CN2217291Y - 智能控制开关 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种智能控制开关，它包括直流电源和红外线发射等电路。它的红外线双通道接收电路与逻辑方向鉴别电路串联后与亮度检测电路并联，再与开关逻辑控制电路、无触点开关电路串联。本实用新型具有结构简单、安装使用方便、节约电能、使用性能好等特点，特别适于公共场所使用。

Description

智能控制开关

本实用新型涉及一种智能型电灯控制开关。

目前，在一些公共场所，不分白昼，也不论有人无人，经常是灯火通明，白白浪费了很多电能。使用普通控制开关又根本无法解决这一问题。现在虽然提出一些技术解决方案，但这些方案或因性价比低，难以在日常生活领域中普及应用；或因受功能、环境限制，很难起到人在灯亮，人走灯灭的智能开关作用。

本实用新型的目的旨在克服现有技术之不足，而提供一种结构简单、成本低、使用性能好、节约电能、适用于公共场所的智能开关。

本实用新型包括直流电源电路、红外发射是路，它的红外线双通道接收电路与逻辑方向鉴别电路串联后与亮度检测电路并联，再与开关逻辑控制电路，无触点开关串联。

本实用新型的红外线双通道接收电路，由IC₂、IC₃、电阻R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₆、R₇、R₉、电容C₃、C₄、C₅、C₆、C₇、C₈、红外线接收管PHD₁、PHD₂联接组成。

本实用新型的逻辑方向鉴别电路由IC₄₁、IC₄₂、与非门IC₅₁、IC₅₂、IC₅₃、IC₅₄、电阻R₈、R₁₀、R₁₁、R₁₂、R₁₃、R₁₄、电容C₉、C₁₀、C₁₁、C₁₂、C₁₃、C₁₄联接组成。

本实用新型的亮度检测电路由IC₄₄、电阻R₁₉、R₂₀、W₂和D₁₂、光敏电阻R₀联接组成。

本实用新型的逻辑控制电路由IC₄₃、IC₆、R₁₅、R₁₆、R₁₇、R₁₈、D₅、D₆、D₇、D₈、D₉、R₂₁联接组成。

本实用新型的无触点开关由BG₂、CT、R₂₂、C₁₅、D₁₁联接组成。

本实用新型具有结构简单、安装使用方便、节约电能、使用性能好等特点。

图1方本实用新型电路框图。

图2为本实用新型电子电路图。

图3为本实用新型逻辑方向鉴别电路工作波形图。

下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步描述：

本实用新型如图1所示，包括红外发射电路、红外线双通道接收电路、逻辑方向鉴别电路、亮度检测电路、开关逻辑控制电路、无触点开关及电源组成。具体工作原理如图2、图3所示。

1、红外线发射电路

为了保证红外发射有足够的功率并延长发射管工作寿命，发射电路采用脉冲工作方式，图中IC₇为双时基电路，IC₇₁、IC₇₂均接成多谐振荡器。IC₇₁产生1.5KHZ、占空比1∶3的振荡脉冲，由Q端输出。该脉冲调制IC₇₂产生的40KHZ载波信号，经BG₁放大推动DIR发射红外线。调节W₁可调节红外线发射强度。LED为工作指示发光管。

2、红外线双通道接收电路

由IC₂、IC₃等电子元件组成双通道红外线接收电路，用来接收、解调、放大被人体反射的红外线信号。IC₂、IC₃外围电路完全相同，其工作频率与发射电路载波频率一致，当PHD₁、PHD₂无红外信号照射时，IC₂、IC₃的第7脚均输出高电平。当PHD₁或PHD₂接收到红外线信号时，相应的IC₂或IC₃第7脚输出1.5KHZ脉冲信号。

3、逻辑方向鉴别电路

IC₄₁、IC₄₂为电压比较器。当PHD₁、PHD₂无红外线照射时，IC₂、IC₃均输出高电平，使IC₄₁、IC₄₂负输入端电位均高于正输入端参考电位，两比较器都输出低电平。此时由于R₁₁、R₁₂接地，c、d点均呈低电平。当PHD₁接收到红外线信号时，IC₂输出的1.5KHZ脉冲信号由IC₄₁反向输出，经D₃、C₁₁积分电路，使C点电位升高变成高电平。同样，当PHD₂接收到红外线信号时d点电位也升高成高电平。

IC₅₁-IC₅₄系方向鉴别电路，其工作波型详见附图3，假定人体按附图2所示箭头方向通过传感器，此时人体通过传感器的过程可分解为5步。第一步：人体尚未接近传感器，PHD₁、PHD₂均无红外线信号照射，c、d点电位均呈低电平；第二步：人体首先靠近PHD₂，使PHD₂首先接收到被人体反射的红外线信号。此时d点电位变为高电平，c点则仍保持低电平；第三步：人体行进至传感器正前方，使PHD₂、PHD₁都接收到红外线信号，此时d点仍保持高电平，c点则由低电平变为高电平；第四步：人体首先离开PHD₂，PHD₂接收不到红外信号，但PHD₁仍能收到红外信号。此时d点电位变为低电平，c点电位仍保持高电平；第五步：人体已通过传感器，PHD₁、PHD₂均收不到红外信号，d点电位变为低电平，c点电位由高电平变为低电平。从附图3中看出，人体运动方向为PHD₁→PHD₂时，i点(IC₅₃输出端)输出一负脉冲；当运动方向为PHD₂→PHD₁时，j点(IC₅₄输出端)输出一负脉冲。

4、亮度信号检测

R₀为光敏元件，IC₄₄为亮度阀值比较器。当室内亮度小时R₀值变大，使IC₄₄正输入端电位高于负输入端电位，IC₄₄输出高电平。反之室内亮度大时IC₄₄输出低电平。

5、开关逻辑控制电路

该电路包括加减计数电路和逻辑运算电路两部分。

IC₄₃和IC₆构成加、减计数电路，计数状态信息由IC₆的Q₀端输出至逻辑运算电路，由于i，j点平时为高电平，使IC₄₃输出端保持为低电平。此时IC₆处于减法计数状态。当IC₅₄输出负脉冲时，此信号经D₅加至IC₆的CP端作为计数脉冲，同时由于D₆载止，IC₄₃输出状态不变，IC₆作减法计数。当IC₅₃输出负脉冲时，此信号一方面经过D₆加至IC₆的CP端作为计数脉冲，另一方面经D₁使IC₄₃输出高电平，IC₆变成加法计数状态，作加法计数。脉冲过后IC₄₃又输出低电平，使IC₆处于减法计数状态。IC₆处于减法计数状态时，其Q₀端仅当计数值为零时呈低电平，否则输出高电平。即当人体通过传感器进入室内时，计数器计数值为进入室内的人员数，此时Q₀端为高电平，当人员全部走出时计数值为零，Q₀端输出低电平。

由D₈、D₉、R₂₁构成逻辑“与”运算电路，K、L为输入端，M为输出端。仅当K、L同时为高电平时，M端才会变成高电平。即同时满足室内有人(此时IC₆的Q₀端为高电平)、室内亮度小(IC₄₄输出高电平)这两个条件时，M端才会变成高电平。

6、无触点开关

无触点开关由BG₂、CT构成。当逻辑运算输出端M为高电平时，BG₂导通，触发可控硅CT导电，照明灯得电。D₁₀的作用是一旦BG₂导通，不论R₀阻值怎样变化，使IC₄₄输出端始终保持高电平，避免照明灯闪烁。

7、电源电路

220V市电经变压器变压、整流后，由IC₁稳压得到+5V电源。

附图2是实现本实用新型的基本电路，其中元器件或单元电路是可以用功能相近的其它元件或电路来代替的。如红外发射电路可由具有相同功能的与非门电路来取代；也可以取消脉冲电路而只采用简单的40KHZ振荡器电路，只是红外线发射功率要变小，传感距离缩短而已。计数电路也可直接采用双时钟加、减计数器如CD40192等。电路中的CT可用普通继电器代换，也可用固体继电器代换。IC₂、IC₃可用KA2184取代。

总之，实现同一功能的电路形式是灵活的，具有多样性。

本实用新型采用红外线反射式传感器，即红外发射和接收管一体化安装。其传感距离可达80cm。若在接收管前安装聚焦透镜，传感距离可达1.5cm以上。在要求传感距离更大的场合，可以采用阻断光路式红外线传感器，即发射管和接收管相对安装于人行通道两侧形成光路。但此时，需将附图2电路中IC₄₁、IC₄₂的正、负输入端分别对换。

概而言之，本实用新型具有以下几种功能：1、逻辑方向鉴别功能。当开关处于“闭态”时，人体无论按哪一方向通过传感器，开关都动作成“开态”不防把开关由“闭态”转为“开态”时的人体运动方向称为逻辑正向，其反方向称为逻辑负向，仅当人体按逻辑负向通过传感器时开关才有可能由“开”态转为“闭”态。2、开关逻辑控制功能。当人体按逻辑正向通过时，开关处于“开”态，同时控制器作加法(或减法)计数，计数值为通过传感器的人数；当人体按逻辑负向通过传感器时，控制器作减法(或加法)计数，仅当计数值为零时，开关才有可能由“开”态转为“闭”态。3、亮度检测控制功能。当室内高度大于设定阀值时，不论是否有人通过传感器，开关都不动作，仅当室内亮度大于设定值时，开关才根据是否有人通过传感器及往返人数而动作。

Claims (6)

1、一种智能控制开关，包括直流电源电路、红外发射电路，其特征在于红外线双通道接收电路与逻辑方向鉴别电路串联后与亮度检测电路并联，再与开关逻辑控制电路、无触点开关串联。

2、根据权利要求1，所述的智能控制开关其特征在于红外线双通道接收电路，由IC₂、IC₃、电阻R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₆、R₇、R₉、电容C₃、C₄、C₅、C₆、C₇、C₈、红外线接收管PHD₁、PHD₂联接组成。

3、根据权利要求1，所述的智能控制开关其特征在于逻辑方向鉴别电路由IC₄₁、IC₄₂、与非门IC₅₁、IC₅₂、IC₅₃、IC₅₄、电阻R₈、R₁₀、R₁₁、R₁₂、R₁₃、R₁₄、电容C₉、C₁₀、C₁₁、C₁₂、C₁₃、C₁₄联接组成。

4、根据权利要求1，所述的智控制开关其特征在于亮度检测电路由IC₄₄、电阻R₁₉、R₂₀、W₂和D₁₂、光敏电阻R₀联接组成。

5、根据权利要求1，所述的智能控制开关，其特征在于逻辑控制电路由IC₄₃、IC₆、R₁₅、R₁₆、R₁₇、R₁₈、D₅、D₆、D₇、D₈、D₉、R₂₁联接组成。

6、根据权利要求1，所述的智能开关，其特征在于无触点开关由BG₂、CT、R₂₂、C₁₅、D₁₁联接组成。

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