專利名稱：一種自動感應(yīng)開關(guān)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種自動感應(yīng)控制裝置，特別是一種用于控制照明設(shè)備的自動感應(yīng)電子開關(guān)裝置。
自動感應(yīng)控制裝置早已進入生產(chǎn)、生活中的許多領(lǐng)域，如微機上所用的觸摸屏，一些賓館、飯店大門的自動開關(guān)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(jiān)控，完成預(yù)定的動作。但到目前為止，自動感應(yīng)控制裝置的優(yōu)勢還遠未得到充分的開發(fā)和利用。如在一些倉庫、書庫、生產(chǎn)車間等類似場所，當有人員進入時，場所內(nèi)照明設(shè)備不能自動開啟，仍需手動；人員離開時，照明設(shè)施的及時關(guān)斷又常被人忽視。此外，因為缺少監(jiān)控措施，加之管理者的一時疏忽而誤將人員反鎖在內(nèi)的事情也時有發(fā)生。
本實用新型的目的在于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(jù)人員進出情況自動通斷照明設(shè)備的自動感應(yīng)開關(guān)裝置。
本實用新型的另一目的，是提供一種自動感應(yīng)開關(guān)裝置，其除具有上述功能外，還可顯示滯留于特定場所內(nèi)的人數(shù)。
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型所采用的技術(shù)方案為一種自動感應(yīng)開關(guān)裝置，包括一個電磁波輻射器、相應(yīng)的接收器、控制部件及電子開關(guān)；控制部件的輸入端與接收器相連，輸出端與電子開關(guān)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(cè)，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(cè)，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后被阻擋一次，在此條件下所述兩接收器分別輸出一個電壓脈沖信號；所述控制部件包括運動方向確定電路，用于判斷人員通過入口的方向；可逆計數(shù)器，用于記錄滯留于場所內(nèi)的人數(shù)；電子開關(guān)驅(qū)動電路，用于控制電子開關(guān)；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(shù)器的加計數(shù)和減計數(shù)時鐘輸入端相連；電子開關(guān)驅(qū)動電路的輸入端與可逆計數(shù)器的輸出端相連，輸出端與電子開關(guān)的控制端相連，當計數(shù)器輸出非0時，其輸出的控制信號使電子開關(guān)接通，否則斷開。
本實用新型的自動感應(yīng)開關(guān)裝置，還包括有顯示部件，它與控制部件中的可逆計數(shù)器相連，以十進制數(shù)或百進制數(shù)顯示可逆計數(shù)器的輸出，從而在自動控制照明設(shè)備通斷的同時，還可顯示進入場所內(nèi)的人數(shù)。
本自動感應(yīng)開關(guān)裝置工作過程是當有人從入口進入時，兩接收器分別先后產(chǎn)生一個電壓脈沖信號，該信號觸發(fā)運動方向確定電路，使其在與可逆計數(shù)器加計數(shù)時鐘輸入端相連的輸出端輸出一個脈沖信號，由可逆計數(shù)器執(zhí)行加1運算，當有人離開時，兩接收器輸出的脈沖信號與進入時先后次序相反，該信號觸發(fā)運動方向確定電路在其與可逆計數(shù)器減計數(shù)時鐘輸入端相連的輸出端輸出一個脈沖信號，由可逆計數(shù)器執(zhí)行減1運算，因此計數(shù)器的輸出即對應(yīng)于進入場所內(nèi)的凈人數(shù)。當可逆計數(shù)器輸出非0時，電子開關(guān)驅(qū)動電路輸出到電子開關(guān)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(xiàn)對場所內(nèi)照明設(shè)備的自動控制。
以下結(jié)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(shù)電路、電子開關(guān)驅(qū)動電路和電子開關(guān)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(yīng)開關(guān)裝置由紅外發(fā)射器1、相應(yīng)紅外接收器2、3、運動方向確定電路4、可逆計數(shù)電路5、電子開關(guān)驅(qū)動電路6及電子開關(guān)7等幾部分組成。
圖2對應(yīng)于圖1中的紅外發(fā)射器1，它由一個由反相器DD1.1、DD1.2、DD1.3和電容C1構(gòu)成的環(huán)型振蕩器、反相器DD1.4、紅外發(fā)光二極管管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(tài)偏置電流；BG1發(fā)射極接地；環(huán)型振蕩器及反相器DD1.4共同構(gòu)成一個低頻脈沖信號源，經(jīng)基極電阻R2接到BG1的基極，對電流放大器進行調(diào)制，發(fā)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(fā)射連續(xù)的低頻紅外脈沖信號；發(fā)光二極管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。其包括有光電二極管、取樣電阻、電壓放大單元、濾波器、檢波器及施密特觸發(fā)器等幾部分組成，光電二極管D2與取樣電阻R4串連在負電源與地之間，將接收到的由發(fā)光二極管D1發(fā)射的低頻脈沖信號轉(zhuǎn)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上的信號隔直濾波后加到運放FC54的同相輸入端。該運算放大器工作在開環(huán)狀態(tài)，當±5V電源供電時，可將低頻脈沖信號幅度放大到3V左右；FC54輸出端與由D3及C5構(gòu)成的檢波器相連，經(jīng)FC54放大的低頻信號經(jīng)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和與晶體管BG2的基極相連的電阻R8分壓后，加到BG2的基極。BG2發(fā)射極接地，集電極和與非門DD2.1輸入端連結(jié)，BG2的基極和DD2.1輸出端之間跨接一個電阻R9，由此構(gòu)成一個施密特觸發(fā)器，將接收到的3V直流電壓信號變?yōu)闃藴实倪壿嫛?”電平輸出。當有人通過門時，光電二極管D2接收到的信號是被一頻率更低的單負脈沖調(diào)幅的低頻信號，該單負脈沖寬度等于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(diào)制的低頻脈沖經(jīng)檢波器檢出其負脈沖包絡(luò)，調(diào)整C5、R7、R8可使施密特觸發(fā)器輸出一個具有陡峭上升及下降沿的負脈沖。圖1中所示的接收器2和3的光電二極管分別安裝在入口對面門邊框與發(fā)光二極管D1同樣高度的位置上，且兩光電二極管之間的水平距離為60-80cm。當有人進門時，接收器2先發(fā)一個負脈沖，接收器3隨后發(fā)一個負脈沖，且兩脈沖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(shù)電路5、電子開關(guān)驅(qū)動電路6和電子開關(guān)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(fā)器DD3、DD4組成。與非門DD5.1和DD5.2的兩輸入端分別短接，并與前述接收器2和3的輸出端相連；觸發(fā)器DD4.1和DD3.1的時鐘控制端C及DD3.2、DD4.2的直接復(fù)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(fā)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(shù)據(jù)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(fā)器均被復(fù)位，使運動方向確定電路4經(jīng)與非門DD5.3和DD5.4輸出為“1”。一旦與非門DD5.1和DD5.2先后接收到由接收器2、3發(fā)來的負脈沖信號，觸發(fā)器DD3.1、DD4.2輸出保持低電平，觸發(fā)器DD3.2由于其R端失效時C端有一上升沿而被觸發(fā)輸出一個脈沖信號，該脈沖又觸發(fā)DD4.1輸出一個較窄的脈沖信號，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(jīng)DD5.3輸出一個窄脈沖，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沖信號對時，運動方向確定電路4的工作過程與上述類似，最后由與非門DD5.4輸出一脈沖信號，DD5.3輸出保持狀態(tài)不變。
可逆計數(shù)器5為由兩個十進制可逆計數(shù)器DD6.1和DD6.2級聯(lián)，構(gòu)成的一個一百進制可逆計數(shù)器。DD6.1的加計數(shù)時鐘輸入端和減計數(shù)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(shù)時鐘輸入端和減計數(shù)時鐘輸入端，完成計數(shù)功能；開關(guān)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(xiàn)計數(shù)器清零，SB1斷開，則計數(shù)器恢復(fù)計數(shù)功能。
電子開關(guān)驅(qū)動電路6由一個由八個二極管D4--D11構(gòu)成的八輸入或門和電流放大器BG3構(gòu)成?；蜷T輸出端通過電阻R12與BG3的基極相連，BG3的發(fā)射極接電子開關(guān)(可控硅SCR1)的控制端。當計數(shù)器輸出非0時，上述或門輸出高電平，電流放大器BG3導(dǎo)通，由可控硅SCR1、照明設(shè)備EL1和220V市電組成的回路在電源電壓正半周導(dǎo)通，照明燈半明半暗，此時電容C6、二極管D12、電阻R14串聯(lián)后并接在EL1兩端，C6經(jīng)D12、R14和導(dǎo)通的SCR1開始充電，經(jīng)2-3秒后電容器充電到可控硅SCR2的導(dǎo)通電壓，經(jīng)電阻R13加到SCR2控制端使由SCR2、EL1和220V市電構(gòu)成的回路在電源電壓負半周導(dǎo)通，照明燈全亮。當可逆計數(shù)器輸出為0時，上述或門輸出低電平，BG3、SCR1截止，EL1半明半暗；幾秒鐘后SCR2截止，ECL1熄滅。穩(wěn)壓管D13與C6并接使其兩端的電壓限制在7-8V以下。
上述圖2-4各部分構(gòu)成一個自動感應(yīng)開關(guān)裝置，可實現(xiàn)有人時照明設(shè)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(jié)約電能。
除上述連接外，本實用新型的可逆計數(shù)器同時與一數(shù)字顯示設(shè)備相連時，構(gòu)成另一自動感應(yīng)開關(guān)裝置，如圖5示，可實現(xiàn)在自動通斷照明設(shè)備的同時，顯示場所內(nèi)人數(shù)。
權(quán)利要求1.一種自動感應(yīng)開關(guān)裝置，包括一個電磁波輻射器、相應(yīng)的接收器、控制部件及電子開關(guān)，控制部件的輸入端與接收器相連，輸出端與電子開關(guān)的控制端相連，其特征在于所述輻射器的輻射元件安裝在特定場所入口的一側(cè)，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(cè)，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后被阻擋一次，在此條件下所述兩接收器分別輸出一個電壓脈沖信號，所述控制部件包括運動方向確定電路，用于判斷人員通過入口的方向，可逆計數(shù)器，用于記錄滯留于場所內(nèi)的人數(shù)，電子開關(guān)驅(qū)動電路，用于控制電子開關(guān)，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(shù)器的加計數(shù)和減計數(shù)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(fā)器DD3、DD4組成，與非門DD5.1和DD5.2的兩輸入端分別短接，并與前述接收器的輸出端相連，觸發(fā)器DD4.1和DD3.1的時鐘控制端C及DD3.2、DD4.2的直接復(fù)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(fā)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(shù)據(jù)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(guān)驅(qū)動電路的輸入端與可逆計數(shù)器的輸出端相連，輸出端與電子開關(guān)的控制端相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動感應(yīng)開關(guān)裝置，其特征在于還包括有顯示部件，它與控制部件中的可逆計數(shù)器相連，以十進制數(shù)或百進制數(shù)顯示可逆計數(shù)器的輸出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動感應(yīng)開關(guān)裝置，其特征在于所述的電磁波輻射器為紅外發(fā)射器，其發(fā)光元件即發(fā)光二極管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管之間的距離為60-80cm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種自動感應(yīng)開關(guān)裝置，其特征在于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(gòu)成的環(huán)型振蕩器、反相器DD1.4、紅外發(fā)光二極管管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(tài)偏置電流，BG1發(fā)射極接地，環(huán)型振蕩器及反相器DD1.4共同構(gòu)成一個低頻脈沖信號源，經(jīng)基極電阻R2接到BG1的基極，對電流放大器進行調(diào)制，發(fā)光二極管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(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種自動感應(yīng)開關(guān)裝置，其特征在于所述的接收器包括有光電二極管、取樣電阻、電壓放大單元、濾波器、檢波器及施密特觸發(fā)器等幾部分組成，光電二極管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上的信號隔直濾波后加到運放FC54的同相輸入端，F(xiàn)C54輸出端與由D3及C5構(gòu)成的檢波器相連，經(jīng)FC54放大的低頻信號經(jīng)該檢波器檢波，輸出信號通過接在地的電阻R7和與晶體管BG2的基極相連的電阻R8分壓后，加到BG2的基極，BG2發(fā)射極接地，集電極和與非門DD2.1輸入端連結(jié)，BG2的基極和DD2.1輸出端之間跨接一個電阻R9，由此構(gòu)成一個施密特觸發(fā)器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動感應(yīng)開關(guān)裝置，其特征在于所述的可逆計數(shù)器由兩個十進制可逆計數(shù)器DD6.1和DD6.2級聯(lián)，構(gòu)成一個一百進制可逆計數(shù)器，DD6.1的加計數(shù)時鐘輸入端和減計數(shù)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(shù)時鐘輸入端和減計數(shù)時鐘輸入端。開關(guān)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(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動感應(yīng)開關(guān)裝置，其特征在于所述的電子開關(guān)驅(qū)動電路由一個由八個二極管D4-D11構(gòu)成的八輸入或門和電流放大器BG3構(gòu)成，或門輸出端通過電阻R12與BG3的基極相連，BG3的發(fā)射極接電子開關(guān)(可控硅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(jù)人員進出情況自動通斷照明設(shè)備的自動感應(yīng)開關(guān)裝置。包括一個電磁波輻射器、兩相應(yīng)的接收器、控制部件及電子開關(guān)；控制部件的輸入端與接收器相連，輸出端與電子開關(guān)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(cè)，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(cè)，與所述輻射元件同一高度。其可實現(xiàn)有人時照明設(shè)備自動接通，無人時自動切斷，同時顯示場所內(nèi)人數(shù)。既為工作人員帶來方便，又可節(jié)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(yōu)先權(quán)日1995年5月15日
發(fā)明者李學(xué)鋒 申請人:李學(xué)鋒