智能型樓梯通道燈開關控制器的製作方法

2023-10-20 16:44:17

專利名稱：智能型樓梯通道燈開關控制器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種智能型樓梯通道燈開關控制器。
由於生活結構的改變，公寓式住宅在現今非常普遍，除第一層樓的住戶之外，其它住戶則需穿梭於各樓梯的通道，才能進出住宅及戶外。
尤其在夜間，人們行動於樓梯通道中時，若無照明設備則寸步難行。以往樓梯的照明設備的設計，以手動方式控制通道燈亮或滅，故行走在樓梯中，每行經一個樓層，必須將該樓層的通道燈點亮，並熄滅上一樓層的通道燈，非常不便。
如此往復的動作，令使用者感覺非常厭煩，且有時出入樓梯，可能手上還提著物品，無法再用手動方式來控制通道燈的開關，故每行走一樓層後，需將手中物品放下，再點亮通道燈，非常不便。因常有上述不便的情形，故有多數使用者疏於或故意不將樓梯通道燈關閉，進而造成電資源及金錢的浪費。
而在午夜後樓梯無人走動，通道燈便一直點至天明，由於天亮後日光照射強烈，除非特意留心通道燈，否則無人知曉燈依然點亮著，就這樣.....通道燈日以繼夜地點亮著，直至另一黑夜的來臨，使經過樓梯的人們才又對通道燈提起一絲的注意。這樣不僅造成電資源浪費，而且也提早結束燈具的壽命。
有鑑於前述常見樓梯通道燈的缺點，本實用新型申請人通過從事本項產品設計及產銷的多年的經驗，經再三實驗，終於創作出本實用新型的智能型樓梯通道燈開關控制器。
本實用新型的主要目的在於提供一智能型樓梯通道燈開關控制器，以利於使用者行走於樓梯中時，不需特意去開/關各樓層的通道燈。
本實用新型的次要目的在於提供一智能型樓梯通道燈開關控制器，適時自動關閉通道燈，以節約能源、延長通道燈的壽命。
本實用新型是一種智能型樓梯通道燈開關控制器，包括多個光強度檢測器。通過檢測光的亮度以決定是否開燈；多個人體檢測器，通過檢測人是否存在以決定是否開燈；多個輸出控制器，分別連接於各光強度檢測器和各人體檢測器，根據其檢測結果或外來命令，決定是否輸出驅動信號，令負載或燈動作；多個編/解碼器，連接於輸出控制器，可將輸出控制器的狀態信號編碼，以備發送出去，可接收外來命令並解碼，以命令輸出控制器動作；多個收發器，各收發器間相互傳送信息，並與各編/解碼器連接，以將收到的信息解碼，編碼後的信息準備發送出去；以及一個順序控制器，通過收發器及編解碼器而得到外來信號後，決定下一次動作的輸出控制器。並將此命令由編/解碼器編碼以備發送出去，完成樓梯通道燈的自動開關控制作用。
附圖簡要說明

圖1是本實用新型智能型樓梯通道燈開關控制器的方塊圖。
圖2是本實用新型的部分電路圖。
圖3是本實用新型的各層樓的接線示意圖。
圖4是本實用新型的手動/自動控制電路。
圖5是本實用新型的控制流程圖。
為能更好地介紹本實用新型的智能型樓梯通道燈開關控制器的特徵和優點，現舉一較佳實施例並配合附圖詳細說明如下本實施例的方塊圖如圖1所示，是在每一樓層裝設一電路A，其包括光強度檢測器1、人體檢測器2、輸出控制器3、電源控制器8、通道燈5、編/解碼器6、收發器7。另有一主控制單元B，其包括收發器71、編/解碼器61、順序控制器9。
光強度檢測器1，用於檢測光亮度，若測得正處於白天或有足夠的光線照射在樓梯，則使輸出控制器3根據此檢測結果，令通道燈5不亮。
人體檢測器2，由於人體能發出紅外線，因此本實用新型人體檢測器2可為紅外線接收器 於是當有人出現便能檢測到。雖然凡是恆溫動物都會發出紅外線，但本實用新型的人體檢測器2在裝設時具有其方向性，所以對於出現於民宅中的貓、狗等動物，不會誤以為有人出現，以確保此人體檢測器2檢測時的正確性。
輸出控制器3，接收光強度檢測器1及人體檢測器2的檢測結果，只有外在光線微弱且有人出現時，輸出控制器3才送出驅動信號，並點亮通道燈5。
輸出控制器3中設有一計時器(TIMER)32，當輸出控制器3產生驅動信號時，便開始計時，輸出控制器3於計時結束時停止輸出驅動信號。當電路檢測出黑暗中有人經過樓梯，輸出控制器3輸出驅動信號將通道燈5點亮，此時行人可能繼續行走，需要通道燈5來照明一段時間，當過5秒後此人已至另一位置，不需要通道燈5照明，通道燈5應自動熄滅，通過將計時器32設定為5秒，則可達到本實用新型所需要的自動開關燈的基本需求。
編/解碼器6，連接輸出控制器3，可將輸出控制器3的狀態(是否為黑暗且有人經過此樓層)信號編碼，以備發送出去；亦可接收外來命令(黑暗且有人由別的層樓走向此樓層)而解碼，以命令輸出控制器3動作(打開通道燈5)。
收發器7，在每個需要裝設通道燈5的處所、樓層均有一收發器7，通過各收發器7彼此間相互傳送數據使每一樓層相互聯繫，收發器7與編/解碼器6連接，以對外來命令解碼，或將編碼後的數據準備發送出去。
主控制單元B，裝設於某一樓層中 通過(收發器71→編/解碼器61→順序控制器9)的次序得知哪一層樓正處於黑暗且有人經過的狀態，此順序控制器9則送出下一層樓或上一層樓應點亮通道燈5的命令，並由(順序控制器9→編/解碼器61→收發器71)的順序將命令傳出。使得人所到或快到達之處。通道燈5自動點亮，人離開後通道燈自動熄滅。
另設電源控制器8，可將本智能型樓梯通道燈開關控制器旁路(By Pass)而停止自動動作，改由手動，以滿足樓梯人口流量大、需在樓梯通道工作......等等特殊需要。如圖4所示，本實用新型的主要控制功能，是由輸出控制器3控制三端雙向可控矽開關元件TRIAC 311，使通道燈5獲得交流電AC 310V而發亮，同時設有一開關SW1、一延時裝置81、一三端雙向可控矽開關元件TRIAC 811，可將延時裝置81設為三分鐘的延時功能(此為熟知常見的電路功能)，當有特殊需要時，按下開關SW1使延時裝置81送出信號令三端雙向可控矽開關元件TRIAC 811呈導通狀態，完成強制通道燈5點亮三分鐘的目的。
圖2所示，為裝設在每一樓層的光強度檢測器1、人體檢測器2、輸出控制器3、輸出控制31、計時器32、通道燈LOAD 5等重要元件的一實施例的電路圖。其中，系統時鐘(system clock)33、振蕩器I34、振蕩器II35、過零檢測器ZCD 36、檢測器37，均屬已有技術，在此不再贅述。
其中光強度感測器1中的光敏半導體CDS隨可見光強度變化而改變電阻值，可見光的強度足夠時，則足以影響輸出控制器3的輸出(第10腳)。
人體檢測器2中的PIR檢測到有紅外線時，其電壓變化(由第2腳傳入輸出控制器3)，作為輸出控制31輸出的參考。
輸出控制器3的輸出驅動信號(第10腳)使三端雙向可控矽開關元件TRIAC導通後，負載或通道燈5的兩端獲得電源而點亮。
本實用新型在實際實施時，將每一層樓裝設有光強度檢測器1、人體檢測器2、輸出控制器3、通道燈5；主控制單元包括收發器71、編/解碼器61、順序控制器9，裝設於某一層樓的電路中，其動作步驟如下1、某樓層光強度檢測器1、人體檢測器2檢測為黑暗且有人經過該層樓梯時，將該層通道燈5點亮。
2、同時將此狀態通過編/解碼器6經由收發器7送出；3、主控制單元將通過收發器71→編/解碼器61→順序控制器9而收到數據；
4、順序控制器9下達應點亮下一樓層或上一樓層的通道燈的命令，通過編/解碼器61→收發器71送出；5、各樓層的電路通過收發器7→編/解碼器6收到命令，因為解碼的作用，各層樓的電路知道自己是否為應接受命令的樓層，若是，則將通道燈5點亮。
本實用新型的結構也可以是模塊形式，以方便安裝，請參閱圖3的各樓層的接線示意圖，利用現成的電源線AC 110V來供應各樓層模塊C所需的電力，併兼作數據傳輸線L、不須額外的配線，而達到傳輸信號及供應電源的目的。
其中模塊C是由光強度檢測器1、人體檢測器2、收發器7、控制器(具有輸出控制器3、編/解碼器6、順序控制器9各部分的功能)。
人體檢測器2可以選用HOLTEK(合泰)公司所出售編號HF7605的Low Power PIR Controller(PIR檢測控制器)。
本實用新型的收發器7可以選用SGS-THOMSON公司所出售編號ST7537的Power Line Modem IC，其數據傳輸速率為300BPS(Bitper Second)，傳輸距離為50米(最大值)，編碼方式FM調頻數字式數據編碼。利用此收發器7的傳輸萬式，並配合控制器上的判斷，達到順序控制器的功能。
控制器可以選用MICROCHIP RISC CPU編號PIC16C54數據分析處理器，其控制的部分流程圖請見圖5，步驟381是由光強度檢測器CDS1進行檢測，步驟382判斷是否黑暗，若否，則回到步驟381，步驟383是點亮門燈/人體檢測器PIR 2檢測，步驟384判斷是否有人，若否，則回到步驟383，步驟385點亮該層通道燈及上、下層通道燈，步驟386判斷上層是否有人，若有則進行步驟387，判斷向上並啟動上層燈，步驟388判斷下層是否有人，若有則進行步驟389，判斷向下並啟動下層燈，步驟390判斷本層是否無人，若是，則進行步驟391，延遲10秒關燈。
在黑暗時，當人體檢測器PIR檢測到樓梯口有人，例如3樓有人，即將該樓梯的照明燈打開，但由於不知道這人是要向上或向下，故呼叫上、下各一層都同時打開(即2、3、4樓燈皆開)。控制器動作如下A、該人如停留在樓梯口，則燈光保持打開，直到檢測無人時，延時30秒～60秒再關燈(時間可調整)。
B、如果下一樓層(2樓)檢測到有人，而上一層(4樓)無人，即延時10秒將該層樓(3樓)及上一層樓(4樓)的燈都關掉，反之亦然。
如果向下一層樓(2樓)檢測有人，則立即開燈，並將再下一層(1樓)燈先打開，直到檢測無人，延遲10秒關燈，此時再下一層樓(1樓)燈仍然是亮的，依此類推。
首層樓的燈在檢測到人出大門後亦是延遲10秒，故首層樓的人體檢測器PIR 2是裝在門D外(見圖3)。
以上各樓層燈光，只在夜間工作(較暗光線)白天除非是陰天光線不足，才會動作。一樓門燈51由光強度檢測器CDS 1控制，夜間自動點亮並保持到天亮。各控制器皆有測試開關及狀態指示LED，可測試該控制器Controller是否工作正常及檢測器是否正確動作。
每層樓模塊內的控制器PIC16C54都有獨一無二的編號，其編號為二進位方式，以一8位雙列式封裝開關Dip Switch來設定，連接於控制器，共有28-65536個編號，故可充分避開地址重複，因為以數字數據傳輸，故不怕噪聲幹擾。
控制器PIC16C54連接光強度檢測器1、人體檢測器2，當檢測到黑暗且有人存在時，控制器便將自己的編號及狀態傳送出去(通過收發器)，通知其它的控制器。
其它的控制器經由AC電源線上接收到經收發器處理的編號及狀態數據，便由CPU判斷是否該點亮電燈(CPU亦可依其它CPU編號及狀態，與自己的編號相比而判定，或其它的方式)，至於控制器PIC16C54則為一極為普遍的單晶片。
通過前述本實用新型的控制器的控制、判斷及收發器運用，已能輕易地實現順序控制器的功能。本系統結構簡單，安裝容易，除了能節約電力外還可延長燈泡壽命，無機械磨損元件，故障率極低；模塊式設計，維修簡單。
本實用新型在AC電源線上另加電子式避雷器SIDARATOR，可吸收瞬間高壓以保護線路安全及住戶家電用品的安全。
本實用新型的智能型樓梯通道燈開關控制器，將樓梯通道燈的控制效果提高一大步。依照前述的本實用新型的精神，本控制器不僅可裝設於樓梯通道，亦可在各個房間及/或庭院使用，使不論家庭或公共場所均可獲得自動化結果。
本實用新型所揭示的是較佳實施例中的一種，凡源於本實用新型的技術思想，而由本領域的技術人員易於推知的變化和修飾，都不超出本實用新型的權利要求所限定的範圍。
權利要求1.一種智能型樓梯通道燈開關控制器，其特徵在於包括多個光強度檢測器，通過檢測光的亮度以決定是否開燈；多個人體檢測器，通過檢測人是否存在以決定是否開燈；多個輸出控制器，分別連接於各光強度檢測器和各人體檢測器，根據其檢測結果或外來命令，決定是否輸出驅動信號，令負載或燈動作；多個編/解碼器，連接於輸出控制器，可將輸出控制器的狀態信號編碼，以備發送出去，可接收外來命令並解碼，以命令輸出控制器動作；多個收發器，各收發器間相互傳送信息，並與各編/解碼器連接，以將收到的信息解碼，編碼後的信息準備發送出去；以及一個順序控制器，通過收發器及編解碼器而得到外來信號後，決定下一次動作的輸出控制器，並將此命令由編/解碼器編碼以備發送出去，完成樓梯通道燈的自動開關控制作用。
2.根據權利要求1所述的一種智能型樓梯通道燈開關控制器，其特徵在於各輸出控制器還包括一計時器，當輸出控制器產生驅動信號時，便開始計時，輸出控制器在計時終止時停止輸出驅動信號。
3.根據權利要求1所述的一種智能型樓梯通道燈開關控制器，其特徵在於還包括多個電源控制器，可將本實用新型的樓梯通道燈開關控制器停止自動動作，改由手動，以適應特殊需要。
專利摘要本實用新型涉及一種智能型樓梯通道燈開關控制器，包括多個光強度檢測器、多個人體檢測器、多個輸出控制器、多個編/解碼器、多個收發器和一主控制單元。當某樓層為黑暗且有人經過時，便將該層通道燈點亮，並由主控制器發出使其下一層或上一層點亮通道燈的命令。本實用新型能適時自動關閉通道燈，從而方便行人，節約能源、延長通道燈的壽命。
文檔編號H03K17/94GK2215168SQ9520137
公開日1995年12月13日 申請日期1995年1月20日 優先權日1995年1月20日
發明者譚士恭 申請人:譚士恭