专利名称：智能节电开关的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种自动节电装置，尤其是通过感知人体移动方向及环境亮度来自动控制照明电源通断的智能节电开关。
背景技术：
目前，节电开关产品主要有触摸延时节电开关、声控延时节电开关、被动式红外人体感应节电开关等。它们是通过触摸、发出声音、人体移动感应等信号来触发接通照明电源，通过延时来关断电源。其特点是不管人体是否离开，只要延时时间到既关灯，而且不能按人们需要手动操控电源开关，这样给使用者带来了极大的不便。
发明内容
为了克服现有的节电开关不能感知人体的移动方向及判断人是否真正离开，而且不能手动控制的不足，本实用新型提供一种智能节电开关，该智能节电开关不仅能测出环境亮度和人体移动的方向，而且能方便地算出房间内是否有人并最终决定接通或断开电源开关，同时还可以根据需要手动控制电源开关。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是以单片微处理器MCU为中心，以一个或多个红外发射管和多个红外接收模块为人体传感器，以光敏电阻为亮度传感器，加按钮开关、输出控制开关、显示发光管、直流电源构成。MCU通过红外发光管发射光束，红外接收模块探测人体反射回来的信号送MCU，MCU根据置于不同位置及出入口的红外接收模块探测到信号的先后顺序判断人体移动的方向及室内有人无人，并结合环境亮度及工作模式通过可控硅或继电器接通或断开电源，同时还可以手动控制电源开关，工作过程及状态由发光管显示。
本实用新型的有益效果是，由于充分利用了单片微处理器MCU的资源，由单片机直接连接控制红外发射管和红外接收模块，所用元器件少、可靠性高、体积小、结构简单、安装调试方便、成本低，并且真正实现了有人开灯、无人关灯，需要时开灯、不需要时关灯的目的，既节约用电，又方便实用，特别适合于当前电力紧张状况下普及使用。
图1是本实用新型的电路原理框图。
图2是本实用新型智能节电开关的一个实施例电路原理图。
图3是智能节电开关一体型和组合型正装实施例结构示意图。
图4是智能节电开关一体型和组合型侧装实施例结构示意图。
图5是智能节电开关分体型实施例结构示意图。
图中，1.中央处理控制单元，2.红外发射单元，3.红外接收单元，4.环境亮度监测单元，5.手动控制单元，6.模式切换单元，7.输出执行单元，8.状态显示单元，9.直流稳压电源，10.装置外壳，11.人体传感器外壳。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
在图1中，以中央处理控制单元(1)为核心，连接红外发射单元(2)、红外接收单元(3)、环境亮度监测单元(4)、手动控制单元(5)、模式切换单元(6)、输出执行单元(7)、状态显示单元(8)、直流稳压电源(9)组成，其特征是所有单元都与中央处理控制单元(1)的输入输出I/O口直接连接，直流稳压电源(9)为所有单元提供工作电压。
在图2所示实施例中，中央处理控制单元(1)，由单片机U1即89C2051或其它单片机、晶体Y1时钟振荡电路、复位电路组成；红外发射单元(2)，由1-n组发射电路组成，每组发射电路由1组红外发射二极管组ILn和1组组合可变电组RZn串联组成，ILn由1-k个红外发射二极管ILnl-ILnk串联组成，RZn由一个电阻或可调电阻RZnO连接1-m个电阻RZnl-RZnm经1-m个驱动电路Tnl-Tnm或直接连接1-m个U2的I/O口组成；红外接收单元(3)，由2-n个红外接收模块IRl-IRn输出端加n个上拉电阻R31-R3n接到U2的n个I/O口组成，IRl-IRn的电源由VCC经1-n组R、C阻容滤波电路提供；环境亮度监测单元(4)，由光敏电阻RL和电阻R41对VCC分压接U2的I/O口组成；手动控制单元(5)，由上拉电阻R51、微动开关S5、滤波电容C5连接组成；模式切换单元(6)，由电阻R61、R62、微动开关S6、滤波电容C61连接组成；输出执行单元(7)，由R71、R72、R73、VT7组成的驱动电路和可控硅VS7或继电器RELAY连接构成；状态显示单元(8)，由LEDl-LEDn分别与R81-R8n串连组成；直流稳压电源(9)，由交流220V或经过负载LAMP后降压、整流、滤波、稳压产生VCC。
单片机U1通过ILl-ILn连续发射调制好的红外光束，IRl-IRn探测人体反射回来的信号送U1，U1根据置于不同位置及出入口的红外接收模块探测到信号的顺序判断人体移动的方向及室内是否有人，并结合RL探测的环境亮度及用S6设定的工作模式通过可控硅VS7或继电器接通或断开电源，同时还可以用S5通过可控硅VS7或继电器手动控制电源，工作过程及状态由LEDl-LEDn显示。
本实用新型实施例组装结构，按红外发射单元(2)和红外接收单元(3)与其它单元的组合方式分一体型、组合型和分体型，其中一体型和组合型又分正装型和侧装型。一体型指红外发射单元(2)和红外接收单元(3)与其他单元完全融为一体，焊装在同一块电路板上；组合型指红外发射单元(2)和红外接收单元(3)焊装在另一块电路板上，通过插接或引线连到主板，但同在一个壳体内；分体型指红外发射单元(2)和红外接收单元(3)分装在一个或多个人体传感器外壳(11)内，并分别与装置外壳(10)内的主板用长导线连接。
图3是智能节电开关一体型和组合型正装实施例结构示意图，图中红外发射管ILl-ILn和红外接收模块IRI-IRn安装在装置壳体(10)的正面；图4是智能节电开关-体型和组合型侧装实施例结构示意图，图中红外发射管ILl-ILn和红外接收模块IRl-IRn安装在装置壳体(10)的侧面；图5是智能节电开关分体型实施例结构示意图，图中红外发射管ILl-ILn和红外接收模块IRl-IRn分装在一个或多个人体传感器外壳(11)，并与装置外壳(10)内的主板用长导线连接。
权利要求1.一种智能节电开关，在绝缘外壳内，以中央处理控制单元(1)为核心，连接红外发射单元(2)、红外接收单元(3)、环境亮度监测单元(4)、手动控制单元(5)、模式切换单元(6)、输出执行单元(7)、状态显示单元(8)、直流稳压电源(9)组成，其特征是所有单元都与中央处理控制单元(1)的输入输出I/O口直接连接。
2.根据权利要求1所述的智能节电开关，其特征是中央处理控制单元(1)，由单片机U1即89C2051或其它单片机、晶体Y1时钟振荡电路、复位电路组成；红外发射单元(2)，由1-n组发射电路组成，每组发射电路由1组红外发射二极管组ILn和1组组合可变电组RZn串联组成，ILn由1-k个红外发射二极管ILn1-ILnk串联组成，RZn由一个电阻或可调电阻RZnO连接1-m个电阻RZn1-RZnm经1-m个驱动电路Tn1-Tnm或直接连接1-m个U2的I/O口组成；红外接收单元(3)，由2-n个红外接收模块IR1-IRn输出端加n个上拉电阻R31-R3n接到U2的n个I/O口组成，IR1-IRn的电源由VCC经1-n组R、C阻容滤波电路提供；环境亮度监测单元(4)，由光敏电阻RL和电阻R41对VCC分压接U2的I/O口组成；手动控制单元(5)，由上拉电阻R51、微动开关S5、滤波电容C5连接组成；模式切换单元(6)，由电阻R61、R62、微动开关S6、滤波电容C61连接组成；输出执行单元(7)，由R71、R72、R73、VT7组成的驱动电路和可控硅VS7或继电器RELAY连接构成；状态显示单元(8)，由LED1-LEDn分别与R81-R8n串连组成；直流稳压电源(9)，由交流220V或经过负载LAMP后降压、整流、滤波、稳压产生VCC。
3.根据权利要求1或2所述的智能节电开关，其特征是红外发射二极管IL1-ILn与红外接收模块IR1-IRn分别成对按顺序置于不同位置，使其能形成红外发射、反射、接收。
4.根据权利要求1所述的智能节电开关，其特征是可以省去模式切换单元(6)。
5.根据权利要求1所述的智能节电开关，其特征是绝缘外壳及组装结构，有正装型、侧装型和分体型，正装型指所有单元的组件装在一个装置外壳(10)内且红外发射单元(2)和红外接收单元(3)朝向正面；侧装型指所有单元的组件装在一个装置外壳(10)内且红外发射单元(2)和红外接收单元(3)朝向侧面；分体型指红外发射单元(2)和红外接收单元(3)分装在一个或多个人体传感器外壳(11)内，并分别与装置外壳(10)内的主板用长导线连接。
6.根据权利要求1或5所述的智能节电开关，其特征是正装型和侧装型可以直接替换标准墙壁开关使用；分体型可以把人体传感器(11)分放在一个或多个出入口使用。
专利摘要一种能够识别人体移动方向的智能节电开关。以微处理器MCU(1)为中心，一个或多个红外发射管(2)和多个红外接收模块(3)为人体传感器，光敏电阻(4)为亮度传感器，加按钮开关(5)(6)、输出控制开关(7)、显示发光二极管(8)、直流电源(9)构成。MCU通过红外发射管发射红外光束，红外接收模块探测人体反射回来的信号送MCU，MCU根据置于不同位置或出入口的红外接收模块探测到信号的先后顺序判断人体移动的方向及室内是否有人，结合探测到的环境亮度及工作模式通过可控硅或继电器接通或断开电源，同时还可以手动控制电源开关。本装置真正达到了有人开灯、无人关灯，需要时开灯、不需要时关灯的效果，既节约用电，又方便实用。
文档编号H03K17/28GK2762438SQ20042009279
公开日2006年3月1日 申请日期2004年9月20日 优先权日2004年9月20日
发明者李哲 申请人:李哲