CN205354223U

CN205354223U - 门铃系统及门铃控制装置

Info

Publication number: CN205354223U
Application number: CN201620117281.3U
Authority: CN
Inventors: 陈建铭; 江孟谦
Original assignee: Zhonglei Electronic (suzhou) Co Ltd; Sercomm Corp
Current assignee: Zhonglei Electronic (suzhou) Co Ltd; Sercomm Corp
Priority date: 2016-02-05
Filing date: 2016-02-05
Publication date: 2016-06-29
Anticipated expiration: 2026-02-05

Abstract

一种门铃系统及门铃控制装置，门铃系统包括门铃控制装置、变压器、门铃界面装置、以及响铃装置。门铃控制装置具有第一接脚、第二接脚、第三接脚、以及第四接脚，门铃控制装置用以依据第二接脚的电流或电压，控制第一接脚及第三接脚之间的导通状态，第一接脚耦接第二接脚。变压器输出交流电压至门铃控制装置的第一接脚及第四接脚。门铃界面装置耦接门铃控制装置的第二接脚及第四接脚。响铃装置耦接门铃控制装置的第三接脚及第四接脚。

Description

门铃系统及门铃控制装置

技术领域

本实用新型涉及一种门铃系统及门铃控制装置，特别涉及一种控制门铃系统供电的门铃控制装置。

背景技术

门铃为家家户户于门口普遍所设置的装置，当客人来访或是当人回到住处时，可以按压门铃使得室内发出声响以通知室内的人。如何设计门铃系统以确保系统的可靠性，并且兼顾降低成本以及易于安装的需求，乃目前业界所致力的课题之一。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种门铃系统以及门铃控制装置。

为达上述目的，本实用新型提供一种门铃系统，其包括：

一门铃控制装置，具有一第一接脚、一第二接脚、一第三接脚、以及一第四接脚，该门铃控制装置用以依据该第二接脚的电流或电压，控制该第一接脚及该第三接脚之间的导通状态，该第一接脚耦接该第二接脚；

一变压器，输出一交流电压至该门铃控制装置的该第一接脚及该第四接脚；

一门铃界面装置，耦接该门铃控制装置的该第二接脚及该第四接脚；以及

一响铃装置，耦接该门铃控制装置的该第三接脚及该第四接脚。

上述的门铃系统，其中该门铃控制装置包括：

一电压转换电路，耦接该第一接脚及该第四接脚，用以产生一第二直流电压；

一开关单元，用以切换该第一接脚与该第三接脚之间的导通状态；以及

一控制单元，由该第二直流电压供电，用以依据该第二接脚的电流或电压，控制该开关单元。

上述的门铃系统，其中该电压转换电路包括：

一整流器，用以将该第一接脚及该第四接脚之间的电压转换为一第一直流电压；以及

一直流电压转换电路，用以将该第一直流电压转换为该第二直流电压。

上述的门铃系统，其中该门铃控制装置还包括：

一二极管，该二极管耦接于该第一接脚与该第三接脚之间；以及

一电流检测单元，由该第二直流电压供电，耦接该控制单元，该电流检测单元用以检测流经该第一接脚至该第二接脚的一操作电流；

其中当该电流检测单元检测到的该操作电流符合一电流条件时，该控制单元控制该开关单元导通，当该操作电流不符合该电流条件时，该控制单元控制该开关单元非导通。

上述的门铃系统，其中该控制单元耦接该整流器，该控制单元接收该整流器产生的该第一直流电压，当该控制单元判断该第一直流电压符合一电压条件时，该控制单元控制该开关单元导通，当该控制单元判断该控制单元判断该第一直流电压不符合该电压条件时，该控制单元控制该开关单元非导通。

上述的门铃系统，其中该门铃界面装置包括一按钮，当该按钮被按下时，该门铃界面装置改变该门铃控制装置的该第二接脚的电流或电压，该门铃控制装置控制该第一接脚及该第三接脚之间导通，该响铃装置发出声响，当该按钮未被按下时，该门铃控制装置控制该第一接脚及该第三接脚之间非导通，该响铃装置不发出声响。

为达上述目的，本实用新型还提供一种门铃控制装置，具有一第一接脚、一第二接脚、一第三接脚、及一第四接脚，该门铃控制装置包括：

一控制单元，由该第二直流电压供电，用以依据该第二接脚的电流或电压，控制该开关单元；

其中该第一接脚耦接该第二接脚。

上述的门铃控制装置，其中该电压转换电路包括：

上述的门铃控制装置，其中该门铃控制装置还包括：

上述的门铃控制装置，其中该控制单元耦接该整流器，该控制单元接收该整流器产生的该第一直流电压，当该控制单元判断该第一直流电压符合一电压条件时，该控制单元控制该开关单元导通，当该控制单元判断该第一直流电压不符合该电压条件时，该控制单元控制该开关单元非导通。

以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述，但不作为对本实用新型的限定。

附图说明

图1绘示依据本实用新型一实施例的门铃系统示意图；

图2A绘示依据本实用新型一实施例的门铃系统示意图；

图2B绘示依据本实用新型一实施例的门铃系统示意图；

图3绘示依据本实用新型一实施例的门铃系统示意图；

图4绘示依据本实用新型一实施例的门铃系统示意图；

图5绘示依据本实用新型一实施例的检测操作电流的示意图；

图6绘示依据本实用新型一实施例的检测操作电流的示意图；

图7绘示依据本实用新型一实施例的门铃系统示意图；

图8绘示依据本实用新型一实施例的检测第一直流电压的示意图；

图9绘示依据本实用新型一实施例的检测第一直流电压的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的结构原理和工作原理作具体的描述：

以电子信号驱动的门铃系统，可包括有设置于门外的门铃界面装置(例如可包括一个按钮)、设置于室内的响铃装置、以及提供电源的变压器。待命状态下(以下所说明的例子，都以待命状态代表门铃按钮未被按下的状态)，响铃装置不发出声响，而当有访客按压门铃界面装置的按钮时，响铃装置发出声响。

响铃装置例如可包括有缠绕金属线圈的螺线管的模拟式响铃装置或是数字式响铃装置。以模拟式响铃装置为例，当门铃按钮未被按压时，电流主要供应门铃界面装置的控制电路正常工作，螺线管维持在固定位置。而当门铃按钮被按压时，电流经由电源切换电路与缠绕金属线圈形成一回路，使得大电流流过金属线圈，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响铃声。在此范例的响铃装置中，由于门铃系统始终有电流流过响铃装置，当流过响铃装置的电流过大时，可能造成激磁(excitation)现象，使得响铃装置在待命状态时仍持续发出蜂鸣声。对数字式响铃装置而言，由于门铃系统始终有电流流过响铃装置，当流过响铃装置的电流过大时，可能造成数字式响铃乱叫的误动作。

此外，由于在按下门铃按钮时，供应至门铃界面装置内部的电源切换到供应至室内的响铃装置，门铃界面装置内部会暂时失去电源，因此通常需安装电池于门铃界面装置中。然而，电池不仅占空间，且会有电力耗尽的问题，而若是使用充电电池，则还需要设置充电电路于门铃界面装置中。再者，电池所提供的电压仍须搭配升压电路以驱动门铃界面装置内部的其他电路，上述这些额外的电路以及电池本身皆需占据门铃界面装置内部相当多的空间，并不利于降低生产成本。

图1绘示依据本实用新型一实施例的门铃系统1的示意图。门铃系统1包括门铃控制装置10、变压器12、门铃界面装置16、以及响铃装置14。门铃控制装置10具有第一接脚P1、第二接脚P2、第三接脚P3、以及第四接脚P4，门铃控制装置10用以依据第二接脚P2的电流或电压，控制第一接脚P1及第三接脚P3之间的导通状态，第一接脚P1耦接第二接脚P2。变压器12输出交流电压至门铃控制装置10的第一接脚P1及第四接脚P4。门铃界面装置16耦接门铃控制装置10的第二接脚P2及第四接脚P4。响铃装置14耦接门铃控制装置10的第三接脚P3及第四接脚P4。

变压器12可将市电的交流电源(例如110V或是220V)转换为振幅较小的交流电压VPOWER(例如振幅范围在8V-32V)，以输出交流电压VPOWER至门铃控制装置10的第一接脚P1及第四接脚P4，供电给门铃控制装置10。门铃界面装置16亦可由交流电压VPOWER供电。举例而言，门铃界面装置16可以包括按钮以及网络摄影机(IPcamera)，网络摄影机于平时可作为安全防护之用，拍摄居家周围环境的影片，当有访客接近门铃按钮时，网络摄影机亦可以拍摄访客，并可通过网络传送数据，使得使用者可藉由网络装置(例如智能型手机)看到目前来访的访客的影像。门铃界面装置16可持续由变压器12输出的交流电压VPOWER供电，故其内部不需设置电池，而能维持长时间的操作，可以使得网络摄影机不间断地维持录影，并且通过网络持续即时直播给使用者观看。

当门铃界面装置16的按钮被按下时，门铃界面装置16会送出信号通知门铃控制装置10，例如改变门铃控制装置10的第二接脚P2的电流或电压，以使得门铃控制装置10控制响铃装置14发出声响。在一实施例中，当门铃界面装置16的按钮被按下时，门铃界面装置16内部电路将会产生电流变化进而通知门铃控制装置10，例如让门铃界面装置16有个重载，使得流过第二接脚P2的电流瞬间增加或是可维持0.2毫秒的接近短路状态，进而使得第二接脚P2的电压瞬间下降，而让门铃控制装置10得知目前门铃按钮被按下。

门铃控制装置10可依据第二接脚P2的电流或电压，控制第一接脚P1及第三接脚P3之间的导通状态。在平时的待命状态，门铃控制装置10控制第一接脚P1及第三接脚P3之间非导通，因此变压器12输出的交流电压VPOWER不会供电至响铃装置14，响铃装置14不发出声响。响铃装置14有一内阻，例如内阻为10欧姆。而当门铃按钮被按下时，门铃控制装置10依据第二接脚P2的电流或电压接收到此讯息，控制第一接脚P1及第三接脚P3之间导通，例如可维持0.2毫秒至数秒的导通状态，此时将会产生大电流流经响铃装置14路径(内阻为10欧姆)，而使得响铃装置14发出声响，且不会使门铃界面装置16断电。由于在待命状态时，第一接脚P1与第三接脚P3之间非导通，可避免电流流经响铃装置14，因此在门铃按钮未被按下时，响铃装置14不会因为激磁现象而发出蜂鸣声。

上述实施例的响铃装置14是以模拟装置作为范例，例如包括有螺线管与金属线圈，藉由敲击金属发出声响，然而上述电铃系统1的架构亦可以使用数字电路构成的响铃装置14，数字的响铃装置例如包括微处理器，可控制音乐集成电路发出声音。此外，由于门铃界面装置16可持续由变压器12输出的电压供电，因此门铃界面装置16不需设置电池，不仅可以降低成本，亦带来较高的系统可靠度，而对于设置有网络摄影的门铃界面装置16，更能够达到长时间的高画质影像直播的功能。

图1所绘示的仅是门铃系统1的示意图，非实际电路图，图1用以说明门铃控制装置10内部的开关切换操作。门铃控制装置10内部的电路实作方式并不限定于图1所绘示，更可包括其他电路单元。

图2A绘示依据本实用新型一实施例的门铃系统1_a的示意图，门铃系统1_a包括门铃控制装置10_a、变压器12、响铃装置14、以及门铃界面装置16，这些单元的连接关系与图1所示的门铃系统1相似，于此不再赘述。门铃控制装置10_a包括电压转换电路101、开关单元106、以及控制单元108。电压转换电路101耦接第一接脚P1及第四接脚P4，用以产生第二直流电压V2，电压转换电路101例如可将交流电压VPOWER转换成第二直流电压V2。开关单元106用以切换第一接脚P1与第三接脚P3之间的导通状态。控制单元108由第二直流电压V2供电，用以依据第二接脚P2的电流或电压，控制开关单元106。第一接脚P1耦接第二接脚P2。

图2B绘示依据本实用新型一实施例的门铃系统1_b的示意图，门铃系统1_b包括门铃控制装置10_b、变压器12、响铃装置14、以及门铃界面装置16。在此实施例中，电压转换电路101包括整流器102以及直流电压转换电路104。整流器102耦接第一接脚P1及第四接脚P4，用以将第一接脚P1及第四接脚P4之间的电压转换为第一直流电压V1。整流器102可将交流电压VPOWER转换成第一直流电压V1，第一直流电压V1例如是直流18V，整流器102的一种范例作法为使用二极管构成的桥式整流器(bridgerectifier)。直流电压转换电路104用以将第一直流电压V1转换为第二直流电压V2，直流电压转换电路104例如为降压转换器(buckconverter)，可将第一直流电压V1降压转换为第二直流电压V2，第二直流电压V2例如是5V或3.3V，可用以供电至控制单元108。整流器102及直流电压转换电路104可整合为单一电路单元。控制单元108例如是微处理器，可依据第二接脚P2的电流或电压，从通用输入输出接脚(GPIO)输出控制信号至开关单元106，控制单元108也可以由数字逻辑电路实作。开关单元106例如是光耦合继电器(relay)，以切换第一接脚P1与第三接脚P3之间的导通状态，控制响铃装置14何时发出声响。图2的门铃控制装置10_b是图1门铃控制装置10的一种实作方式，其操作原理可见图1实施例相关说明。

图3绘示依据本实用新型一实施例的门铃系统1_c的示意图，门铃系统1_c包括门铃控制装置10_c，与图2B所示门铃控制装置10_b的差异在于，门铃控制装置10_c还包括二极管110，二极管110耦接于第一接脚P1与第三接脚P3之间，形成电流导通路径。当控制单元108藉由控制开关单元106以使得第一接脚P1与第三接脚P3之间非导通时，由于第一接脚P1与第三接脚P3之间有二极管110，而能使得在门铃按钮未被按下时，第一接脚P1与第三接脚P3之间仍能通过一个小电流I_S，这个小电流I_S流经响铃装置14，使得响铃装置14的内部电路处于待命(standby)状态，当门铃按钮被按下时，响铃装置14能够快速反应而发出声响。

于门铃控制装置10_c设置二极管110，可适用于数字式响铃装置，不用于模拟式响铃装置。在一实施例中，门铃控制装置10_c可包括指拨开关111，可让使用者藉由操作指拨开关111，以切换目前使用数字式或模拟式响铃装置。此处以数字式响铃来论述。数字式响铃装置14的内部电路在待命状态若无电流通过，完全停止供电，则当有访客按下门铃时，从电路的无供电初始状态要切换到发出声响的状态，需要特定时间长度的反应时间，例如数字式响铃装置内部电路开机时间、内部电容的充电时间。而藉由设置二极管110，能够让响铃装置14即使在未发出声响时，仍然有小电流通过，能够让电路维持在待命状态，例如可保持电路启动或电容储存一定的电荷量，而能够随时快速切换到发出声响的状态。

控制单元108可直接耦接第二接脚P2，以直接检测第二接脚P2的电流或电压，据以控制开关106，以下更说明检测电流或电压的不同实施例。图4绘示依据本实用新型一实施例的门铃系统1_d的示意图，门铃系统1_d包括门铃控制装置10_d，门铃控制装置10_d内的二极管110以及指拨开关111为可选择性设置，门铃控制装置10_d包括电流检测单元112。电流检测单元112可由第二直流电压V2供电，电流检测单元112可用以检测流经第一接脚P1至第二接脚P2的操作电流I_OP。由于变压器12输出的是交流电压V_POWER，操作电流I_OP的实际电流方向可能是由第一接脚P1流向第二接脚P2，或是由第二接脚P2流向第一接脚P1，在一实施例中，电流检测单元112可检测操作电流I_OP的电流强度。当电流检测单元112检测到的操作电流I_OP符合一电流条件C_I时，控制单元108控制开关单元106导通。反之，当电流检测单元112检测到的操作电流I_OP不符合此电流条件C_I时，控制单元108控制开关单元106非导通。

上述的电流条件C_I，可相关于门铃界面装置16的按钮是否被按下，当按钮被按下时，门铃界面装置16可以改变流经第二接脚P2的电流，使得操作电流I_OP符合电流条件C_I，让开关单元106导通。电流条件C_I可以有多种实作方式，举例而言，当门铃按钮被按下时，门铃界面装置16可以藉由加重抽载，让流经第二接脚P2的电流增加，此例中，电流条件C_I是操作电流I_OP大于电流门限值I_TH。图5绘示依据本实用新型一实施例的检测操作电流IOP的示意图，图5所示为操作电流I_OP对时间的关系图，当操作电流I_OP小于电流门限值I_TH时，是属于待命状态，而当操作电流I_OP大于电流门限值I_TH时，控制单元108控制开关单元106导通，使得响铃装置14发出声响。

在另一实施例中，当门铃按钮被按下时，门铃界面装置16可以产生具有特殊波形的电流，例如产生具有3个连续脉冲(pulse)的电流波形，此例中，电流条件C_I是操作电流I_OP于一时间周期内具有的脉冲数量符合一电流脉冲数量条件。电流检测单元112可检测操作电流I_OP于一时间周期内的脉冲数量，当符合电流脉冲数量条件，例如大于等于3个脉冲，则通知控制单元108开启开关单元106。图6绘示依据本实用新型一实施例的检测操作电流的示意图，图6所示的虚线范围可代表电流检测单元112设定的电流上界与电流下界，当电流检测单元112检测到操作电流I_OP越过虚线的临界值时，得知操作电流I_OP波形产生了一个脉冲，电流检测单元112可藉由计算于一时间周期内操作电流I_OP波形产生的脉冲数量，判断是否要开启开关单元106。

除了可藉由检测电流之外，控制单元108亦可藉由检测第二接脚P2的电压，决定开关单元106的导通状态。由于整流器102将输入的交流电压V_POWER转换为第一直流电压V1输出，整流器102输出的第一直流电压V1相关于第二接脚P2的电压，因此控制单元108亦可检测整流器102输出的第一直流电压V1。图7绘示依据本实用新型一实施例的门铃系统1_e的示意图，门铃系统1_e包括门铃控制装置10_e，门铃控制装置10_e内的二极管110以及指拨开关111为可选择性设置，门铃控制装置10_e的控制单元108可以检测整流器102输出的第一直流电压V1，当第一直流电压V1符合一电压条件C_V时，控制单元108控制开关单元106导通。反之，当第一直流电压V1不符合电压条件C_V时，控制单元108控制开关单元106非导通。

举例而言，当门铃按钮被按下时，门铃界面装置16可以藉由加重抽载，让流经第二接脚P2的电流增加，进而使得第二接脚P2的电压瞬间下降，此时整流器102所输出的第一直流电压V1也随之下降，例如下降到8V，此例中，电压条件C_V是第一直流电压V1小于电压门限值V_TH。图8绘示依据本实用新型一实施例的检测第一直流电压V1的示意图，图8所示为第一直流电压V1对时间的关系图，当第一直流电压V1高于电压门限值V_TH时，是属于待命状态，而当第一直流电压V1低于电压门限值V_TH时，控制单元108控制开关单元106导通，使得响铃装置14发出声响。

在另一实施例中，当门铃按钮被按下时，门铃界面装置16可以产生具有特殊波形的电压，使得整流器102的输出产生例如具有3个连续脉冲的电压波形，此例中，电压条件C_V是第一直流电压V1于一时间周期内具有的脉冲数量符合一电压脉冲数量条件。控制单元108可检测第一直流电压V1于一时间周期内的脉冲数量，当符合电压脉冲数量条件，例如大于等于3个脉冲，则决定开启开关单元106。图9绘示依据本实用新型一实施例的检测第一直流电压的示意图，图9所示的虚线范围可代表控制单元108设定的电压上界与电压下界，当控制单元108检测到第一直流电压V1越过虚线的临界值时，得知第一直流电压V1的波形产生了一个脉冲，控制单元108可藉由计算于一时间周期内第一直流电压V1波形产生的脉冲数量，判断是否要开启开关单元106。

于本实用新型实施例上述的门铃系统，藉由门铃控制装置控制响铃装置以及门铃界面装置的供电，而能够持续供电至门铃界面装置，无须于门铃界面装置中使用电池，并且能够提供长时间的不间断录影、影像编码、网络数据传输，可以省去与电池相搭配的升压电路及/或充电电路，不仅能够减少电路所占用的面积，亦能降低生产成本，且对于使用者而言，无须更换电池更提高了使用便利性，长时间录影更为居家环境安全带来更高程度的保障。

门铃控制装置并可藉由检测来自于门铃界面装置的电流或电压改变，以控制开关单元的切换，决定是否供电至响铃装置，如此能够避免在门铃按钮未被按下时模拟式响铃装置发出的蜂鸣声。此外，针对数字式响铃装置更可经由设置电流导通路径，使得数字式响铃装置在未发出声响时，仍然有小电流流过，而能维持在待命状态，能够快速切换到发出声响的状态，以及避免大电流流经数字式响铃装置所造成的误动作。本实用新型上述实施例的门铃控制装置，可适用于模拟式响铃装置以及数字式响铃装置，应用层面广。本实用新型上述实施例的门铃系统可直接连接交流电源，使用者无须更动原先屋内的布线设计，本实用新型的门铃系统更具有安装容易的优点。

当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型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实用新型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实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims

1.一种门铃系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的门铃系统，其特征在于，该门铃控制装置包括：

3.根据权利要求2所述的门铃系统，其特征在于，该电压转换电路包括：

4.根据权利要求3所述的门铃系统，其特征在于，该门铃控制装置还包括：

5.根据权利要求3所述的门铃系统，其特征在于，该控制单元耦接该整流器，该控制单元接收该整流器产生的该第一直流电压，当该控制单元判断该第一直流电压符合一电压条件时，该控制单元控制该开关单元导通，当该控制单元判断该控制单元判断该第一直流电压不符合该电压条件时，该控制单元控制该开关单元非导通。

6.根据权利要求1所述的门铃系统，其特征在于，该门铃界面装置包括一按钮，当该按钮被按下时，该门铃界面装置改变该门铃控制装置的该第二接脚的电流或电压，该门铃控制装置控制该第一接脚及该第三接脚之间导通，该响铃装置发出声响，当该按钮未被按下时，该门铃控制装置控制该第一接脚及该第三接脚之间非导通，该响铃装置不发出声响。

7.一种门铃控制装置，具有一第一接脚、一第二接脚、一第三接脚、及一第四接脚，其特征在于，该门铃控制装置包括：

其中该第一接脚耦接该第二接脚。

8.根据权利要求7所述的门铃控制装置，其特征在于，该电压转换电路包括：

9.根据权利要求8所述的门铃控制装置，其特征在于，该门铃控制装置还包括：

10.根据权利要求8所述的门铃控制装置，其特征在于，该控制单元耦接该整流器，该控制单元接收该整流器产生的该第一直流电压，当该控制单元判断该第一直流电压符合一电压条件时，该控制单元控制该开关单元导通，当该控制单元判断该第一直流电压不符合该电压条件时，该控制单元控制该开关单元非导通。