+10V直流电源,向电路中的三极管供电,再经智能稳压器稳压、滤波电容E2及C1的滤波产生直流+5V电源,供晶体管、控制电路及遥控信号接收电路使用。
7、根据权利要求1所述的智能遥控触摸调光开关,其特征在于所述的门电路(2)中至少有一个总开关门电路(2),总开关门电路(2)的输出脚与单片机(3)的PD0/PWM脚相连,其余门电路(2)分别与单片机(3)上的PA0、PB3/A、PB2/A、PB1/A、PB0/A脚相连,而单片机(3)上与PA0、PB3/A、PB2/A、PB1/A、PB0/A脚分别相对应的与控制信号放大电路(5)相连的控制信号输出脚分别为PA2、PA3/P、PA5/1、PA6、PA7脚;所述的基准信号电路(9)的输出端与单片机(3)的PA1脚相连;遥控信号接收电路(4)的输出脚与单片机(3)的PA4/T脚相连。
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C19 | Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |