專利名稱：自動智能感應(yīng)節(jié)電開關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種自動智能感應(yīng)節(jié)電開關(guān)。
背景技術(shù)：
目前，智能感應(yīng)開關(guān)多以熱釋電傳感器(也稱遠(yuǎn)紅外探頭，PIR)來采集人體信息， 并以其作為控制源來控制電源的導(dǎo)通與關(guān)斷，以達(dá)到節(jié)能的目的。就其探測方式而言有兩 種方法 —是被動探測(探測傳感器靜止)人體處于運動狀態(tài)時，遠(yuǎn)紅外幅射發(fā)生急劇變 化，傳感器有信號輸出，人體靜止時，則無信號輸出，顯然這種方法只適合于人體活動時的 探測，無法適應(yīng)人體靜止時的探測； 二是主動探測(探測傳感器始終運動狀態(tài))通過增加電動機和傳動機構(gòu)，讓傳感 器旋轉(zhuǎn)或平移。這樣即使在人體靜止時，由于探測頭的運動，人體與傳感器之間仍然存在相 對運動，能夠解決人體靜止時的紅外探測問題，但由于電動機始終處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，增加了電 能和設(shè)備的損耗。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種自動智能感應(yīng)節(jié)電開關(guān)，該開關(guān)將被動探測與主動 探測相結(jié)合，同時能夠盡可能減少電能和設(shè)備消耗。 為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用了以下技術(shù)方案一種自動智能感應(yīng)節(jié)電開關(guān)， 包括主控制器，主控制器的輸入端接遠(yuǎn)紅外探測及其處理電路，主控制器的輸出端分別接 電源開關(guān)控制與驅(qū)動電路和主動探測電機控制與驅(qū)動電路，主控制器根據(jù)遠(yuǎn)紅外探測及其 處理電路輸出的電信號驅(qū)動電源開關(guān)和主動探測電動機動作。 由上述技術(shù)方案可知，本實用新型采用被動探測和主動探測相結(jié)合的方法，兼顧 了人體靜止探測，當(dāng)工作人員離開工作場所時，整個辦公電源可以在設(shè)定的時間內(nèi)自動關(guān)
閉，解決了電器設(shè)備待機消耗和開機消耗，從而達(dá)到節(jié)能的目的。同時，當(dāng)工作人員進入工 作場所整個辦公電源可以自動開啟，避免人員手動操作帶來的麻煩。

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)框圖； 圖2、3、4分別是本實用新型中主控制器、遠(yuǎn)紅外探測及其處理電路、主動探測電
機控制與驅(qū)動電路的電路原理圖； 圖5是本實用新型的工作流程圖。
具體實施方式—種自動智能感應(yīng)節(jié)電開關(guān)，包括主控制器IO，主控制器10的輸入端接遠(yuǎn)紅外探 測及其處理電路20，主控制器10的輸出端分別接電源開關(guān)控制與驅(qū)動電路30和主動探測
3電機控制與驅(qū)動電路40，主控制器10根據(jù)遠(yuǎn)紅外探測及其處理電路20輸出的電信號驅(qū)動 電源開關(guān)和主動探測電動機動作，如圖1所示。 結(jié)合圖1，本實用新型還包括將220V市電轉(zhuǎn)換為+5V直流電的電源轉(zhuǎn)換電路60， 所述的主控制器10還與按鍵與顯示電路50連接，按鍵與顯示電路50為可供用戶輸入開關(guān) 延時時間的人機操作接口。電源轉(zhuǎn)換電路60產(chǎn)生幾種直流電壓為整機供電，按鍵和顯示電 路50為人機操作接口，供用戶輸入開關(guān)延時時間等信息。 結(jié)合圖1、3，所述的遠(yuǎn)紅外探測及其處理電路20包括遠(yuǎn)紅外探頭21，遠(yuǎn)紅外探頭 21前安裝菲涅爾透鏡，遠(yuǎn)紅外探頭21通過傳動機構(gòu)與電動機相連，遠(yuǎn)紅外探頭21將采集的 人體信號轉(zhuǎn)換為電信號后輸出至熱釋電傳感器處理芯片22，熱釋電傳感器處理芯片22輸 出電信號至主控制器10的輸入端。人體信息經(jīng)遠(yuǎn)紅外探頭21獲取，經(jīng)熱釋電傳感器處理 芯片22處理產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)電信號送入主控制器IO，為增強信號感應(yīng)靈敏度和擴大感測范圍，必 須在遠(yuǎn)紅外探頭21前加裝菲涅爾透鏡，為克服遠(yuǎn)紅外探頭21的被動特性，擬為遠(yuǎn)紅外探頭 21安裝電動機和傳動機構(gòu)。 結(jié)合圖1、3，所述的遠(yuǎn)紅外探頭21為芯片U2，熱釋電傳感器處理芯片22采用 CS9803芯片，其第2引腳接芯片U2的第2引腳，其第11引腳接反相器U3A的輸入端，其第9 引腳分兩路輸出，一路通過晶振E2接地，另一路預(yù)留兩接點A、B，兩接點之間接光敏電阻或 熱敏電阻，其中A點接地。CS9803芯片結(jié)構(gòu)完整、功能齊全，所需的外圍元件少，可完成信號 的高倍率線性放大、雙向鑒幅、信號處理、延遲定時和封鎖定時等功能。當(dāng)人體進入探測電 路感應(yīng)區(qū)，遠(yuǎn)紅外探頭21將菲涅爾透鏡聚焦的人體遠(yuǎn)紅外信號轉(zhuǎn)換成電信號送入CS9803 芯片的2腳，經(jīng)CS9803芯片內(nèi)部電路處理后得到標(biāo)準(zhǔn)信號，從CS9803芯片的11腳輸出。 調(diào)節(jié)電阻R4、 R5或電阻R6、 R7的比值可分別改變內(nèi)部兩級放大器的增益，即改變信號的感 應(yīng)強度；電阻R3、電容C2構(gòu)成延時電路，調(diào)節(jié)電阻R2和電容C3可改變輸出脈沖寬度，即改 變工作延時，因本系統(tǒng)的延時由單片機控制，故此處延時應(yīng)盡量縮短；CS9803芯片的第9引 腳是觸發(fā)禁止端或功能擴展端，在A、 B接點間接入不同的元器件可增加不同的附加控制功 能如接入光敏電阻可實現(xiàn)禁止白天開燈；接入熱敏電阻可實現(xiàn)達(dá)到一定室溫才見人開機 的空調(diào)控制器。 結(jié)合圖1、2，所述的主控制器IO采用AT89S51芯片，其第12引腳接熱釋電傳感器 處理芯片22的輸出端，其P1.0引腳接電源開關(guān)控制與驅(qū)動電路30，其P1. 1、P1.2引腳接主 動探測電機控制與驅(qū)動電路40，其P1.3、P1.4、P1.5、P1.6引腳接按鍵與顯示電路50，其第 40引腳接電源轉(zhuǎn)換電路60的輸出端。主控器器10是本實用新型的控制核心，它首先對熱 釋電傳感器處理芯片22輸出的信號進行處理判斷，然后根據(jù)判斷結(jié)果輸出開關(guān)驅(qū)動和主 動探測電動機啟停的控制信號。主控制器10選用AT89S51芯片，其基本電路包括由晶振X、 電容Cl、電容C2構(gòu)成的晶體振蕩電路，由電容C3和電阻Rl構(gòu)成的上電自動復(fù)位電路。熱 釋電傳感器處理芯片22的輸出脈沖經(jīng)反相器U3A反相后送至AT89S51芯片的第12腳。二 極管D、繼電器Kl、三極管T和電阻R2組成開關(guān)驅(qū)動電路。當(dāng)遠(yuǎn)紅外探頭21探測到人體信 號，12腳變?yōu)榈碗娖綍r，AT89S51芯片的Pl. 0引腳送出低電平，驅(qū)動繼電器Kl閉合，電源導(dǎo) 通。在需要主動探測時，AT89S51芯片從Pl. 1引腳和Pl. 2引腳兩個I/O 口輸出信號控制 主動探測電機控制與驅(qū)動電路40工作。引腳Pl. 3-引腳Pl. 6作為按鍵的輸入接口，用戶 通過按鍵操作主控制器10并輸入數(shù)據(jù)。引腳PO. 0 引腳PO. 7以及引腳P2. 0 引腳P2. 7用于與液晶顯示屏相連。此外，AT89S51芯片內(nèi)部集成看門狗計時器，無需外接計時器單元 電路。 結(jié)合圖1、4，所述的主動探測電機控制與驅(qū)動電路40包括四個PNP型三極管Tl、 T2、 T3、 T4，其中三極管T1的基極通過電阻Rl接AT89S51芯片的Pl. 1引腳，三極管T1的 發(fā)射極與三極管T2的發(fā)射極連接，電阻R3的一端接在三極管Tl的發(fā)射極與三極管T2的 發(fā)射極之間，電阻R3的另一端接+5V直流電，三極管T4的基極通過電阻R2接AT89S51芯 片的Pl. 2引腳，三極管T4的集電極與三極管T3的集電極相連后接地，三極管T2的基極接 在三極管T4的基極上，三極管T3的基極接在三極管T1的基極上，三極管T1的集電極接三 極管T4的發(fā)射極，三極管T2的集電極接三極管T3的發(fā)射極，主動探測電動機與電容C1并 聯(lián)后形成兩個公共端，其中一個公共端接在三極管T1的集電極與三極管T4的發(fā)射極之間， 另一個公共端接在三極管T2的集電極與三極管T3的發(fā)射極之間。主動探測電機控制與驅(qū) 動電路40由主動探測電動機及其驅(qū)動電路組成，遠(yuǎn)紅外探頭21通過減速裝置或平移架與 主動探測電動機轉(zhuǎn)軸聯(lián)動，主動探測時可作180°來回旋轉(zhuǎn)或來回平移，驅(qū)動信號輸入端接 AT89S51芯片的Pl. 1和P1.2引腳，當(dāng)Pl. 1引腳為低電平，而引腳P1.2為高電平時，三極 管Tl、 T3導(dǎo)通，三極管T2、 T4截止，主動探測電動機正轉(zhuǎn)；當(dāng)AT89S51芯片的Pl. 1引腳為 高電平，而P1.2引腳為低電平時，三極管T1、T3截止，三極管T2、T4導(dǎo)通，主動探測電動機 反轉(zhuǎn)，Pl. 1引腳和Pl. 2引腳的電平變化及主動探測電動機每次轉(zhuǎn)動的時間由AT89S51芯 片控制。 結(jié)合圖1、2，所述的電源開關(guān)控制與驅(qū)動電路30包括PNP型三極管T，三極管T的 基極接電阻R2的一端，電阻R2的另一端接AT89S51芯片的Pl. 0引腳，三極管T的集電極 接地，三極管T的發(fā)射極接繼電器Kl， 二極管D并接在繼電器Kl上，二極管D的正極接+5V 電源，繼電器K1通電吸合電源開關(guān)。所述的按鍵與顯示電路50包括按鍵S1、S2、S3、S4，按 鍵Sl、 S2、 S3、 S4的一端均接地，按鍵Sl、 S2、 S3、 S4的另一端分別接AT89S51芯片的Pl. 3、 PI. 4、P1. 5、P1. 6引腳，AT89S51芯片的PO. 0至PO. 7引腳以及P2. 0至P2. 7引腳與液晶顯 示屏相連。按鍵和顯示電路50為人機操作接口，供用戶操作與設(shè)定數(shù)據(jù)時使用。本實用新 型設(shè)計了四個按鍵菜單/確認(rèn)、退出、加、減。所述的電源轉(zhuǎn)換電路60由變壓器、整流、濾 波和穩(wěn)壓等電路組成。220V市電經(jīng)工頻變壓器T1降為12V交流，通過橋式整流和電容濾波 輸出直流電，再經(jīng)固定式三端穩(wěn)壓器78L05穩(wěn)壓后輸出+5V直流電壓為整機供電。 以下結(jié)合圖5對本實用新型的工作流程做進一步的說明。 第一步當(dāng)用戶設(shè)定T時間后關(guān)斷電源，主控制器10內(nèi)部計時器的計時時間為t 時間； 第二步系統(tǒng)上電后，電源開關(guān)斷開，此時t = O，遠(yuǎn)紅外探頭21探測是否有人體 信號，若探測結(jié)果為否，則返回繼續(xù)探測；若探測結(jié)果為是，則接通電源，同時計時器開始計 時； 第三步當(dāng)0《t < T時，遠(yuǎn)紅外探頭21探測是否有人體信號，若探測結(jié)果為否， 則繼續(xù)保持電源接通，同時計時器繼續(xù)計時；若探測結(jié)果為是，則繼續(xù)保持電源接通，同時 計時器清零； 第四步當(dāng)t > T時，遠(yuǎn)紅外探頭21探測是否有人體信號，若探測結(jié)果為否，則切 斷電源，同時計時器清零，返回第二步；若探測結(jié)果為是，則保持電源接通，同時計時器清零，返回第三步。 詳細(xì)說明如下假定智能開關(guān)被設(shè)定為人員離開T分鐘后關(guān)斷電源，主控制器10 內(nèi)部計時器計時時間為t分鐘。系統(tǒng)上電后，開關(guān)斷開，t = O，主控制器10采用被動探測 方式，此狀態(tài)稱為初態(tài)，如有人體活動則觸發(fā)主控制器IO，接通電源，同時計時器開始計時。 當(dāng)0《t < T時，主控制器10 —直采用被動探測方式，如在此階段內(nèi)又探測到人體活動， 則繼續(xù)保持電源接通，同時計時器清零；如在該階段無人體活動，則仍然保持電源接通，但 計時器繼續(xù)計數(shù)，直至t > T，進入主動探測模式。當(dāng)t > T時，主控制10采用主動探測方 式，如探測到人體信息，則保持電源接通，同時計時器清零，進入被動探測模式；如沒有人員 存在，則切斷電源，計時器清零，系統(tǒng)返回初態(tài)，等待下一次觸發(fā)。 綜上所述，本實用新型的核心在于采用被動探測和主動探測相結(jié)合的方法，兼顧 了人體靜止探測，當(dāng)工作人員離開工作場所時，整個辦公電源可以在設(shè)定的時間內(nèi)自動關(guān)
閉，解決了電器設(shè)備待機消耗和開機消耗，從而達(dá)到節(jié)能的目的。同時，當(dāng)工作人員進入工 作場所整個辦公電源可以自動開啟，避免人員手動操作帶來的麻煩。
權(quán)利要求一種自動智能感應(yīng)節(jié)電開關(guān)，其特征在于包括主控制器(10)，主控制器(10)的輸入端接遠(yuǎn)紅外探測及其處理電路(20)，主控制器(10)的輸出端分別接電源開關(guān)控制與驅(qū)動電路(30)和主動探測電機控制與驅(qū)動電路(40)，主控制器(10)根據(jù)遠(yuǎn)紅外探測及其處理電路(20)輸出的電信號驅(qū)動電源開關(guān)和主動探測電動機動作。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的自動智能感應(yīng)節(jié)電開關(guān)，其特征在于還包括將220V市電轉(zhuǎn) 換為+5￥直流電的電源轉(zhuǎn)換電路(60)，所述的主控制器(10)還與按鍵與顯示電路(50)連 接，按鍵與顯示電路(50)為可供用戶輸入開關(guān)延時時間的人機操作接口。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動智能感應(yīng)節(jié)電開關(guān)，其特征在于所述的遠(yuǎn)紅外探測 及其處理電路(20)包括遠(yuǎn)紅外探頭(21)，遠(yuǎn)紅外探頭(21)前安裝菲涅爾透鏡，遠(yuǎn)紅外探 頭(21)通過傳動機構(gòu)與電動機相連，遠(yuǎn)紅外探頭(21)將采集的人體信號轉(zhuǎn)換為電信號后 輸出至熱釋電傳感器處理芯片(22)，熱釋電傳感器處理芯片(22)輸出電信號至主控制器 (10)的輸入端。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動智能感應(yīng)節(jié)電開關(guān)，其特征在于所述的主控制器(10) 采用AT89S51芯片，其第12引腳接熱釋電傳感器處理芯片(22)的輸出端，其Pl. 0引腳接 電源開關(guān)控制與驅(qū)動電路(30)，其P1. 1、P1.2引腳接主動探測電機控制與驅(qū)動電路(40)， 其PI. 3、P1. 4、P1. 5、P1. 6引腳接按鍵與顯示電路(50)，其第40引腳接電源轉(zhuǎn)換電路(60) 的輸出端。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動智能感應(yīng)節(jié)電開關(guān)，其特征在于所述的主動探測電機控制與驅(qū)動電路(40)包括四個PNP型三極管Tl、 T2、 T3、 T4，其中三極管Tl的基極通過電 阻R1接AT89S51芯片的Pl. 1引腳，三極管T1的發(fā)射極與三極管T2的發(fā)射極連接，電阻R3 的一端接在三極管T1的發(fā)射極與三極管T2的發(fā)射極之間，電阻R3的另一端接+5V直流電， 三極管T4的基極通過電阻R2接AT89S51芯片的Pl. 2引腳，三極管T4的集電極與三極管 T3的集電極相連后接地，三極管T2的基極接在三極管T4的基極上，三極管T3的基極接在 三極管Tl的基極上，三極管Tl的集電極接三極管T4的發(fā)射極，三極管T2的集電極接三極 管T3的發(fā)射極，主動探測電動機與電容C1并聯(lián)后形成兩個公共端，其中一個公共端接在三 極管Tl的集電極與三極管T4的發(fā)射極之間，另一個公共端接在三極管T2的集電極與三極 管T3的發(fā)射極之間。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的自動智能感應(yīng)節(jié)電開關(guān)，其特征在于所述的遠(yuǎn)紅外探頭 (21)為芯片U2，熱釋電傳感器處理芯片(22)采用CS9803芯片，其第2引腳接芯片U2的第 2引腳，其第11引腳接反相器U3A的輸入端，其第9引腳分兩路輸出，一路通過晶振E2接 地，另一路預(yù)留兩接點A、B，兩接點之間接光敏電阻或熱敏電阻，其中A點接地。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的自動智能感應(yīng)節(jié)電開關(guān)，其特征在于所述的電源開關(guān) 控制與驅(qū)動電路(30)包括PNP型三極管T，三極管T的基極接電阻R2的一端，電阻R2的另 一端接AT89S51芯片的Pl. 0引腳，三極管T的集電極接地，三極管T的發(fā)射極接繼電器K1， 二極管D并接在繼電器Kl上，二極管D的正極接+5V電源，繼電器Kl通電吸合電源開關(guān)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的自動智能感應(yīng)節(jié)電開關(guān)，其特征在于所述的按鍵與顯 示電路(50)包括按鍵S1、S2、S3、S4，按鍵S1、S2、S3、S4的一端均接地，按鍵Sl、 S2、 S3、 S4 的另一端分別接AT89S51芯片的PI. 3、P1. 4、P1. 5、P1. 6引腳，AT89S51芯片的PO. 0至PO. 7 引腳以及P2. 0至P2. 7引腳與液晶顯示屏相連。
專利摘要本實用新型涉及一種自動智能感應(yīng)節(jié)電開關(guān)，包括主控制器，主控制器的輸入端接遠(yuǎn)紅外探測及其處理電路，主控制器的輸出端分別接電源開關(guān)控制與驅(qū)動電路和主動探測電機控制與驅(qū)動電路，主控制器根據(jù)遠(yuǎn)紅外探測及其處理電路輸出的電信號驅(qū)動電源開關(guān)和主動探測電動機動作。本實用新型采用被動探測和主動探測相結(jié)合的方法，兼顧了人體靜止探測，當(dāng)工作人員離開工作場所時，整個辦公電源可以在設(shè)定的時間內(nèi)自動關(guān)閉，解決了電器設(shè)備待機消耗和開機消耗，從而達(dá)到節(jié)能的目的。同時當(dāng)人員進入工作場所整個辦公電源可以自動開啟，避免人員手動操作的麻煩。
文檔編號G08C23/04GK201489325SQ200920186780
公開日2010年5月26日 申請日期2009年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月3日
發(fā)明者尹理根 申請人:銅陵市同領(lǐng)電腦科技有限責(zé)任公司