CN203433315U - 一种热释电红外节电智能开关装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种热释电红外节电智能开关装置，包括装有菲涅尔透镜的外壳、红外遥控器、位于外壳内的集成电路，集成电路包括：集成电路包括能够接受红外遥控器信号的红外接收电路、热释电红外传感电路、光敏电路、弱电控强电的控电电路、单片机，当用遥控器设置好开和关之后，热释电红外节电智能开关装置就能根据当前的光照和是否有人存在时开或者关，热释电红外节电智能开关装置，能够根据当前是否有人和当前的光照来开关电器，不仅节约了用电的开支，更节约了电能。

Description

一种热释电红外节电智能开关装置

技术领域

本实用新型涉及一种根据是否有人和光照强度来控制电源开关装置，具体的说是一种热释电红外节电智能开关装置。

背景技术

在平时的生活中，经常会遇到忘记关灯等现象，尤其是在大学的教室中，有时候整个教室只有几个人，而整个屋子的灯都开着，或者教室没人而灯去常亮，这些现象不仅造成增加了开支，更造成了电能的浪费。

发明内容

本实用新型为了解决上述问题，同时更有效的保证电源开关和电器的工作，提供了一种热释电红外节电智能开关装置。

本实用新型是一种热释电红外节电智能开关装置，包括装有菲涅尔透镜的外壳，其特征在于：还包括红外遥控器、位于外壳内的集成电路；所述的红外遥控器包括设置开按键、确认按键、重置按键、设置关按键；所述的集成电路包括能够接受红外遥控器信号的红外接收电路、热释电红外传感电路、光敏电路、弱电控强电的控电电路、单片机；所述红外接收电路的红外信号输出引脚与单片机的具有捕捉功能的计数器引脚连接，所述的热释电红外传感电路是热释电红外传感器通过热释电红外处理集成芯片处理和放大后的信号输出引脚与单片机AD采集功能的ADC1连接；所述的光敏电路与单片机具有AD采集功能的ADC2连接；所述的控电电路弱电输入脚与单片机的一个IO端口引脚连接；所述的热释电红外传感器安装于菲涅尔透镜的焦点上；光敏电阻嵌于外壳的表面的外部。

本实用新型的热释电红外节电智能开关装置，单片机采用的是ATmega8单片机，ATmega8单片机的14脚(ICP脚)为连接红外接收电路的引脚，24脚为ADC1引脚，25脚为ADC2引脚，15脚作为与控电电路弱电输入脚连接的IO端口引脚。

本实用新型的热释电红外节电智能开关装置，红外接收电路采用的红外接收头是HS0038，HS0038的Vcc引脚接100欧的电阻R14后与5V的电源相连，Vcc引脚同时接100uf电容C10和104的电解电容C11，两个电容的另一端同时接地；OUT引脚与5V电源连接50千欧的电阻R15后与ATmega8单片机的14脚连接，GND引脚接地。

本实用新型的热释电红外节电智能开关装置，热释电红外传感电路的传感器采用热释电红外传感器PIR300(402),热释电红外传感器采集的信号通过连接集成热释电红外处理芯片BISS0001放大，放大后的信号通过BISS0001的2引脚（VO脚）与ATmega8单片机的24脚连接。

本实用新型的热释电红外节电智能开关装置，光敏电路的光敏电阻采用5MM环保通用光敏电阻5800B，5800B一端接地，另一端连接ATmega8单片机的25脚，ATmega8单片机的25脚同时连接50K电阻R10，电阻的另一端与5V电源连接。

本实用新型的热释电红外节电智能开关装置，控电电路是以继电器为弱电控强电开关，接弱电的引脚一端接12V电源，另一端接9013三极管Q1的集电极，9013三极管Q1的发射极接地，基极连接5千欧的电阻R9，电阻R9的另一端与ATmega8单片机的15脚，9013三极管Q1的集电极连接二极管D1的正极，二极管D1的负极与12V电源连接，继电器的常开引脚一个连接所控电器的电源，另一个连接电器。

本实用新型的热释电红外节电智能开关装置， ATmega8单片机使用外部晶振电路，单片机的9、10脚接外部8M晶振，与外部晶振相连的电容C6、C5电容值为22uf。

本实用新型的有益效果是：热释电红外节电智能开关装置，能够通过红外遥控器设置开关的打开与闭合时的光照条件，能够根据当前是否有人和当前的光照两个条件来综合判断开关电器，不仅节约了用电的开支，更节约了电能。

附图说明

图1表示装有菲涅尔透镜的外壳的结构示意图。

图2表示集成电路原理结构意图。

图3表示红外接收电路示意图。

图4表示热释电红外传感电路示意图。

图5表示光敏电路示意图。

图6表示控电电路示意图。

图7表示ATmega8外部晶振电路示意图。

图8表示ATmega8单片机引脚示意图。

图9表示基于热释电红外节电智能开关装置的单片机程序流程示意图

图中：1、红外遥控器，2、红外接收电路，3、热释电红外传感电路，4、光敏电路，5、外部晶振电路，6、控电电路，7、单片机，8、菲涅尔透镜，9、外壳，10、ATmega8单片机，301、HS0038,302、电容C1，303、电解电容C11，304、电阻R14，305电阻R15，401、BISS0001，402、热释电红外传感器PIR300，501、光敏电阻5800B，502、电阻R10，601、9013三极管Q1，602、继电器(602)，603、二极管D1，604、电器，701、8M晶振，702、电容C6，703、电容C5。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作具体的说明。

如图1和图2所示，本实用新型设计的一种热释电红外节电智能开关装置，包括装有菲涅尔透镜8的外壳9、红外遥控器1、位于外壳内的集成电路。

红外遥控器1包括设置开按键、确认按键、重置按键、设置关按键；按不同的按键可以产生不同周期值的红外线。

集成电路包括能够接受红外遥控器信号的红外接收电路2、热释电红外传感电路3、光敏电路4、弱电控强电的控电电路6、单片机7。

单片机7采用的是ATmega8单片机10，ATmega8单片机的芯片内部继承了较大容量的存储器和丰富强大的硬件接口电路，具备AVR高档单片机的全部性能和特点，但是采用了小引脚封装，所以价格仅与低档单片机相当，再加上AVR单片机的系统内可编程特性，所以采用ATmega8单片机10；如图8所示，我们使用ATmega8单片机10的14脚(ICP脚)为连接红外接收电路2的引脚，24脚为热释电红外传感电路3的AD采集引脚，25脚为光敏电路4的AD采集引脚，15脚作为与控电电路6弱电输入脚连接的IO端口引脚。

由图3所示，红外接收电路2采用的红外接收头是HS0038接收头301，HS0038接收头301 为黑色环氧树脂封装，不受日光、荧光灯等光源干扰，内附磁屏蔽，功耗低，灵敏度高。在用小功率发射管发射信号情况下，其接收距离可达35m。它能与TTL、COMS电路兼容。HS0038接收头301为直立侧面收光型；它接收红外信号的频率为38 kHz,周期约26 μs，同时能对信号进行放大、检波、整形，得到TTL 电平的编码信号；三个管脚分别是地、＋5 V 电源、解调信号输出端；HS0038接收头301的Vcc引脚接5V的电源，Vcc引脚同时接100uf电容C10（302）和104的电解电容C11(303)，主要是滤波作用，两个电容的另一端同时接地；OUT引脚串联50千欧的电阻R15(305)后与ATmega8单片机10的14脚连接，当红外接收头接收到红外信号时，ATmega8单片机就会捕捉到此信号，然后判断信号的周期值是红外遥控器的哪一个按键功能，根据此功能来输出指令。

由图4所示，热释电红外传感电路(3)的传感器采用热释电红外传感器PIR300(402), 热释电红外传感器是一种能检测人体发射的红外线而输出电信号的传感器，它能组成防入侵报警器或各种自动化节能装置。传感器包含两个互相串联或并联的热释电元。而且制成的两个电极化方向正好相反，环境背景辐射对两个热释元件几乎具有相同的作用，使其产生释电效应相互抵消，于是探测器无信号输出。一旦人侵入探测区域内，人体红外辐射通过部分镜面聚焦，并被热释电元接收，但是两片热释电元接收到的热量不同，热释电也不同，不能抵消，经信号处理而报警。人体都有恒定的体温，一般在37度，所以会发出特定波长10μM左右的红外线，被动式红外探头就是靠探测人体发射的10μM左右的红外线而进行工作的。人体发射的10μM左右的红外线通过菲涅尔透镜增强后聚集到红外感应源上。红外感应源通常采用热释电元件，这种元件在接收到人体红外辐射温度发生变化时就会失去电荷平衡，向外释放电荷，后续电路经检测处理后就能产生报警信号。热释电红外传感器采集的信号通过集成热释电红外处理芯片BISS0001(401)放大，放大后的信号通过BISS0001(401)的2引脚（VO脚）与ATmega8单片机10的24脚连接。

如图5所示，光敏电路的光敏电阻采用5MM环保通用光敏电阻5800B(501)，5800B(501)一端接地，另一端连接ATmega8单片机10的25脚，ATmega8单片机10的25脚同时连接50K电阻R10(502)，电阻的另一端与5V电源连接，随着光强的变化，光敏电阻的阻值也发生变化，从而单片机能够采集的光敏信号也随之变化。

控电电路(6)是以继电器602为弱电控强电开关，如图6所示，接弱电的引脚一端接12V电源，另一端接9013三极管Q1(601)的集电极，9013三极管Q1(601)的发射极接地，基极连接5千欧的电阻R9(605)，电阻R9(605)的另一端与ATmega8单片机10的15脚，9013三极管Q1(601)的集电极连接二极管D1(603)的正极，二极管D1(603)的负极与12V电源连接，继电器(602)的常开引脚一个连接所控电器(604)的电源，另一个连接电器，当ATmega8单片机的15脚为低电平时，9013三极管Q1(601)的集电极和发射极导通，从而继电器吸合，连接电器的电源就会导通，当ATmega8单片机10的15脚为高电平时，9013三极管Q1(601)的集电极和发射极断开，从而继电器断开，连接电器的电源断开，从而控制电器的正常运作。 

此外，为了方便ATmega8单片机10能够计数准确采用了ATmega8单片机10的外部晶振电路5，如图7所示，ATmega8单片机(10)的9、10脚接外部8M晶振701，与外部晶振相连的电容C6(702)、电容C5(703)电容值为22UF。

如图9所示，红外节电智能开关装置中开关控制方法主要是通过单片机的程序运行步骤实现的，步骤如下：a)初始化单片机7的IO端口，AD采集端口，初始化单片机7的各个寄存器和EEPROOM寄存器，初始化外部晶振，设置好晶振频率；b)写入红外遥控器1四个按键的红外周期值；先使用信号采集器，将红外遥控器1四个按键的红外周期值测定好之后，将其值写入到寄存器中；c)单片机7的捕捉端口初始化，当有红外遥控器1给单片机输入捕捉信号，判断周期值；d)如果是设置开按键或关按键的周期值，则AD采集当前的光敏信号值存储，如果是确认按键，则将当前存储的光敏信号值写入EEPROOM不同的地址中，如果是充值按键，则将EEPROOM存储的光敏信号值返回初始化值，如果捕捉的是其他红外信号周期值，则不执行操作，e)判断当前的光敏信号值，如果当前的光敏信号值小于开按键设置的光敏信号值时，则单片机7与控电电路6连接的引脚为高电平，继电器断开；如果当前的光敏信号值大于开按键设置的光敏信号值时，则判断热释电信号值，如果热释电红外信号值为有人的红外信号值时，单片机7与控电电路6连接的引脚为低电平，继电器闭合，且EEPROOM存储的光敏信号值减少固定的百分比，固定百分比的范围为10%-20%，通常情况下我们设定为15%；将当前采集光敏信号值加10%的主要目的是防止电器电源的重复接通；如果热释红外信号值为无人的红外信号值时，单片机7与控电电路6连接的引脚为高电平，继电器断开；f）当单片机7与控电电路6连接的引脚为低电平时，单片机计时器开始计时，5分钟后重新判定步骤e。

Claims (7)

1.一种热释电红外节电智能开关装置，包括装有菲涅尔透镜（8）的外壳（9），其特征在于：还包括红外遥控器（1）、位于外壳内的集成电路；所述的红外遥控器（1）包括设置开按键、确认按键、重置按键、设置关按键；所述的集成电路包括能够接受红外遥控器信号的红外接收电路（2）、热释电红外传感电路（3）、光敏电路（4）、弱电控强电的控电电路（6）、单片机（7）；所述红外接收电路（2）的红外信号输出引脚与单片机（7）的具有捕捉功能的计数器引脚连接，所述的热释电红外传感电路（3）是热释电红外传感器通过热释电红外处理集成芯片处理和放大后的信号输出引脚与单片机（7）AD采集功能的ADC1连接；所述的光敏电路（4）与单片机（7）具有AD采集功能的ADC2连接；所述的控电电路（6）弱电输入脚与单片机（7）的一个IO端口引脚连接；所述的热释电红外传感器（3）安装于菲涅尔透镜（8）的焦点上；光敏电阻（4）嵌于外壳（9）的表面的外部。

2.根据权利要求1所述的热释电红外节电智能开关装置，其特征在于：所述的单片机（7）采用的是ATmega8单片机（10），ATmega8单片机（10）的14脚(ICP脚)为连接红外接收电路（2）的引脚，24脚为ADC1引脚，25脚为ADC2引脚，15脚作为与控电电路（6）弱电输入脚连接的IO端口引脚。

3.根据权利要求1或2所述的热释电红外节电智能开关装置，其特征在于：所述的红外接收电路（2）采用的红外接收头是HS0038（301），HS0038（301）的Vcc引脚接100欧的电阻R14（304）后与5V的电源相连，Vcc引脚同时接100uf电容C10(302)和104的电解电容C11(303)，两个电容的另一端同时接地；OUT引脚与5V电源连接50千欧的电阻R15(305)后与ATmega8单片机(10)的14脚连接，GND引脚接地。

4.根据权利要求1或2所述的热释电红外节电智能开关装置，其特征在于：所述的热释电红外传感电路(3)的传感器采用热释电红外传感器PIR300(402),热释电红外传感器采集的信号通过连接集成热释电红外处理芯片BISS0001(401)放大，放大后的信号通过BISS0001(401)的2引脚（VO脚）与ATmega8单片机(10)的24脚连接。

5.根据权利要求1或2所述的热释电红外节电智能开关装置，其特征在于：所述的光敏电路的光敏电阻采用5MM环保通用光敏电阻5800B(501)，5800B(501)一端接地，另一端连接ATmega8单片机(10)的25脚，ATmega8单片机(10)的25脚同时连接50K电阻R10(502)，电阻的另一端与5V电源连接。

6.根据权利要求1或2所述的热释电红外节电智能开关装置，其特征在于：所述的控电电路(6)是以继电器(602)为弱电控强电开关，接弱电的引脚一端接12V电源，另一端接9013三极管Q1(601)的集电极，9013三极管Q1(602)的发射极接地，基极连接5千欧的电阻R9(605)，电阻R9(605)的另一端与ATmega8单片机(10)的15脚，9013三极管Q1(601)的集电极连接二极管D1(603)的正极，二极管D1(603)的负极与12V电源连接，继电器(602)的常开引脚一个连接所控电器(604)的电源，另一个连接电器（604）。

7.根据权利要求1或2所述的热释电红外节电智能开关装置，其特征在于：所述的ATmega8单片机(10)使用外部晶振电路（5），单片机的9、10脚接外部8M晶振(701)，与外部晶振相连的电容C6(702)、C5(703)电容值为22uf。

Images