CN2228693Y - 一种自动感应开关装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种安装在特定场所入口处，能够根据人员进出情况自动通断照明设备的自动感应开关装置。包括一个电磁波辐射器、两相应的接收器、控制部件及电子开关；控制部件的输入端与接收器相连，输出端与电子开关的控制端相连；辐射器的辐射元件安装在特定场所入口的一侧，距离地面有一定高度；接收器的两个信号接收元件同时安装在入口的与辐射元件相对的另一侧，与所述辐射元件同一高度。其可实现有人时照明设备自动接通，无人时自动切断，同时显示场所内人数。既为工作人员带来方便，又可节约电能。

Description

一种自动感应开关装置
本实用新型涉及一种自动感应控制装置，特别是一种用于控制照明设备的自动感应电子开关装置。
自动感应控制装置早已进入生产、生活中的许多领域，如微机上所用的触摸屏，一些宾馆、饭店大门的自动开关及一些报警装置等。这些装置利用运动的人或物对其传感元件所接收的信号的影响进行监控，完成预定的动作。但到目前为止，自动感应控制装置的优势还远未得到充分的开发和利用。如在一些仓库、书库、生产车间等类似场所，当有人员进入时，场所内照明设备不能自动开启，仍需手动；人员离开时，照明设施的及时关断又常被人忽视。此外，因为缺少监控措施，加之管理者的一时疏忽而误将人员反锁在内的事情也时有发生。
本实用新型的目的在于针对上述存在的问题，提供一种安装在特定场所入口处，能够根据人员进出情况自动通断照明设备的自动感应开关装置。
本实用新型的另一目的，是提供一种自动感应开关装置，其除具有上述功能外，还可显示滞留于特定场所内的人数。
为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：一种自动感应开关装置，包括一个电磁波辐射器、相应的接收器、控制部件及电子开关；控制部件的输入端与接收器相连，输出端与电子开关的控制端相连；
所述辐射器的辐射元件安装在特定场所入口的一侧，距离地面有一定高度；
所述接收器有两个，其信号接收元件同时安装在入口的与辐射元件相对的另一侧，与所述辐射元件同一高度，该高度及两个信号接收元件的间距满足当有一个人通过入口时，辐射元件到两接收元件的辐射线先后被阻挡一次，在此条件下所述两接收器分别输出一个电压脉冲信号；
所述控制部件包括：
运动方向确定电路，用于判断人员通过入口的方向；
可逆计数器，用于记录滞留于场所内的人数；
电子开关驱动电路，用于控制电子开关；
运动方向确定电路的两输入端分别与前述两接收器的输出端相连；两输出端分别与可逆计数器的加计数和减计数时钟输入端相连；
电子开关驱动电路的输入端与可逆计数器的输出端相连，输出端与电子开关的控制端相连，当计数器输出非0时，其输出的控制信号使电子开关接通，否则断开。
本实用新型的自动感应开关装置，还包括有显示部件，它与控制部件中的可逆计数器相连，以十进制数或百进制数显示可逆计数器的输出，从而在自动控制照明设备通断的同时，还可显示进入场所内的人数。
本自动感应开关装置工作过程是：当有人从入口进入时，两接收器分别先后产生一个电压脉冲信号，该信号触发运动方向确定电路，使其在与可逆计数器加计数时钟输入端相连的输出端输出一个脉冲信号，由可逆计数器执行加1运算，当有人离开时，两接收器输出的脉冲信号与进入时先后次序相反，该信号触发运动方向确定电路在其与可逆计数器减计数时钟输入端相连的输出端输出一个脉冲信号，由可逆计数器执行减1运算，因此计数器的输出即对应于进入场所内的净人数。当可逆计数器输出非0时，电子开关驱动电路输出到电子开关控制端的控制信号使照明电路接通，反之使照明电路断开，从而实现对场所内照明设备的自动控制。
下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步详细说明。
图1为本实用新型一较佳实施例的电路方框图。
图2为图1所示较佳实施例中电磁波辐射器的具体电路图。
图3为图1所示较佳实施例中接收器的具体电路图。
图4为图1所示较佳实施例中运动方向确定电路，可逆计数电路、电子开关驱动电路和电子开关电路的具体电路图。
图5为本实用新型另一较佳实施例的电路方框图。
如图1所示，本实用新型的自动感应开关装置由红外发射器1、相应红外接收器2、3、运动方向确定电路4、可逆计数电路5、电子开关驱动电路6及电子开关7等几部分组成。
图2对应于图1中的红外发射器1，它由一个由反相器DD1.1、DD1.2、DD1.3和电容C1构成的环型振荡器、反相器DD1.4、红外发光二极管管D1及电流放大器BG1及其偏置电路组成。电阻R1和R2串接在正电源与BG1的基极之间，为BG1提供一个静态偏置电流；BG1发射极接地；环型振荡器及反相器DD1.4共同构成一个低频脉冲信号源，经基极电阻R2接到BG1的基极，对电流放大器进行调制，发光二极D1做为BG1集电极负载，其正极通过电阻R3接正电源，负极接BG1集电极，发射连续的低频红外脉冲信号；发光二极管D1安装在入口的门边框上，距地面70-80cm。
如图3所示为图1中两个完全相同的红外接收器2和3之一的电路。其包括有光电二极管、取样电阻、电压放大单元、滤波器、检波器及施密特触发器等几部分组成，光电二极管D2与取样电阻R4串连在负电源与地之间，将接收到的由发光二极管D1发射的低频脉冲信号转换成低频电压；D2和R4连接点与由电容C2、C3和电阻R5、R6组成的滤波器相连，将R4上的信号隔直滤波后加到运放FC54的同相输入端。该运算放大器工作在开环状态，当±5V电源供电时，可将低频脉冲信号幅度放大到3V左右；FC54输出端与由D3及C5构成的检波器相连，经FC54放大的低频信号经该检波器检波，输出一个3V左右的直流电压信号，此信号通过接在地的电阻R7和与晶体管BG2的基极相连的电阻R8分压后，加到BG2的基极。BG2发射极接地，集电极和与非门DD2.1输入端连结，BG2的基极和DD2.1输出端之间跨接一个电阻R9，由此构成一个施密特触发器，将接收到的3V直流电压信号变为标准的逻辑“1”电平输出。当有人通过门时，光电二极管D2接收到的信号是被一频率更低的单负脉冲调幅的低频信号，该单负脉冲宽度等于人通过门时阻挡红外辐射器到接收器之间辐射线的时间。此被调制的低频脉冲经检波器检出其负脉冲包络，调整C5、R7、R8可使施密特触发器输出一个具有陡峭上升及下降沿的负脉冲。图1中所示的接收器2和3的光电二极管分别安装在入口对面门边框与发光二极管D1同样高度的位置上，且两光电二极管之间的水平距离为60-80cm。当有人进门时，接收器2先发一个负脉冲，接收器3随后发一个负脉冲，且两脉冲在时间上有一段重叠。
图4包括运动方向确定电路4，可逆计数电路5、电子开关驱动电路6和电子开关7电路。运动方向确定电路4由一个二输入四与非门DD5和二个双D触发器DD3、DD4组成。与非门DD5.1和DD5.2的两输入端分别短接，并与前述接收器2和3的输出端相连；触发器DD4.1和DD3.1的时钟控制端C及DD3.2、DD4.2的直接复位端 R分1别与DD5.1的输入和输出端连接；DD4.2、和DD3.2的C端及触发器DD3.1、DD4.1的 R端分别与DD5.2的输入和输出端连接；DD3.1、DD3.2由彼此的负输出端 Q提供数据输入端D的信号；DD4.1和DD4.2的D端分别由DD3.2、DD3.1的正输出端Q控制；DD4.1和DD4.2的Q端分别接DD5.3和DD5.4的一个输入端，DD5.3和DD5.4的另一输入端接DD5.2和DD5.1的输入端。当图1中的接收器2.3输出逻辑“1”电平时，各触发器均被复位，使运动方向确定电路4经与非门DD5.3和DD5.4输出为“1”。一旦与非门DD5.1和DD5.2先后接收到由接收器2、3发来的负脉冲信号，触发器DD3.1、DD4.2输出保持低电平，触发器DD3.2由于其R端失效时C端有一上升沿而被触发输出一个脉冲信号，该脉冲又触发DD4.1输出一个较窄的脉冲信号，其与接收器3的输出信号共同作用，使运动方向确定电路4经DD5.3输出一个窄脉冲，DD5.4输出保持不变。当与非门DD5.1，DD5.2接收到顺序相反的脉冲信号对时，运动方向确定电路4的工作过程与上述类似，最后由与非门DD5.4输出一脉冲信号，DD5.3输出保持状态不变。
可逆计数器5为由两个十进制可逆计数器DD6.1和DD6.2级联，构成的一个一百进制可逆计数器。DD6.1的加计数时钟输入端和减计数时钟输入端分别与运动方向确定电路4的DD5.3和DD5.4输出端相连，DD6.1的进位和借位输出端分别接到DD6.2的加计数时钟输入端和减计数时钟输入端，完成计数功能；开关SB1一端通过电阻R11接正电源，另一端分别接到DD6.1和DD6.2的清除输入端C R，SB1闭合，可实现计数器清零，SB1断开，则计数器恢复计数功能。
电子开关驱动电路6由一个由八个二极管D4--D11构成的八输入或门和电流放大器BG3构成。或门输出端通过电阻R12与BG3的基极相连，BG3的发射极接电子开关(可控硅SCR1)的控制端。当计数器输出非0时，上述或门输出高电平，电流放大器BG3导通，由可控硅SCR1、照明设备EL1和220V市电组成的回路在电源电压正半周导通，照明灯半明半暗，此时电容C6、二极管D12、电阻R14串联后并接在EL1两端，C6经D12、R14和导通的SCR1开始充电，经2-3秒后电容器充电到可控硅SCR2的导通电压，经电阻R13加到SCR2控制端使由SCR2、EL1和220V市电构成的回路在电源电压负半周导通，照明灯全亮。当可逆计数器输出为0时，上述或门输出低电平，BG3、SCR1截止，EL1半明半暗；几秒钟后SCR2截止，ECL1熄灭。稳压管D13与C6并接使其两端的电压限制在7-8V以下。
上述图2-4各部分构成一个自动感应开关装置，可实现有人时照明设备自动接通，无人时自动切断，既为工作人员带来方便，又可节约电能。
除上述连接外，本实用新型的可逆计数器同时与一数字显示设备相连时，构成另一自动感应开关装置，如图5示，可实现在自动通断照明设备的同时，显示场所内人数。

Claims (7)

1.一种自动感应开关装置，包括一个电磁波辐射器、相应的接收器、控制部件及电子开关，控制部件的输入端与接收器相连，输出端与电子开关的控制端相连，其特征在于：
所述辐射器的辐射元件安装在特定场所入口的一侧，距离地面有一定高度，
所述接收器有两个，其信号接收元件同时安装在入口的与辐射元件相对的另一侧，与所述辐射元件同一高度，该高度及两个信号接收元件的间距满足当有一个人通过入口时，辐射元件到两接收元件的辐射线先后被阻挡一次，在此条件下所述两接收器分别输出一个电压脉冲信号，
所述控制部件包括：
运动方向确定电路，用于判断人员通过入口的方向，
可逆计数器，用于记录滞留于场所内的人数，
电子开关驱动电路，用于控制电子开关，
运动方向确定电路的两输入端分别与前述两接收器的输出端相连，两输出端分别与可逆计数器的加计数和减计数时钟输入端相连，
所述的运动方向确定电路由一个二输入四与非门DD5和二个双D触发器DD3、DD4组成，
与非门DD5.1和DD5.2的两输入端分别短接，并与前述接收器的输出端相连，
触发器DD4.1和DD3.1的时钟控制端C及DD3.2、DD4.2的直接复位端R分1别与DD5.1的输入和输出端连接，
DD4.2、和DD3.2的C端及触发器DD3.1、DD4.1的R端分别与DD5.2的输入和输出端连接，
DD3.1、DD3.2由彼此的负输出端 Q提供数据输入端D的信号，
DD4.1和DD4.2的D端分别由DD3.2、DD3.1的正输出端Q控制，
DD4.1和DD4.2的Q端分别接DD5.3和DD5.4的一个输入端，
DD5.3和DD5.4的另一输入端接DD5.2和DD5.1的输入端。
电子开关驱动电路的输入端与可逆计数器的输出端相连，输出端与电子开关的控制端相连。
2.根据权利要求1所述的一种自动感应开关装置，其特征在于：还包括有显示部件，它与控制部件中的可逆计数器相连，以十进制数或百进制数显示可逆计数器的输出。
3.根据权利要求1所述的一种自动感应开关装置，其特征在于：所述的电磁波辐射器为红外发射器，其发光元件即发光二极管安装在距地面高度为70-80cm处，二接收器为红外信号接收器，其信号接收元件即光电二极管之间的距离为60-80cm。
4.根据权利要求1或3所述的一种自动感应开关装置，其特征在于：所述的电磁波辐射器由一个由反相器DD1.1、DD1.2、DD1.3和电容C1构成的环型振荡器、反相器DD1.4、红外发光二极管管D1及电流放大器BG1及其偏置电路组成，
电阻R1和R2串接在正电源与BG1的基极之间，为BG1提供一个静态偏置电流，BG1发射极接地，
环型振荡器及反相器DD1.4共同构成一个低频脉冲信号源，经基极电阻R2接到BG1的基极，对电流放大器进行调制，
发光二极管D1做为BG1集电极负载，其正极通过电阻R3接正电源，负极接BG1集电极。
5.根据权利要求1或3所述的一种自动感应开关装置，其特征在于：所述的接收器包括有光电二极管、取样电阻、电压放大单元、滤波器、检波器及施密特触发器等几部分组成，
光电二极管D2与取样电阻R4串连在负电源与地之间，D2和R4连接点与由电容C2、C3和电阻R5、R6组成的滤波器相连，将R4上的信号隔直滤波后加到运放FC54的同相输入端，
FC54输出端与由D3及C5构成的检波器相连，经FC54放大的低频信号经该检波器检波，输出信号通过接在地的电阻R7和与晶体管BG2的基极相连的电阻R8分压后，加到BG2的基极，
BG2发射极接地，集电极和与非门DD2.1输入端连结，BG2的基极和DD2.1输出端之间跨接一个电阻R9，由此构成一个施密特触发器。
6.根据权利要求1所述的一种自动感应开关装置，其特征在于：所述的可逆计数器由两个十进制可逆计数器DD6.1和DD6.2级联，构成一个一百进制可逆计数器，
DD6.1的加计数时钟输入端和减计数时钟输入端分别与运动方向确定电路4的DD5.3和DD5.4输出端相连，DD6.1的进位和借位输出端分别接到DD6.2的加计数时钟输入端和减计数时钟输入端。
开关SB1一端通过电阻R11接正电源，另一端分别接到DD6.1和DD6.2的清除输入端CR。
7.根据权利要求1所述的一种自动感应开关装置，其特征在于：所述的电子开关驱动电路由一个由八个二极管D4-D11构成的八输入或门和电流放大器BG3构成，或门输出端通过电阻R12与BG3的基极相连，BG3的发射极接电子开关(可控硅SCR1)的控制端。
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