專利名稱：紅外傳感自動(dòng)開關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種自動(dòng)開關(guān)，特別是一種含紅外傳感器的自動(dòng)開關(guān)。
中國專利ZL 97207729公開了一種“無源紅外感應(yīng)自動(dòng)開關(guān)”，它與負(fù)載電器Z串接于外電源電路中的可控硅開關(guān)元件，聯(lián)接有經(jīng)整流電路設(shè)置的直流供電穩(wěn)定電路，與紅外透鏡配合的熱釋型紅外傳感器電路經(jīng)放大電路，比較電路，驅(qū)動(dòng)及延時(shí)電路與可控硅開關(guān)元件的控制端相聯(lián)接，其特征在于驅(qū)動(dòng)電路后，經(jīng)前后聯(lián)接的延時(shí)電路和可實(shí)現(xiàn)短時(shí)關(guān)斷的可控硅觸發(fā)控制電路而聯(lián)接于可控硅開關(guān)元件的控制端，直接供電電路中整流電路的輸入端跨接于可控硅開關(guān)元件的兩端。
上述自動(dòng)開關(guān)僅適用于一般負(fù)載，不適用于照明電路開關(guān)。在用作電燈的自動(dòng)開關(guān)時(shí)，由于沒有光控制電路，在大白天或可見度較好環(huán)境下，只要在控制區(qū)內(nèi)有人在活動(dòng)，該控制電路照樣接通，不能自動(dòng)熄滅照明電燈。
本實(shí)用新型的目的在于避免現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處而提供一種適用于任何照明電器，依據(jù)所接收的人體紅外光譜而動(dòng)作的紅外傳感自動(dòng)開關(guān)。
本實(shí)用新型的目的可通過如下措施來達(dá)到本實(shí)用新型紅外傳感自動(dòng)開關(guān)，由外殼10，菲湟爾透鏡11和紅外傳感自動(dòng)開關(guān)電路所組成，該紅外傳感自動(dòng)開關(guān)電路包括整流穩(wěn)壓器1、紅外傳感器2、信號放大器3、比較器4、光控制器5、定時(shí)器6、可控硅觸發(fā)器7和與市電連接的驅(qū)動(dòng)電路8，組成電路的元器件安裝在電路板上，固定在由塑料盒構(gòu)成的外殼10內(nèi)，并與市電連接，去控制照明負(fù)載9。其中各單元電路的構(gòu)成如下1、整流穩(wěn)壓電路交流220伏的市電經(jīng)D2整流，由并關(guān)的R19、R20、R21、R22、R23和R24降壓成一低壓直流電，經(jīng)E6濾波，并由穩(wěn)壓管Z1穩(wěn)壓后輸出，使市電轉(zhuǎn)換成6V的直流電源，向電路提供主電源電壓。
2、紅外傳感器電路利用菲湟爾透鏡所感受人體移動(dòng)的紅外信息，被處理后用以驅(qū)動(dòng)放大器，直接進(jìn)行放大。當(dāng)RY1感應(yīng)了人體的紅外信號，加入IC1反相輸入端進(jìn)行高增益放大，IC1同相輸入端的偏置被設(shè)定在電源電壓的半值處，以使IC1輸出的中度變化最大，靜態(tài)時(shí)，IC1輸出電位在3V左右，當(dāng)紅外傳感器監(jiān)控范圍內(nèi)有人活動(dòng)時(shí)，IC1輸出就在3V左右變化，這個(gè)變化信號通過E2送到IC2反相輸入端進(jìn)行比較。箭頭表示去IC2。紅外傳感器可在120度角范圍內(nèi)感應(yīng)信號。在IC1輸入端設(shè)置了抗干擾電路。
3、信號放大器電路把來自IC1的信號進(jìn)行比較，這時(shí)，在3V上下變化的IC1輸出信號，輸入IC2，經(jīng)比較后，IC2的輸出信號，將在0-3V之間大幅度地變化，其變化幅度越大越好，輸出去IC3。經(jīng)過本信號放大器之后，紅外感應(yīng)的變化信號可以有足夠的增益。
4、比較器電路來自IC2的比較信號，再進(jìn)入IC3比較器進(jìn)行比較。當(dāng)IC3的反相輸入端電位高于同相輸入端的電位時(shí)，IC3的輸出立刻由高電位轉(zhuǎn)變?yōu)榈碗娢?，D1導(dǎo)通，使IC4反相輸入端低于同相輸入端的電位。箭頭表示一路去IC4，一路去延時(shí)電路的T2。
5、光控制器電路在D1導(dǎo)通時(shí)，IC4的反相輸入端的電位低于同相輸入端的電位，IC4便輸出高電平，起到一個(gè)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的作用。由于受到光敏電阻CDS的控制，由CDS和T1等組成光控電路，即在有日光光線時(shí)，CDS阻值下降，T1導(dǎo)通，把IC3的反相輸入端接地，從而保證白天開關(guān)不工作，照明燈不亮。反之，在黑夜因沒有光照射，光敏電阻CDS內(nèi)部電阻很大，T1不導(dǎo)通，從而使IC3反相輸入端電位高于同相輸入端的電位，D1導(dǎo)通，自動(dòng)開關(guān)正常工作。箭頭表示至延時(shí)電路。
6、定時(shí)器電路采用555時(shí)基電路作定時(shí)器。當(dāng)有脈沖輸入，T2導(dǎo)通，555時(shí)基集成電路的2腳為低電平，使其3腳輸出高電平，去導(dǎo)通可控硅DG，開關(guān)電路導(dǎo)通，照明燈點(diǎn)亮。隨著電容E5的充電，2腳上的電位越來越高，當(dāng)它的充電電壓大于電源電壓的2/3時(shí)，3腳轉(zhuǎn)為低電平，觸發(fā)管失電平而截止，負(fù)載電源被切斷。此外由于E5在放電過程中，電壓經(jīng)D7去控制T3板極；而當(dāng)電容E5放電完畢，T3板極變?yōu)榈碗娖蕉刂埂ｋx開D7的箭頭表示去延時(shí)觸發(fā)管T3，離開3腳的箭頭表示輸出高或低電平去控制可控硅DG。
7、可控硅觸發(fā)器電路當(dāng)555時(shí)基電路3腳呈高電平，可控硅DG被導(dǎo)通，照明電燈9點(diǎn)亮，電流由D5→DG→D4形成開關(guān)回路，便完成一個(gè)從檢測信號→放大、比較→定時(shí)器→觸發(fā)導(dǎo)通的動(dòng)作。DG的G極來自555時(shí)基電路3腳。
本實(shí)用新型自動(dòng)開關(guān)的特點(diǎn)是1、具光控制功能，可實(shí)現(xiàn)白天不工作，杜絕長明燈而節(jié)電。本自動(dòng)開關(guān)適用于任何照明電器，具有適用范圍廣的優(yōu)點(diǎn)、省電、方便、自動(dòng)化。
2、紅外傳感靈敏、范圍廣。由于采用優(yōu)質(zhì)的菲湟爾透鏡作傳感器，感應(yīng)角度可擴(kuò)大至120度，感應(yīng)距離達(dá)5米，男女老少不用動(dòng)手即可亮燈，安全可靠，濕手濕腳都不怕。
3、具有延時(shí)功能。人的活動(dòng)安靜下來，即睡下2分鐘即可自動(dòng)關(guān)閉，半夜起床又可自動(dòng)開啟。采用555時(shí)基電路作定時(shí)器，其電路穩(wěn)定、準(zhǔn)確、可靠。
4、可控硅觸發(fā)電路采用雙向晶閘管輸出，這種形式結(jié)構(gòu)簡單、成本低，晶閘管的功率較大，過載能力強(qiáng)，負(fù)載功率可達(dá)300W。
5、不用變壓器來降壓，采用并聯(lián)電阻降壓，減少體積結(jié)構(gòu)簡單，電壓穩(wěn)定。
6、傳感信號直接放大，輸入端設(shè)置的抗干擾電路可抗干擾。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步敘述。
圖1是外殼10的主視圖，其中11處裝嵌菲湟爾透鏡，圖2是外殼10的右視圖，圖3是其俯視圖，圖4是本實(shí)用新型紅外傳感自動(dòng)開關(guān)的電路總圖，其中1為整流穩(wěn)壓器的部分，2為紅外傳感器電路，3為信號放大器，4為比較器，5為光控制器，6為定時(shí)器，7為可控硅觸發(fā)器，8為驅(qū)動(dòng)電路。圖5是整流穩(wěn)壓器電路圖，圖6是紅外傳感器電路圖，圖7是信號放大器電路圖，圖8是比較器電路圖，圖9是光控制器電路圖，圖10是延時(shí)定時(shí)電路圖，圖11是可控硅觸發(fā)電路圖。
各電路圖中，分別有電阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20、R21、R22、R23、R24、R25，電容C1、C2、C3、C4，電解電容E1、E2、E3、E4、E5、E6，二極管D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7，穩(wěn)壓管Z1，三極管T1、T2、T3，集成電路IC1、IC2、IC3、IC4、IC5，光敏電阻CDS，可控硅DG，紅外傳感器RY1。
實(shí)施例如附圖所示，用塑料制作本實(shí)用新型自動(dòng)開關(guān)的外殼10，嵌入菲涅爾透鏡11，將整流穩(wěn)壓器1，紅外傳感器2，信號放大器3，比較器4，光控制器5，定時(shí)器6，可控硅觸發(fā)器7，驅(qū)動(dòng)電路及他們的相關(guān)元器件布局于電路板上，裝入外殼10內(nèi)，組裝成本實(shí)用新型自動(dòng)開關(guān)。其中，紅外傳感受器RY1采用KDS7K型，信號放大器采用HA17324型，定時(shí)器采用HA17555型，可控硅DG采用2P4M。
權(quán)利要求1.一種紅外傳感自動(dòng)開關(guān)，由外殼(10)、菲湟爾透鏡(11)和紅外傳感自動(dòng)開關(guān)電路所組成，其特征在于，該紅外傳感自動(dòng)開關(guān)電路包括整流穩(wěn)壓器(1)，紅外傳感器(2)，信號放大器(3)，比較器(4)，光控制器(5)，定時(shí)器(6)，可控硅觸發(fā)器(7)和與市電連接的驅(qū)動(dòng)電路(8)
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外傳感自動(dòng)開關(guān)，其特征在于，整流穩(wěn)壓器(1)的電路，由二極管(D2)整流，并聯(lián)電阻降壓，穩(wěn)壓二極管(Z1)穩(wěn)壓后向電路供電。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外傳感自動(dòng)開關(guān)，其特征在于，利用菲湟爾透鏡(11)作受感元件，傳感器(RY1)感應(yīng)信號加入集成電路，IC1進(jìn)行增益放大，它的同相輸入端的偏置設(shè)定在電源電壓的半值處，靜態(tài)時(shí)IC1的輸出電位在3V附近變化，這個(gè)變化信號通過電容(E2)送到IC2的反相輸入端進(jìn)行比較。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的紅外傳感自動(dòng)開關(guān)，其特征在于，集成電路IC1的輸入端設(shè)置抗干擾電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外傳感自動(dòng)開關(guān)，其特征在于，信號放大器(3)的電路包括，來自IC1的信號變化，經(jīng)過IC2進(jìn)行比較和增益，從IC2輸出端出來增大了變化幅度的信號送去集成電路IC3。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外傳感自動(dòng)開關(guān)，其特征在于，比較器(4)的電路包括，來自集成電路IC2的信號，進(jìn)入IC3比較器進(jìn)行比較，當(dāng)IC3的輸出由高電位轉(zhuǎn)為低電位，二極管(D1)導(dǎo)通，輸出一路IC4，一路去延時(shí)電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外傳感自動(dòng)開關(guān)，其特征在于，光控制器(5)的電路包括，一個(gè)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器(IC4)，由光敏電阻(CDS)和三極管(T1)組成光控制器電路，在光敏電阻阻值下降時(shí)，三極管(T1)導(dǎo)通，從而使IC3的反相輸入端接地，關(guān)閉照明負(fù)載。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外傳感自動(dòng)開關(guān)，其特征在于，定時(shí)器(6)電路采用IC5 555集成時(shí)基電路作定時(shí)器，當(dāng)三極管(T2)導(dǎo)通，555時(shí)基電路的2腳為低電平，3腳輸出高電平，可控硅(DG)導(dǎo)通，照明燈點(diǎn)亮，當(dāng)2腳充電至高電平，3腳轉(zhuǎn)為低電平時(shí)，觸發(fā)管截止，切斷負(fù)載電源，電容(E5)在放電過程中電壓經(jīng)二極管(D7)去控制三極管(T3)的板極，電容放電完畢，三極管板極變?yōu)榈碗娖蕉刂埂?br>
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外傳感自動(dòng)開關(guān)，其特征在于，可控硅觸發(fā)器(7)的電路包括，一個(gè)可控硅(DG)，和由二極管(D3、D4、D5、D6)組成的雙向晶閘管，當(dāng)可控硅被觸發(fā)導(dǎo)通，電流由D5→DG→D4形成開關(guān)回路。
專利摘要一種紅外傳感自動(dòng)開關(guān),由外殼菲湟爾透鏡和整流穩(wěn)壓器、紅外傳感器、信號放大器、比較器、光控制器、定時(shí)器、可控硅觸發(fā)器和驅(qū)動(dòng)電路所組成,具有光控制功能,白天不照明,紅外傳感角度120度,5米距離,信號變化停止后延時(shí)2分鐘自動(dòng)關(guān)閉,負(fù)荷功率達(dá)300W。結(jié)構(gòu)簡單,電壓穩(wěn)定,設(shè)置有抗干擾電路。本自動(dòng)開關(guān)適用于任何照明電器。只要人不離開并且在活動(dòng),負(fù)載能持續(xù)工作,直至人的活動(dòng)停止后才適時(shí)關(guān)閉負(fù)載。
文檔編號H03K17/28GK2438272SQ0023802
公開日2001年7月4日 申請日期2000年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月18日
發(fā)明者洪月全 申請人:洪月全