一種自動感應開關裝置的製作方法

2023-09-21 03:32:00

專利名稱：一種自動感應開關裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種自動感應控制裝置，特別是一種用於控制照明設備的自動感應電子開關裝置。
自動感應控制裝置早已進入生產、生活中的許多領域，如微機上所用的觸控螢幕，一些賓館、飯店大門的自動開關及一些報警裝置等。這些裝置利用運動的人或物對其傳感元件所接收的信號的影響進行監控，完成預定的動作。但到目前為止，自動感應控制裝置的優勢還遠未得到充分的開發和利用。如在一些倉庫、書庫、生產車間等類似場所，當有人員進入時，場所內照明設備不能自動開啟，仍需手動；人員離開時，照明設施的及時關斷又常被人忽視。此外，因為缺少監控措施，加之管理者的一時疏忽而誤將人員反鎖在內的事情也時有發生。
本實用新型的目的在於針對上述存在的問題，提供一種安裝在特定場所入口處，能夠根據人員進出情況自動通斷照明設備的自動感應開關裝置。
本實用新型的另一目的，是提供一種自動感應開關裝置，其除具有上述功能外，還可顯示滯留於特定場所內的人數。
為實現上述目的，本實用新型所採用的技術方案為一種自動感應開關裝置，包括一個電磁波輻射器、相應的接收器、控制部件及電子開關；控制部件的輸入端與接收器相連，輸出端與電子開關的控制端相連；所述輻射器的輻射元件安裝在特定場所入口的一側，距離地面有一定高度；
所述接收器有兩個，其信號接收元件同時安裝在入口的與輻射元件相對的另一側，與所述輻射元件同一高度，該高度及兩個信號接收元件的間距滿足當有一個人通過入口時，輻射元件到兩接收元件的輻射線先後被阻擋一次，在此條件下所述兩接收器分別輸出一個電壓脈衝信號；所述控制部件包括運動方向確定電路，用於判斷人員通過入口的方向；可逆計數器，用於記錄滯留於場所內的人數；電子開關驅動電路，用於控制電子開關；運動方向確定電路的兩輸入端分別與前述兩接收器的輸出端相連；兩輸出端分別與可逆計數器的加計數和減計數時鐘輸入端相連；電子開關驅動電路的輸入端與可逆計數器的輸出端相連，輸出端與電子開關的控制端相連，當計數器輸出非0時，其輸出的控制信號使電子開關接通，否則斷開。
本實用新型的自動感應開關裝置，還包括有顯示部件，它與控制部件中的可逆計數器相連，以十進位數或百進位數顯示可逆計數器的輸出，從而在自動控制照明設備通斷的同時，還可顯示進入場所內的人數。
本自動感應開關裝置工作過程是當有人從入口進入時，兩接收器分別先後產生一個電壓脈衝信號，該信號觸發運動方向確定電路，使其在與可逆計數器加計數時鐘輸入端相連的輸出端輸出一個脈衝信號，由可逆計數器執行加1運算，當有人離開時，兩接收器輸出的脈衝信號與進入時先後次序相反，該信號觸發運動方向確定電路在其與可逆計數器減計數時鐘輸入端相連的輸出端輸出一個脈衝信號，由可逆計數器執行減1運算，因此計數器的輸出即對應於進入場所內的淨人數。當可逆計數器輸出非0時，電子開關驅動電路輸出到電子開關控制端的控制信號使照明電路接通，反之使照明電路斷開，從而實現對場所內照明設備的自動控制。
以下結合附圖及實施例對本實用新型做進一步詳細說明。


圖1為本實用新型一較佳實施例的電路方框圖。
圖2為圖1所示較佳實施例中電磁波輻射器的具體電路圖。
圖3為圖1所示較佳實施例中接收器的具體電路圖。
圖4為圖1所示較佳實施例中運動方向確定電路，可逆計數電路、電子開關驅動電路和電子開關電路的具體電路圖。
圖5為本實用新型另一較佳實施例的電路方框圖。
如圖1所示，本實用新型的自動感應開關裝置由紅外發射器1、相應紅外接收器2、3、運動方向確定電路4、可逆計數電路5、電子開關驅動電路6及電子開關7等幾部分組成。
圖2對應於圖1中的紅外發射器1，它由一個由反相器DD1.1、DD1.2、DD1.3和電容C1構成的環型振蕩器、反相器DD1.4、紅外發光二極體管D1及電流放大器BG1及其偏置電路組成。電阻R1和R2串接在正電源與BG1的基極之間，為BG1提供一個靜態偏置電流；BG1發射極接地；環型振蕩器及反相器DD1.4共同構成一個低頻脈衝信號源，經基極電阻R2接到BG1的基極，對電流放大器進行調製，發光二極D1做為BG1集電極負載，其正極通過電阻R3接正電源，負極接BG1集電極，發射連續的低頻紅外脈衝信號；發光二極體D1安裝在入口的門邊框上，距地面70-80cm。
如圖3所示為圖1中兩個完全相同的紅外接收器2和3之一的電路。其包括有光電二極體、取樣電阻、電壓放大單元、濾波器、檢波器及施密特觸發器等幾部分組成，光電二極體D2與取樣電阻R4串連在負電源與地之間，將接收到的由發光二極體D1發射的低頻脈衝信號轉換成低頻電壓；D2和R4連接點與由電容C2、C3和電阻R5、R6組成的濾波器相連，將R4上的信號隔直濾波後加到運放FC54的同相輸入端。該運算放大器工作在開環狀態，當±5V電源供電時，可將低頻脈衝信號幅度放大到3V左右；FC54輸出端與由D3及C5構成的檢波器相連，經FC54放大的低頻信號經該檢波器檢波，輸出一個3V左右的直流電壓信號，此信號通過接在地的電阻R7和與電晶體BG2的基極相連的電阻R8分壓後，加到BG2的基極。BG2發射極接地，集電極和與非門DD2.1輸入端連結，BG2的基極和DD2.1輸出端之間跨接一個電阻R9，由此構成一個施密特觸發器，將接收到的3V直流電壓信號變為標準的邏輯「1」電平輸出。當有人通過門時，光電二極體D2接收到的信號是被一頻率更低的單負脈衝調幅的低頻信號，該單負脈衝寬度等於人通過門時阻擋紅外輻射器到接收器之間輻射線的時間。此被調製的低頻脈衝經檢波器檢出其負脈衝包絡，調整C5、R7、R8可使施密特觸發器輸出一個具有陡峭上升及下降沿的負脈衝。圖1中所示的接收器2和3的光電二極體分別安裝在入口對面門邊框與發光二極體D1同樣高度的位置上，且兩光電二極體之間的水平距離為60-80cm。當有人進門時，接收器2先發一個負脈衝，接收器3隨後發一個負脈衝，且兩脈衝在時間上有一段重疊。
圖4包括運動方向確定電路4，可逆計數電路5、電子開關驅動電路6和電子開關7電路。運動方向確定電路4由一個二輸入四與非門DD5和二個雙D觸發器DD3、DD4組成。與非門DD5.1和DD5.2的兩輸入端分別短接，並與前述接收器2和3的輸出端相連；觸發器DD4.1和DD3.1的時鐘控制端C及DD3.2、DD4.2的直接復位端R分1別與DD5.1的輸入和輸出端連接；DD4.2、和DD3.2的C端及觸發器DD3.1、DD4.1的R端分別與DD5.2的輸入和輸出端連接；DD3.1、DD3.2由彼此的負輸出端Q提供數據輸入端D的信號；DD4.1和DD4.2的D端分別由DD3.2、DD3.1的正輸出端Q控制；DD4.1和DD4.2的Q端分別接DD5.3和DD5.4的一個輸入端，DD5.3和DD5.4的另一輸入端接DD5.2和DD5.1的輸入端。當圖1中的接收器2.3輸出邏輯「1」電平時，各觸發器均被復位，使運動方向確定電路4經與非門DD5.3和DD5.4輸出為「1」。一旦與非門DD5.1和DD5.2先後接收到由接收器2、3發來的負脈衝信號，觸發器DD3.1、DD4.2輸出保持低電平，觸發器DD3.2由於其R端失效時C端有一上升沿而被觸發輸出一個脈衝信號，該脈衝又觸發DD4.1輸出一個較窄的脈衝信號，其與接收器3的輸出信號共同作用，使運動方向確定電路4經DD5.3輸出一個窄脈衝，DD5.4輸出保持不變。當與非門DD5.1，DD5.2接收到順序相反的脈衝信號對時，運動方向確定電路4的工作過程與上述類似，最後由與非門DD5.4輸出一脈衝信號，DD5.3輸出保持狀態不變。
可逆計數器5為由兩個十進位可逆計數器DD6.1和DD6.2級聯，構成的一個一百進位可逆計數器。DD6.1的加計數時鐘輸入端和減計數時鐘輸入端分別與運動方向確定電路4的DD5.3和DD5.4輸出端相連，DD6.1的進位和借位輸出端分別接到DD6.2的加計數時鐘輸入端和減計數時鐘輸入端，完成計數功能；開關SB1一端通過電阻R11接正電源，另一端分別接到DD6.1和DD6.2的清除輸入端C R，SB1閉合，可實現計數器清零，SB1斷開，則計數器恢復計數功能。
電子開關驅動電路6由一個由八個二極體D4--D11構成的八輸入或門和電流放大器BG3構成。或門輸出端通過電阻R12與BG3的基極相連，BG3的發射極接電子開關(可控矽SCR1)的控制端。當計數器輸出非0時，上述或門輸出高電平，電流放大器BG3導通，由可控矽SCR1、照明設備EL1和220V市電組成的迴路在電源電壓正半周導通，照明燈半明半暗，此時電容C6、二極體D12、電阻R14串聯後並接在EL1兩端，C6經D12、R14和導通的SCR1開始充電，經2-3秒後電容器充電到可控矽SCR2的導通電壓，經電阻R13加到SCR2控制端使由SCR2、EL1和220V市電構成的迴路在電源電壓負半周導通，照明燈全亮。當可逆計數器輸出為0時，上述或門輸出低電平，BG3、SCR1截止，EL1半明半暗；幾秒鐘後SCR2截止，ECL1熄滅。穩壓管D13與C6並接使其兩端的電壓限制在7-8V以下。
上述圖2-4各部分構成一個自動感應開關裝置，可實現有人時照明設備自動接通，無人時自動切斷，既為工作人員帶來方便，又可節約電能。
除上述連接外，本實用新型的可逆計數器同時與一數字顯示設備相連時，構成另一自動感應開關裝置，如圖5示，可實現在自動通斷照明設備的同時，顯示場所內人數。
權利要求1.一種自動感應開關裝置，包括一個電磁波輻射器、相應的接收器、控制部件及電子開關，控制部件的輸入端與接收器相連，輸出端與電子開關的控制端相連，其特徵在於所述輻射器的輻射元件安裝在特定場所入口的一側，距離地面有一定高度，所述接收器有兩個，其信號接收元件同時安裝在入口的與輻射元件相對的另一側，與所述輻射元件同一高度，該高度及兩個信號接收元件的間距滿足當有一個人通過入口時，輻射元件到兩接收元件的輻射線先後被阻擋一次，在此條件下所述兩接收器分別輸出一個電壓脈衝信號，所述控制部件包括運動方向確定電路，用於判斷人員通過入口的方向，可逆計數器，用於記錄滯留於場所內的人數，電子開關驅動電路，用於控制電子開關，運動方向確定電路的兩輸入端分別與前述兩接收器的輸出端相連，兩輸出端分別與可逆計數器的加計數和減計數時鐘輸入端相連，所述的運動方向確定電路由一個二輸入四與非門DD5和二個雙D觸發器DD3、DD4組成，與非門DD5.1和DD5.2的兩輸入端分別短接，並與前述接收器的輸出端相連，觸發器DD4.1和DD3.1的時鐘控制端C及DD3.2、DD4.2的直接復位端R分1別與DD5.1的輸入和輸出端連接，DD4.2、和DD3.2的C端及觸發器DD3.1、DD4.1的R端分別與DD5.2的輸入和輸出端連接，DD3.1、DD3.2由彼此的負輸出端Q提供數據輸入端D的信號，DD4.1和DD4.2的D端分別由DD3.2、DD3.1的正輸出端Q控制，DD4.1和DD4.2的Q端分別接DD5.3和DD5.4的一個輸入端，DD5.3和DD5.4的另一輸入端接DD5.2和DD5.1的輸入端。電子開關驅動電路的輸入端與可逆計數器的輸出端相連，輸出端與電子開關的控制端相連。
2.根據權利要求1所述的一種自動感應開關裝置，其特徵在於還包括有顯示部件，它與控制部件中的可逆計數器相連，以十進位數或百進位數顯示可逆計數器的輸出。
3.根據權利要求1所述的一種自動感應開關裝置，其特徵在於所述的電磁波輻射器為紅外發射器，其發光元件即發光二極體安裝在距地面高度為70-80cm處，二接收器為紅外信號接收器，其信號接收元件即光電二極體之間的距離為60-80cm。
4.根據權利要求1或3所述的一種自動感應開關裝置，其特徵在於所述的電磁波輻射器由一個由反相器DD1.1、DD1.2、DD1.3和電容C1構成的環型振蕩器、反相器DD1.4、紅外發光二極體管D1及電流放大器BG1及其偏置電路組成，電阻R1和R2串接在正電源與BG1的基極之間，為BG1提供一個靜態偏置電流，BG1發射極接地，環型振蕩器及反相器DD1.4共同構成一個低頻脈衝信號源，經基極電阻R2接到BG1的基極，對電流放大器進行調製，發光二極體D1做為BG1集電極負載，其正極通過電阻R3接正電源，負極接BG1集電極。
5.根據權利要求1或3所述的一種自動感應開關裝置，其特徵在於所述的接收器包括有光電二極體、取樣電阻、電壓放大單元、濾波器、檢波器及施密特觸發器等幾部分組成，光電二極體D2與取樣電阻R4串連在負電源與地之間，D2和R4連接點與由電容C2、C3和電阻R5、R6組成的濾波器相連，將R4上的信號隔直濾波後加到運放FC54的同相輸入端，FC54輸出端與由D3及C5構成的檢波器相連，經FC54放大的低頻信號經該檢波器檢波，輸出信號通過接在地的電阻R7和與電晶體BG2的基極相連的電阻R8分壓後，加到BG2的基極，BG2發射極接地，集電極和與非門DD2.1輸入端連結，BG2的基極和DD2.1輸出端之間跨接一個電阻R9，由此構成一個施密特觸發器。
6.根據權利要求1所述的一種自動感應開關裝置，其特徵在於所述的可逆計數器由兩個十進位可逆計數器DD6.1和DD6.2級聯，構成一個一百進位可逆計數器，DD6.1的加計數時鐘輸入端和減計數時鐘輸入端分別與運動方向確定電路4的DD5.3和DD5.4輸出端相連，DD6.1的進位和借位輸出端分別接到DD6.2的加計數時鐘輸入端和減計數時鐘輸入端。開關SB1一端通過電阻R11接正電源，另一端分別接到DD6.1和DD6.2的清除輸入端CR。
7.根據權利要求1所述的一種自動感應開關裝置，其特徵在於所述的電子開關驅動電路由一個由八個二極體D4-D11構成的八輸入或門和電流放大器BG3構成，或門輸出端通過電阻R12與BG3的基極相連，BG3的發射極接電子開關(可控矽SCR1)的控制端。
專利摘要本實用新型涉及一種安裝在特定場所入口處，能夠根據人員進出情況自動通斷照明設備的自動感應開關裝置。包括一個電磁波輻射器、兩相應的接收器、控制部件及電子開關；控制部件的輸入端與接收器相連，輸出端與電子開關的控制端相連；輻射器的輻射元件安裝在特定場所入口的一側，距離地面有一定高度；接收器的兩個信號接收元件同時安裝在入口的與輻射元件相對的另一側，與所述輻射元件同一高度。其可實現有人時照明設備自動接通，無人時自動切斷，同時顯示場所內人數。既為工作人員帶來方便，又可節約電能。
文檔編號H03K17/94GK2228693SQ95210129
公開日1996年6月5日 申請日期1995年5月15日 優先權日1995年5月15日
發明者李學鋒 申請人:李學鋒