一種自動感應開關的製作方法
2023-10-31 03:22:47 1
專利名稱：一種自動感應開關的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及照明技術，特別涉及一種自動感應開關。
背景技術：
傳統室內照明通常由機械動作控制，當向燈具開關施力時，燈具開關處於分離狀態的兩個金屬觸點接觸，線路導通、燈具開啟，從而實現室內照明；當再次向燈具開關施力時，燈具開關處於連接狀態的兩個金屬觸點分離，線路斷開、燈具關閉，室內保持黑暗，參見附圖1。這種依賴於人的機械動作實現燈具開啟或關閉的方式，給人們利用室內空間帶來極大不便，而且往往在人離開時容易忘記關閉燈具，導致電能浪費，尤其在人員流動頻繁的教室、會議室或者其他公共辦公場合，無人主動撥動開關關閉燈具的情況更是普遍存在，致使電能損失嚴重。現有技術中，解決人員離開室內忘記關燈的方法是在室內安裝感應器，感應器以固定時間檢測室內是否有人以控制燈具的開啟或關閉。由於室內感應器是通過監測人是否動作來判斷室內是否有人的，因此上述固定時間不能設置得太短，因為時間太短容易導致室內仍然有人但沒有較大動作時被識別為室內無人而關閉電源，從而影響到人對該室內照明的正常使用；同時，該固定時間也不能設置得太長，因為時間太長則會導致室內已經沒人，但由於感應器不能及時監測到而依舊保持燈具處於亮起狀態，致使電能仍然出現不必要的損失。因此，現有技術幾乎無法平衡方便使用室內照明與節約用電之間的關係。
實用新型內容有鑑於現有技術在方便人們使用室內照明的情況下不能很好地節約電能的問題， 本實用新型提供了一種自動感應開關，該開關不僅在室內安裝感應器，還在人們進出通道上安裝感應器，通過感應器信號的變化實現室內照明的開啟與關閉以達到使用便捷、節能省電的效果。本實用新型提供的自動感應開關包括第一類感應器、第二類感應器和微控制器， 其中所述第一類感應器與微控制器電連接，安裝在進出一個空間的必經通道上，當有人進出該空間時受到觸發，並將觸發信號傳輸給微控制器；所述第二類感應器與微控制器電連接，安裝在所述空間內，當有人在所述空間內活動時被激活；所述微控制器連接照明裝置，用於在接收到第一類感應器的觸發信號後，檢測到第二類感應器處於激活狀態時控制照明裝置開啟；在接收到第一類感應器的觸發信號後， 檢測到第二類感應器處於未激活狀態時控制開啟的照明裝置關閉。優選地，所述開關包括至少兩個第二類感應器，則所述微控制器根據處於激活狀態的第二類感應器的個數控制照明裝置的亮度。進一步優選地，所述開關包括驅動器，微控制器通過該驅動器與照明裝置電連接，所述微控制器通過該驅動器實現對照明裝置亮度的控制。優選地，所述開關包括至少兩組感應器，每組包括至少兩個第二類感應器，則當一個組內的第二類感應器均處於未激活狀態時，所述微控制器控制該組感應器對應的照明裝置關閉。進一步優選地，所述微控制器根據一個組內處於激活狀態的第二類感應器的個數控制照明裝置的亮度。進一步優選地，所述開關包括驅動器，微控制器通過該驅動器與照明裝置電連接， 所述微控制器通過該驅動器實現對照明裝置亮度的控制。優選地，所述開關還包括第一計時單元，則在微控制器接收到第一類感應器的觸發信號時啟動第一計時單元，當在第一預設時間內檢測到第二類感應器處於激活狀態時控制照明裝置開啟。進一步優選地，所述第一計時單元集成在微控制器內。優選地，所述開關還包括第二計時單元，則在微控制器接收到第一類感應器的觸發信號時啟動第二計時單元，當在第二預設時間內檢測到第二類感應器處於未激活狀態時控制照明裝置關閉。優選地，所述開關包括信號預處理器，用於將第一類感應器、第二類感應器發出的信號轉換為微控制器可接收的信號，將微控制器發出的控制信號轉換為照明裝置可接收的信號。本實用新型通過在進出一個空間的必經通道處設置第一類感應器、在該空間內設置第二類感應器，微控制器根據兩類感應器的信號變化判定該空間內是否有人，進而控制照明裝置的開啟或關閉。與現有技術相比，本實用新型一方面不再需要人為觸動開關以控制照明裝置，而能自動感應人的進出，自動控制照明裝置的開閉，為人們利用該空間的照明裝置提供了方便；另一方面本實用新型在判定一個空間內是否有人存在時，是在接收到第一類感應器的觸發信號後再監測第二類感應器的狀態，比單單設置第二類感應器時的判定更準確、更及時，進而有利於更好地實現節能省電效果。
圖1為現有技術中一種觸點開關的實例圖；圖2為本實用新型的一個實施例的安裝圖；圖3為圖2所述的實施例的工作流程圖；圖4為本實用新型的又一個實施例的實例圖；圖5為本實用新型的再一個實施例的實例圖；圖6為本實用新型的又一個實施例的微控制器的組成結構圖。
具體實施方式
為了使本領域技術人員能進一步了解本實用新型的特徵及技術內容，
以下結合附圖和實施例，對本實用新型的技術方案進行詳細描述。本實用新型的主要思想是不僅在一個空間內部設置感應器，還在進出該空間的必經通道處設置感應器，微控制器通過對兩類感應器的信號變化情況控制該空間照明裝置
4的開啟或關閉，避免了由人的機械動作控制照明裝置帶來的不便，同時能更加準確、及時地判定出該空間內是否有人，並根據該判定結果實現控制照明裝置開閉的目的，有利於更好地省電節能。附圖2所示是本實用新型提供的自動感應開關的實施例的安裝圖。該自動感應開關200包括第一類感應器201，第二類感應器202，微控制器203，其中第一類感應器201 與微控制器203電連接，安裝在進出室內的必經通道上，當有人進出該空間時受到觸發，並將觸發信號傳輸到微控制器；第二類感應器202與微控制器203電連接，安裝在所述空間內，當有人在所述空間內活動時被激活；微控制器203連接照明裝置，用於在接收到第一類感應器的觸發信號後，檢測到第二類感應器處於激活狀態時控制照明裝置開啟；在接收到第一類感應器的觸發信號後，檢測到第二類感應器處於未激活狀態時控制開啟的照明裝置關閉。本實施例第一類感應器201可以是紅外對管型感應器，紅外對管型感應器包括紅外發射管和紅外接收管，兩者對應安裝在人員進出空間的必經通道上的兩邊，當沒有人進出該空間時，紅外接收管接收紅外發射管發射的紅外線，紅外對管型感應器處於「靜止」狀態， 當有人進出該空間時，阻擋了紅外接收管接收紅外發射管發射的紅外線，此時，紅外接收管輸出的電平信號翻轉，該感應器向微控制器發出觸發信號。本實施例中的第二類感應器202 可以是人體熱釋電紅外傳感器，也可以是微波探測器等，這些感應器通過感應人體動作設置自己的狀態，有人在其探測範圍活動時，感應器被激活，其探測範圍沒有人活動時，感應器處於未激活狀態，微控制器可以通過向第二感應器發送監測信號以獲取其狀態，也可以啟動定時循環查詢程序檢測接口處信號變化情況獲取第二類感應器的狀態，還可以通過設置中斷方式檢測第二類感應器的狀態，由於第二類感應器激活前後，輸出信號發生跳變，該跳變觸發微控制器的預設中斷，從而獲知所述第二類感應器的狀態。本實施例的自動感應開關200的工作過程是當有人進入室內需要利用室內照明時，安裝在必經通道上的第一類感應器201的電平信號發生變化，向微控制器203發出觸發信號，微控制器203接收到觸發信號後，對第二類感應器202的狀態進行檢測，如果第二類感應器202處於激活狀態，則向照明裝置發出控制信號以控制照明裝置開啟，進入室內的人員可以利用室內照明；當室內人員不需要利用室內照明離開該室內空間時，安裝在必經通道上的第一類感應器201的電平信號再次發生變化，向微控制器203發出觸發信號，微控制器203接收到觸發信號後，對第二類感應器202的狀態進行檢測，如果第二類感應器202 處於未激活狀態，則向照明裝置發出控制信號以控制照明裝置關閉。微控制器對照明裝置亮滅控制的具體實現方式有多種，例如，可以採用繼電器、MOS管等。參見附圖3，上述工作過程包括如下流程步驟步驟S301 第一類感應器在有人經過時受到觸發，並向微控制器發送觸發信號；步驟S302 微控制器接收到第一類感應器的觸發信號後，判斷第二類感應器所處的狀態，如果第二類感應器處於激活狀態，則執行步驟S303 ；如果第二類感應器處於未激活狀態，則執行步驟S304;步驟S303 微控制器向照明裝置發送控制信號控制照明裝置開啟；步驟S304 微控制器向照明裝置發送控制信號控制照明裝置關閉。本實施例的技術方案通過在進出一個空間的必經通道處設置第一類感應器、在該空間內設置第二類感應器，微控制器根據兩類感應器的信號變化判定該空間內是否有人，進而控制照明裝置的開啟或關閉。與現有技術相比，本實用新型一方面不再需要人為觸動開關以控制照明裝置，而能自動感應人的進出，自動控制照明裝置的開閉，為人們利用該空間的照明裝置提供了方便；另一方面本實用新型在判定一個空間內是否有人存在時，是在接收到第一類感應器的觸發信號後再檢測第二類感應器的狀態，比單單設置第二類感應器時的判定更準確、更及時，進而有利於更好地實現節能省電效果。上述實施例中，微控制器根據第二類感應器是否處於激活狀態決定照明裝置的開啟或關閉，在室內安裝的第二類感應器為多個時，比如兩個以上，只要他們中有一個第二類感應器處於激活狀態微控制器就將控制整個照明裝置開啟，當照明裝置已經開啟時，有些第二類感應器處於未激活狀態時，照明裝置依舊處於完全亮起狀態。然而，這種情形並不利於節能省電，當某些第二類感應器處於未激活狀態時，說明該室內空間利用得並不充分，也就是說實際上這時並不需要將照明裝置置於最亮的狀態。因此，本發明針對上述問題提出了又一個實施例。參見附圖4，該實施例的開關包括三個第二類感應器，這些第二類感應器安裝於室內空間的不同區域，他們的探測距離限於所述區域對應的範圍內，當三個第二類感應器均處於激活狀態時，微控制器將照明裝置控制在最亮的狀態，當三個中僅有兩個第二類感應器處於激活狀態時，微控制器將照明裝置控制在次亮的狀態，當三個中僅有一個第二類感應器處於激活狀態時，微控制器將照明裝置控制在低亮狀態。本實施例根據第二類感應器的激活個數決定照明裝置的明亮程度，進一步利於實現節能省電的效果，滿足了實際的需要。該實施例中微控制器對照明裝置亮度控制的具體實現方式有多種，比如，可以採用專用的具有調光功能的調光線，調光線連接在微控制器與照明設備之間，微控制器根據處於激活狀態的第二類感應器的個數向調光線輸出不同強度的信號，調光線根據信號強度對輸入照明設備電流/電壓等參數進行控制，進而調控照明裝置的明暗程度。本實施例優選常用的驅動器來實現照明裝置明暗程度的控制，該驅動器連接在微控制器與照明裝置之間，微控制器通過驅動器實現對照明裝置亮度的控制。儘管前面兩個實施例已能實現照明設備的開閉與亮度調整，但是當屋內空間是一個較大的空間，且進入屋內活動的人員主要集中在某個區域時，開啟整個照明裝置固然不能實現節能省電的目的，但通過調節照明裝置的明暗程度也不是最佳的辦法，因為當在屋內活動的人員由分散而集中到某個區域活動，並不能說明他們對光亮的需求降低，那麼這時根據安裝在屋內的所有第二類感應器中處於激活狀態的數量減少的情況調低照明裝置的亮度，顯然不合時宜。為此，本發明提供了再一個實施例。參見附圖5，本實施例與前述實施例不同之處在於本實施例的第二類感應器分組(Gl、G2、G3)安裝在屋內空間的不同區域，每組包括兩個第二類感應器，每組對應一個照明裝置，即第二類感應器組Gl、G2、G3分別對應照明設備L1、L2、L3，照明設備的照明範圍與對應的第二類感應器的探測範圍可以相同。本實施例的工作過程是當某個區域的第二類感應器均處於未激活狀態時，微控制器控制該組感應器對應的照明裝置關閉，當某個區域的第二類感應器均處於激活狀態時，微控制器控制該組感應器對應的照明裝置處於最亮的狀態，當某個區域的第二類感應器中有些處於激活狀態、有些處於未激活狀態，則根據處於激活狀態的第二類感應器的個數控制照明裝置的明暗程度。這裡控制照明裝置明暗程度的具體實現仍然可以採用驅動器方式，即在微控制器與照明裝置之間連接驅動器，微控制器通過該驅動器實現對照明裝置亮度的控制。[0036]前述的幾個實施例在第一類感應器發出觸發信號後，儘管微控制器需要對第二類感應器是否處於激活狀態進行檢測，但並未限定是立即進行該項檢測，還是需要等待一定時間進行檢測，雖然，微控制器接收觸發信號與進行檢測操作間的時間間隔有無或長度不妨礙本實用新型的發明目的的實現，但是，在現實中，通常需要考慮該時間間隔，而且，面對不同的情況，該時間間隔的設置長度不同。本實用新型提供的再一個實施例是考慮時間間隔的問題。參見附圖6，本實施例的微控制器還包括第一計時單元，用於對接收到觸發信號到完成第二類控制器狀態檢測的時間進行記錄，當在第一預設時間內檢測到第二類感應器處於激活狀態時控制照明裝置開啟，當在該第一預設時間內未檢測到第二類感應器處於激活狀態時，說明欲進入室內空間的人員並沒有真的進去，因而照明裝置不開啟。通過增加計時單元，使得檢測感應器狀態的工作更加精細化，有利於進一步改善節能省電效果。同樣的道理，在人員離開室內關閉照明裝置時，也有必要設置一個時間間隔，以判定人員是否真的離開了該室內空間或者室內空間的人員是否離開完畢，即與上述敘述類似微控制器還包括第二計時單元，則在微控制器接收到第一類感應器的觸發信號時啟動第二計時單元，當在第二預設時間內檢測到第二類感應器處於未激活狀態時控制照明裝置關閉。如上所述，第一預設時間與第二預設時間根據實際情況選取的具體數值可能不同，一般而言，第二預設時間可以大於第一預設時間。上述的第一計時單元與第二計時單元可以為相同的功能模塊，也可以為不同的功能模塊，可以集成在微處理器之內，也可以作為單獨的部件獨立存在，本實用新型對此並不做限定。在前面的實施例中並未詳細地討論本發明的自動感應開關的各組成部分之間的信號傳遞情況，實際上，在實際應用場合，這是必須考慮的一個重要問題，比如第一類感應器、第二類感應器傳給微控制器的信號強度過於微弱，以致影響到微控制器對該觸發信號的接收，還比如，微控制器發送給調光線的信號若為脈衝信號，調光線實現對照明裝置照明強度的調節就只能根據脈衝信號的佔空比情況進行，而不能根據脈衝信號強度的平均值進行。因此，本發明還優選所述開關包括信號預處理器，用於將第一類感應器、第二類感應器發出的信號轉換為微控制器可接收的信號，將微控制器發出的控制信號轉換為照明裝置可接收的信號。信號預處理器根據實際情況的不同，至少具有信號強度放大、信號電平轉換、 信號類型轉換三種功能中的一種功能。當第一類感應器的輸出觸發信號較微弱時，可在感應器和微控制器之間連接具有信號放大功能的信號處理器，具體可通過運放實現；當微控制器輸出的控制信號為脈衝信號而驅動器需要接收電平信號時，可在微控制器的輸出端和驅動器之間連接具有信號類型轉換功能的信號預處理器，具體可通過RC濾波實現；當微控制器輸出的脈衝信號轉換為電平信號後，通過調整脈衝信號的脈寬和/或頻率，則轉換得到的電平信號最大取值範圍為OV至微控制器的供電電壓(一般為5V)，若驅動器的調光信號範圍為OV至10V，為使微控制器輸出的脈衝信號能夠實現全範圍調光，可以在兩者之間增加具有電平轉換功能的信號預處理器，將0-5V的變化範圍擴大至0-10V。以上所述的本實用新型實施方式，並不構成對本實用新型保護範圍的限定。任何在本實用新型的精神和原則之內所作的修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的權利要求保護範圍之內。
權利要求1.一種自動感應開關，其特徵在於，該開關包括第一類感應器、第二類感應器和微控制器，其中所述第一類感應器與微控制器電連接，安裝在進出一個空間的必經通道上，當有人進出該空間時受到觸發，並將觸發信號傳輸到微控制器；所述第二類感應器與微控制器電連接，安裝在所述空間內，當有人在所述空間內活動時被激活；所述微控制器連接照明裝置，用於在接收到第一類感應器的觸發信號後，檢測到第二類感應器處於激活狀態時控制照明裝置開啟；在接收到第一類感應器的觸發信號後，檢測到第二類感應器處於未激活狀態時控制開啟的照明裝置關閉。
2.根據權利要求1所述的開關，其特徵在於，所述開關包括至少兩個第二類感應器， 則所述微控制器根據處於激活狀態的第二類感應器的個數控制照明裝置的亮度。
3.根據權利要求2所述的開關，其特徵在於，所述開關包括驅動器，微控制器通過該驅動器與照明裝置電連接，所述微控制器通過該驅動器實現對照明裝置亮度的控制。
4.根據權利要求1所述的開關，其特徵在於，所述開關包括至少兩組感應器，每組包括至少兩個第二類感應器，則當一個組內的第二類感應器均處於未激活狀態時，所述微控制器控制該組感應器對應的照明裝置關閉。
5.根據權利要求4所述的開關，其特徵在於，所述微控制器根據一個組內處於激活狀態的第二類感應器的個數控制照明裝置的亮度。
6.根據權利要求5所述的開關，其特徵在於，所述開關包括驅動器，微控制器通過該驅動器與照明裝置電連接，所述微控制器通過該驅動器實現對照明裝置亮度的控制。
7.根據權利要求1所述的開關，其特徵在於，所述開關還包括第一計時單元，則在微控制器接收到第一類感應器的觸發信號時啟動第一計時單元，當在第一預設時間內檢測到第二類感應器處於激活狀態時控制照明裝置開啟。
8.根據權利要求7所述的開關，其特徵在於，所述第一計時單元集成在微控制器內。
9.根據權利要求1所述的開關，其特徵在於，所述開關還包括第二計時單元，則在微控制器接收到第一類感應器的觸發信號時啟動第二計時單元，當在第二預設時間內檢測到第二類感應器處於未激活狀態時控制照明裝置關閉。
10.根據權利要求1至9中任何一項所述的開關，其特徵在於，所述開關包括信號預處理器，用於將第一類感應器、第二類感應器發出的信號轉換為微控制器可接收的信號，將微控制器發出的控制信號轉換為照明裝置可接收的信號。
專利摘要本實用新型提供一種自動感應開關，該開關包括第一類感應器、第二類感應器和微控制器，第一類感應器與微控制器電連接，安裝在進出一個空間的必經通道上，當有人進出該空間時受到觸發，並將觸發信號傳輸到微控制器；第二類感應器與微控制器電連接，安裝在所述空間內，當有人在所述空間內活動時被激活；微控制器連接照明裝置，用於在接收到第一類感應器的觸發信號後，檢測到第二類感應器處於激活狀態時控制照明裝置開啟；在接收到第一類感應器的觸發信號後，檢測到第二類感應器處於未激活狀態時控制開啟的照明裝置關閉。本實用新型通過在必經通道上設置感應器，實現了方便使用室內照明和節能省電的目的。
文檔編號H05B37/02GK202222064SQ20112033290
公開日2012年5月16日 申請日期2011年9月6日 優先權日2011年9月6日
發明者華桂潮 申請人:英飛特電子(杭州)有限公司