可以就近開關燈的微電腦程控照明裝置的製作方法

2024-02-14 23:53:15

專利名稱：可以就近開關燈的微電腦程控照明裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種微電腦程控照明裝置。
就近開關燈的方式比較多，其中，「多地控制一盞燈，一地控制多盞燈」這種就近開關燈的方式比較簡單、可靠。「多地控制一盞燈，一地控制多盞燈」現在通常是由微電腦來完成的，但目前這些微電腦控制燈的裝置，結構都比較複雜，而且安裝了過多的開關或按鍵。
本實用新型的目的是在不過多安裝開關的情況下，在多地分別控制同一盞燈，在一地分別控制多盞燈，以使人們在開關燈的時候儘可能地方便，儘可能地少走路。
本實用新型的技術方案說明如下附圖
是本實用新型的電原理圖。圖中，K1～K6為常開按鈕型開關，可選用門鈴開關，R1～R6、R11～R16、R21～R26、R31、R32為電阻，R1～R6的阻值為1kΩ，R11～R16、R21～R26的阻值為300Ω，R31、R32的阻值為10kΩ，IC1～IC6、IC11～IC16為光電耦合器，可選用TLP521，IC21為單片計算機，可選用AT89C51，IC22、IC23為7805型固定式三端穩壓器，IC24為7812型固定式三端穩壓器，P1.1～P1.6為單片機(IC21)的六個輸入端，P0.1～P0.6為單片機的六個輸出端，VCC、GND分別為單片機的電源端、接地端，RST為單片機的復位端，INT為單片機的外部中斷輸入端，Q1～Q6、Q11為三極體，Q1～Q6可選用9012，Q11可選用9013，VS1～VS6為雙向可控矽，可選用TLC336、BCR12AM等，H1～H6為燈，可選用白熾燈、日光燈等，如果要漸亮漸暗或調光，就得選用白熾燈，B1、B2為220V/9V、4W的電源變壓器，B3為220V/12V、4W的電源變壓器，D1～D13為二極體，可選用1N4007，C1～C6為220μF/50V的電解電容器，C7為0.1μF的瓷片電容器，C8為1000pF的瓷片電容器，C9、C10為30pF的瓷片電容器，C11為1μF/50V的電解電容器，XT為6MHz的晶振。
從附圖中可以看到，常開按鈕開關(Ki)(i＝1，2，3，4，5，6)的一端與三端穩壓器(IC24)的接地端相連，開關(Ki)的另一端通過電阻(Ri)與光電耦合器(ICi)內的發光二極體負極的引出腳相連，該發光二極體正極的引出腳與穩壓器(IC24)的輸出端相連，光耦(ICi)內的光電三極體發射極的引出腳與單片計算機(1C21)的接地端(GND)相連後，又一起與穩壓器(IC23)的接地端相連，光耦(ICi)內的光電三極體集電極的引出腳與單片機(IC21)的輸入端(P1.i)相連；單片機(IC21)的輸出端(P0.i)與三極體(Qi)的基極相連，三極體(Qi)的集電極與穩壓器(IC23)的接地端相連，三極體(Qi)的發射極通過電阻(R1i)與光耦(IC1i)內的發光二極體負極的引出腳相連，該發光二極體正極的引出腳與單片機(IC21)的電源端(VCC)相連後，又一起與穩壓器(IC23)的輸出端相連，光耦(IC1i)內的光電三極體發射極的引出腳與穩壓器(IC22)的接地端相連，光耦(IC1i)內的光電三極體集電極的引出腳通過電阻(R2i)與雙向可控矽(VSi)的控制極相連，可控矽(VSi)的T1極與穩壓器(IC22)的輸出端相連後，又一起與220V交流電的火線相連，可控矽(VSi)的T2極與燈(Hi)的一端相連，燈(Hi)的另一端與220V交流電的零線相連 220V交流電經電源變壓器(B2)降壓、四個二極體(D5～D8)全橋整流後，得到了一個與220V交流電同步的交流電過零信號，該過零信號通過電阻(R31)輸入到三極體(Q11)的基極，三極體(Q11)的發射極與穩壓器(IC23)的接地端相連，三極體(Q11)的集電極把經過整形、倒相後得到的過零脈衝信號送到單片機(IC21)的外部中斷輸入端(INT)，如果外中斷(INT)被允許中斷，那麼該過零脈衝信號將使單片機(IC21)每隔10毫秒中斷一次；六個開關(K1～K6)所在的迴路、單片機(IC21)所在的迴路、六個雙向可控矽(VS1～VS6)的控制極所在的迴路，這三個低壓迴路之間在電氣上是完全隔離的。
附圖中的六個開關(K1～K6)中，至少有兩個開關分別控制著六路燈(H1～H6)(一路燈可以是一盞燈，也可以是兩盞或兩盞以上並聯在一起的燈)中的同一路燈；六路燈(H1～H6)中，至少有兩路燈分別受控於六個開關(K1～K6)中的同一個開關；六個開關(K1～K6)中，至少有一個開關通過短按、長按、先短按後短按、先短按後長按、先長按後短按和先長按後長按這六種操作方式中的至少兩種操作方式分別控制著六路燈(H1～H6)中的至少兩路燈。用來區別短按和長按的時間分界點在50毫秒～10秒這個範圍內選取，比如選取360毫秒，按下常開按鈕開關然後鬆開，開關通電時間不超過360毫秒的為短按，開關通電時間超過360毫秒的為長按。同一個開關的先短按或長按與後短按或長按之間，間隔時間的最大值在50毫秒～5秒這個範圍內選取，比如選取300毫秒，如果先短按或長按與後短按或長按之間，間隔的時間不超過300毫秒，那麼，此次操作就是先短按後短按、先短按後長按、先長按後短按和先長按後長按這四種操作中的一種操作。如果先短按或長按與後短按或長按之間，間隔的時間超過了300毫秒，那麼，單片機就認為該開關進行了兩次操作，即要麼是兩次短按操作，要麼是兩次長按操作，要麼是一次短按(長按)操作，一次長按(短按)操作。
本實用新型的優點是結構簡單，不用安裝過多的開關，操作也很簡便。
一個開關是怎樣分別控制兩到六路燈的呢？兩到六個開關是怎樣分別控制一路燈的呢？現在對照附圖詳細說明如下復位後，單片機(IC21)開始執行程序。在程序的控制下，單片機不斷地依次檢測六個輸入端(P1.1～P1.6)。當有開關被按下時，比如開關(K1)被按下時，光耦(IC1)中的發光二極體因有電流流過而發光，光耦(IC1)中的光電三極體受到光照後導通，單片機的輸入端(P1.1)被拉成低電平，單片機檢測到這一低電平後，就認為開關(K1)被按下了。此後的時間，單片機就不停地檢測輸入端(P1.1)，即不停地檢測開關(K1)，並不停地計算時間。如果開關(K1)在360毫秒以內斷開，斷開後緊接著在300毫秒以內開關(K1)一直沒有再被按下，那麼此次操作就是一次短按操作。假設開關(K1)的短按操作，是用來控制燈(H1)的，當單片機得知對開關(K1)進行了一次短按操作後，就對輸出端(P0.1)取反。假設輸出端(P0.1)原為高電平，取反後，輸出端(P0.1)就變為低電平，該低電平使三極體(Q1)導通，光耦(IC11)中的光電三極體導通，可控矽(VS1)因得到觸發電流也導通，燈(H1)亮，燈(H1)亮了之後，單片機就返回，繼續不斷地依次檢測六個輸入端(P1.1～P1.6)。如果再對開關(K1)進行一次短按操作，輸出端(P0.1)就會變為高電平，燈(H1)就會熄。如果開關(K1)在360毫秒以後斷開，斷開後緊接著在300毫秒以內開關(K1)一直沒有再被按下，那麼此次操作就是一次長按操作。假設開關(K1)的長按操作，是用來控制燈(H2)的，當單片機得知對開關(K1)進行了一次長按操作後，就命令燈(H2)亮或熄，隨後，單片機就返回，繼續不斷地依次檢測六個輸入端(P1.1～P1.6)。如果開關(K1)在360毫秒以內斷開，斷開後緊接著在300毫秒以內開關(K1)又一次被按下並在360毫秒以內斷開，那麼此次操作就是一次先短按後短按操作。假設開關(K1)的先短按後短按操作，是用來控制燈(H3)的。如果開關(K1)在360毫秒以內斷開，斷開後緊接著在300毫秒以內開關(K1)又一次被按下並在360毫秒以後還沒有斷開，那麼此次操作就是一次先短按後長按操作。假設開關(K1)的先短按後長按操作，是用來控制燈(H4)的，當單片機得知對開關(K1)進行了一次先短按後長按操作後，就命令燈(H4)亮或熄，隨後，單片機就回過頭對還沒有斷開的開關(K1)進行不停地檢測，直至開關(K1)斷開為止。開關(K1)斷開後，單片機就返回，繼續不斷地依次檢測六個輸入端(P1.1～P1.6)。如果開關(K1)在360毫秒以後斷開，斷開後緊接著在300毫秒以內開關(K1)又一次被按下並在360毫秒以內斷開，那麼此次操作就是一次先長按後短按操作。假設開關(K1)的先長按後短按操作，是用來控制燈(H5)的。如果開關(K1)在360毫秒以後斷開，斷開後緊接著在300毫秒以內開關(K1)又一次被按下並在360毫秒以後還沒有斷開，那麼此次操作就是一次先長按後長按操作。假設開關(K1)的先長按後長按操作，是用來控制燈(H6)的。六個開關(K1～K6)中，有些開關只選擇了三到五種操作方式去控制燈，還有些開關只選擇了短按和長按兩種操作方式分別控制兩路燈，假設開關(K2)就是只選擇了短按和長按兩種操作方式的開關。當單片機檢測到開關(K2)被按下後，就開始不停地檢測開關(K2)，並不停地計算時間。如果開關(K2)在360毫秒以內斷開，那麼此次操作就是一次短按操作(不需要再等300毫秒，就可以做出這樣的判斷)，假設開關(K2)的短按操作，是用來控制燈(H2)的。如果開關(K2)在360毫秒以後還沒有斷開，那麼此次操作就是一次長按操作，假設開關(K2)的長按操作，是用來控制燈(H3)的，當單片機得知對開關(K2)進行了一次長按操作後，就命令燈(H3)亮或熄，隨後，單片機就回過頭對還沒有斷開的開關(K2)進行不停地檢測，直至開關(K2)斷開為止。開關(K2)斷開後，單片機就返回，繼續不斷地依次檢測六個輸入端(P1.1～P1.6)。以上介紹了一個開關是怎樣分別控制兩到六路燈的。從上面的介紹還可以看到，燈(H3)是由開關(K1)和開關(K2)兩個開關分別控制的，開關(K1)是通過先短按後短按操作來控制燈(H3)的，開關(K2)是通過長按操作來控制燈(H3)的。對開關(K1)進行一次先短按後短按操作，燈(H3)以前是熄的現在就會亮，以前是亮的現在就會熄。對開關(K2)進行一次長按操作，燈(H3)以前是熄的現在就會亮，以前是亮的現在就會熄。六路燈(H1～H6)中的一路燈，還可以被指定成由三到六個開關分別控制。通過修改在單片機(IC21)中運行的軟體，可以使六個開關(K1～K6)和六路燈(H1～H6)進行任意組合。六個開關(K1～K6)在按下和鬆開時均存在抖動現象，另外在開關斷開和閉合期間，還可能會碰到一些幹擾，這些都可能使單片機產生誤判，所以要採取措施加以處理。處理的方法是，在首次檢測到六個輸入端(P1.1～P1.6)中的某一個輸入端為低電平後，就延遲20毫秒，然後再次檢測該輸入端，只有該輸入端仍然是低電平，才認為與該輸入端對應的開關被按下了。開關斷開時也進行了同樣的處理。
六路燈(H1～H6)中，至少有一路燈可以在開的時候漸亮，在關的時候漸暗。六路燈(H1～H6)中，至少有一路燈可以通過六個開關(K1～K6)中的至少一個開關調光。
假設用開關(K2)的短按操作去開燈(H2)時，燈(H2)是可以漸亮的，用開關(K2)的短按操作去關燈(H2)時，燈(H2)是可以漸暗的。當單片機得知對開關(K2)進行了一次短按操作後，就開始檢測單片機的輸出端(P0.2)，即判斷燈(H2)是亮的還是熄的，如果燈(H2)是熄的，就準備讓燈(H2)漸亮，首先單片機不停地檢測外部中斷輸入端(INT)，當中斷輸入端(INT)從低電平變為高電平後，即交流電過零後，單片機就延遲8毫秒，然後從輸出端(P0.2)輸出一個脈寬為0.5毫秒的觸發脈衝，使雙向可控矽(VS2)觸發一次，此時，燈(H2)最暗。下一次交流電過零後，單片機就延遲7950微秒(8毫秒減去一個50微秒)，然後使可控矽(VS2)觸發一次。再下一次交流電過零後，單片機就延遲7900微秒(8毫秒減去兩個50微秒)，然後使可控矽(VS2)觸發一次。最後，交流電過零後，單片機延遲1毫秒，然後使可控矽(VS2)導通，至此，燈(H2)最亮，漸亮過程結束，單片機返回，繼續不斷地依次檢測六個輸入端(P1.1～P1.6)。當單片機得知對開關(K2)進行了一次短按操作後，如果燈(H2)是亮的，就準備讓燈(H2)漸暗，交流電過零後，單片機就延遲1毫秒，然後從輸出端(P0.2)輸出一個脈寬為0.5毫秒的觸發脈衝，使可控矽(VS2)觸發一次，此時，燈(H2)最亮。下一次交流電過零後，單片機就延遲1050微秒(1毫秒加上一個50微秒)，然後使可控矽(VS2)觸發一次。再下一次交流電過零後，單片機就延遲1100微秒(1毫秒加上兩個50微秒)，然後使可控矽(VS2)觸發一次。最後，交流電過零後，單片機延遲8毫秒，然後使可控矽(VS2)觸發一次，至此，燈(H2)最暗，漸暗過程結束，單片機返回，繼續不斷地依次檢測六個輸入端(P1.1～P1.6)。
假設開關(K6)的短按操作是用來開關燈(H6)的，開關(K6)的長按操作是用來調節燈(H6)的亮度的。當單片機得知對開關(K6)進行了一次長按操作後，就開始對燈(H6)進行判斷，如果燈(H6)是熄的，單片機就返回，繼續不斷地依次檢測六個輸入端(P1.1～P1.6)。如果燈(H6)是亮的，單片機就命令外中斷(INT)為下降沿觸發方式，並允許外中斷(INT)中斷，另外，只要開關(K6)閉合著，某個寄存器的內容就每隔幾毫秒減去一個一。當交流電過零時，即中斷輸入端(INT)從高電平變為低電平時，單片機就產生中斷，中斷後，單片機就將上述寄存器的內容送到單片機的定時器，然後啟動定時器，隨後返回。當定時器溢出中斷後，就從輸出端(P0.6)輸出一個脈寬為0.5毫秒的觸發脈衝，使可控矽(VS6)觸發一次，然後關定時器，隨後返回。下次交流電過零後，又重複上述過程，直至燈(H6)關掉、外中斷(INT)被禁止中斷為止。交流電過零後，什麼時候觸發可控矽(VS6)，是由上述寄存器的內容決定的，而該寄存器的內容又是由開關(K6)閉合時間的長短決定的，即燈(H6)的亮度是由開關(K6)決定的。
權利要求1.一種可以就近開關燈的微電腦程控照明裝置，其特徵是六個開關(K1～K6)全部為常開按鈕型開關；常開按鈕開關(Ki)(i＝1，2，3，4，5，6)的一端與三端穩壓器(IC24)的接地端相連，開關(Ki)的另一端通過電阻(Ri)與光電耦合器(ICi)內的發光二極體負極的引出腳相連，該發光二極體正極的引出腳與穩壓器(IC24)的輸出端相連，光耦(ICi)內的光電三極體發射極的引出腳與單片計算機(IC21)的接地端(GND)相連後，又一起與穩壓器(IC23)的接地端相連，光耦(ICi)內的光電三極體集電極的引出腳與單片機(IC21)的輸入端(P1.i)相連；單片機(IC21)的輸出端(P0.i)與三極體(Qi)的基極相連，三極體(Qi)的集電極與穩壓器(IC23)的接地端相連，三極體(Qi)的發射極通過電阻(R1i)與光耦(IC1i)內的發光二極體負極的引出腳相連，該發光二極體正極的引出腳與單片機(IC21)的電源端(VCC)相連後，又一起與穩壓器(IC23)的輸出端相連，光耦(IC1i)內的光電三極體發射極的引出腳與穩壓器(IC22)的接地端相連，光耦(IC1i)內的光電三極體集電極的引出腳通過電阻(R2i)與雙向可控矽(VSi)的控制極相連，可控矽(VSi)的T1極與穩壓器(IC22)的輸出端相連後，又一起與220V交流電的火線相連，可控矽(VSi)的T2極與燈(Hi)的一端相連，燈(Hi)的另一端與220V交流電的零線相連；220V交流電經變壓器(B2)降壓、四個二極體(D5～D8)全橋整流後，得到了一個交流電過零信號，該過零信號通過電阻(R31)輸入到三極體(Q11)的基極，三極體(Q11)的發射極與穩壓器(IC23)的接地端相連，三極體(Q11)的集電極把經過整形、倒相後得到的過零脈衝信號送到單片機(IC21)的外部中斷輸入端(INT)；六個開關所在的迴路、單片機所在的迴路、六個雙向可控矽的控制極所在的迴路，這三個低壓迴路之間在電氣上是完全隔離的；六個開關(K1～K6)中，至少有兩個開關分別控制著六路燈(H1～H6)中的同一路燈；六路燈(H1～H6)中，至少有兩路燈分別受控於六個開關(K1～K6)中的同一個開關。
2.根據權利要求1所述的可以就近開關燈的微電腦程控照明裝置，其特徵是六個開關(K1～K6)中，至少有一個開關通過短按、長按、先短按後短按、先短按後長按、先長按後短按和先長按後長按這六種操作方式中的至少兩種操作方式分別控制著六路燈(H1～H6)中的至少兩路燈，用來區別短按和長按的時間分界點在50毫秒～10秒這個範圍內選取，同一個開關的先短按或長按與後短按或長按之間，間隔時間的最大值在50毫秒～5秒這個範圍內選取。
3.根據權利要求2所述的可以就近開關燈的微電腦程控照明裝置，其特徵是六路燈(H1～H6)中，至少有一路燈可以在開的時候漸亮，在關的時候漸暗。
4.根據權利要求2所述的可以就近開關燈的微電腦程控照明裝置，其特徵是六路燈(H1～H6)中，至少有一路燈可以通過六個開關(K1～K6)中的至少一個開關調光。
專利摘要本實用新型是一種可以就近開關燈的微電腦程控照明裝置，適用於普通住宅、酒店等場所。本實用新型可以使人們在多地控制一盞燈，在一地控制多盞燈，這給人們在開關燈時帶來了很多的方便。另外，本實用新型中的一個常開按鈕開關可以通過短按、長按、先短按後長按等六種操作方式分別控制六盞燈，這使得本實用新型無需安裝過多的開關。
文檔編號H03K17/72GK2692953SQ03250430
公開日2005年4月13日 申請日期2003年4月21日 優先權日2002年5月27日
發明者肖顯望 申請人:肖顯望