专利名称：吊扇和灯的遥控系统的制作方法
吊扇一般安装在房间的顶上以循环房间中的空气。许多吊扇附带有灯以给房间照明。吊扇一般通过墙壁上装的通/断开关连接到120伏的家用电源。该通/断开关提供操作吊扇和灯的装置。操作吊扇的另一普通装置是通过装在吊扇上的开关。这些开关通常是连锁操作的，可接通并关断吊扇和灯，还可进一步控制吊扇的速度和方向以及灯的照明度。此外，可经由壁装开关和现有技术中已知的其它切换装置操作吊扇。
除开关外，可利用射频(RF)控制系统遥控操作吊扇。例如，授予Edward F.Hart和William B.Mc Donough的美国专利第5,041,825号公开了操作吊扇的RF遥控系统的运用。该遥控系统包含遥控和装在吊扇中的接收器。在现有技术中，RF遥控系统可操作吊扇及其灯的多个方面。例如，遥控器可以(1)接通和关断吊扇并控制扇的转速；(2)接通和关断吊扇灯并控制灯的照明度；(3)反转吊扇的旋转方向；以及(4)启动其它的扇和灯的功能。在现有技术中，若操作一吊扇需要多个遥控器，则提供一样的遥控器。参见例如美国专利第5,041,825号图2和第三列25-35行。然而，在某些应用中，可能希望具有两个各具备不同控制特征的遥控器。例如，对于装在卧室中的吊扇和灯来说就可能需要具有不同控制特征的两个遥控器。在这种应用中，一个遥控器可壁装在吊扇的通/断开关附近，另一遥控器可放置在床附近。当某人进入卧室时，她可按下壁装遥控器的灯按钮，以打开在遥控系统存储器中所存储的以前照明度上的吊扇灯。然后她可通过按下并固定灯按钮进一步调节照明度。一旦出卧室，她可再按下壁装置控制器的灯钮关掉灯。当前灯设置可存在系统存储器中供以后用。除壁装控制器外，她还可用床边控制器操作吊扇和灯。例如，当她在夜间醒来时，她可通过按下床边控制器上钮打开吊扇灯。该灯打开在最低(或任何预置)亮度以避免损伤她的眼睛。然后她可通过按在并固定灯按钮调节照明度。当她不再需要灯时，可再次按一下灯按关掉灯。然而，该灯设定不存入系统存储器。上述情形表明了需要带两个具备操作吊扇灯的不同控制特征的遥控器的控制系统的一种情况。还存在需要具备不同控制特征的多个控制器的其它情况。因此，已产生一种需要提供具有两个各具备操作吊扇及其灯的不同控制特性的遥控系统。
本发明的一个目的是提供各具有不同控制功能用于操作吊扇和灯的两个遥控器。
本发明的另一目的是提供一种无需使用遥控器操作吊扇灯的装置。
本发明还有一个目的是用带内部存储器的可编程微处理器控制吊扇和灯的操作。
按照本发明，提供一种用于操作吊扇及其灯的RF遥控系统。该遥控系统包含一个接收机和两个遥控器。接收机电连接到120伏的家用电源。该电源经由通/断开关连接到接收机，该通/断开关最好安装在吊扇所在房间的墙壁上。该接收机还电连接到吊扇和灯，以提供电源给吊扇及其灯并控制它们。接收器可安装在吊扇的马达壳、开关罩或顶盖组件中。接收器具有从两个遥控器接收RF传输的控制信号的装置。接收器利用带存储器的可编程微处理器操作吊扇和灯。
遥控器具有操作吊扇和灯的按钮。每个遥控器最好具有接通/关断并调节吊扇旋转速度的风扇按钮和接通/关断并调节灯亮度的灯按钮。此外，遥控器可包括诸如延时风扇速度、自动反转和延迟熄灯一类的附加控制功能。遥控器用RF传输发送控制信号到接收器。在一最佳实施例中，通过按一次风扇或灯按钮，遥控器将发送控制信号给接收器以分别打开和关掉风扇或灯。通过按下并定住风扇或灯的按钮，控制器发送控制信号给接收器分别控制吊扇的速度和灯的照度级。但是，在一最佳实施例中，两个遥控器在它们控制吊扇灯的操作上是不同的。通过使用微处理器及其用于存储以前灯设置的相关存储器，本遥控系统允许两个遥控器以不同方式操作吊扇灯。尤其，通过按下带一遥控器的灯按钮，灯亮在存储在接收器的存储器中的以前灯设定上。另一方面，通过按下第二遥控器的灯按钮，灯亮在最低(或预置)照度级。当再次按下灯按钮时，第一遥控器操作关闭且将照度级存储在微处理器的存储器中，第二控制器也操作灯关闭，但灯设置不存在微处理器的存储器中。在最佳实施例中，对两个遥控器而言吊扇的操作顺序是一样的。
两遥控器可从它们射频(RF)范围内的任何位置进行操作。最好是遥控器的RF范围宽到足够以覆盖吊扇所在的典型房间。可将第一遥控器安装在靠近吊扇通/断开关的房间墙壁上，第二遥控器可便携地位于房间的占用者附近。在一最佳实施例中，吊扇安装在卧室中；第一遥控器装在靠近吊扇通/断开关的壁上，为便于占有者卧床时使用，第二遥控器放在其床边。
此时，接收器包括电源中断特性，该特性允许人们不用遥控器即可打开吊扇灯。通过在5秒内轻击通/断开关使其通断两次(因此中断供给接收器的电源)，如果(1)在电源中断步骤之前事先关灯超过一分钟，以及(2)在电源中断次序之前电源已供给接收器超过一分钟，吊扇灯将打开。该特性为用户提供在遥控器不合用时开灯的方法。
图1是吊扇及其灯的侧视图。
图2是按照本发明最佳实施例连接到图1所示吊扇和灯的遥控系统的方框图。
图3是说明控制按钮的两个遥控器的前视图。
图3a是图3所示遥控器主要部件的方框图。
图4是图2所示遥控系统接收器的原理图。
图5a是图4所示接收器实施的控制控制次序的流程图。
图5b是图4所示接收器中所用电源中断程序的流程图。
图1示出现有技术吊扇组件2，包含房顶固定架4或顶盖，电动马达6，多个扇叶8以及灯固定件10。该吊扇2一般安装在房间(未示出)的天花板14上。图2示出了按照本发明最佳实施例的用于操作吊扇组件2和遥控系统20。遥控系统20包括第一遥控器21，操作吊扇方式不同于第一遥控器21的第二连接器22，以及接收器24。遥控器21、22用射频(RF)传输发送控制信号到接收器24。接收器24经由通/断开关26电连接到120伏的家用电源28。接收器24还电连接到吊扇组件2。接收器24从遥控器21、22接收控制信号，并通过调节供给吊扇马达6和灯10的供电量操作吊扇组件2。
图3示出了按照本发明最佳实施例的两个遥控器21、22的形状和外表。第一遥控器21可从壁上安装；第二遥控器22与第一控制器21比较实际上大些，可手持和用作床边控制器。在其它实施例中，遥控器21、22的形状、外表和物理位置可根据具体需要改变。第一和第二遥控器21、22具有多个控制按钮，分别包括灯按钮30、130，风扇按钮32、132，以及反转风扇方向按钮34、134。遥控器21、22还可包括选择功能按钮36、136，37、137，38、138，以控制如下功能象时间延迟的风扇关断、自动反转以及延时的灯熄灭，如下列表1中所讨论的。这些和其它可选功能按钮可根据需要的控制功能和特征增加或从一个或两个遥控器21，22上去除。
尽管遥控器21、22可具有类似的控制按钮，遥控器21、22以不同方式控制吊扇组件2。特别地，在一最佳实施例中，遥控器21、22以不同方式操作吊扇灯10，如下列表1所说明表1
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注意在如表1所述的最佳实施例中，遥控器21，22以相同方式操作吊扇马达6。然而在其它实施例中，遥控器21、22可以不同方式操作吊扇马达6和其它功能。
图3a是第一和第二遥控器21、22主要电子器件的方框图，包括电池40，多个控制按钮42，编码器44，射频振荡器46，以及一组变光开关48。遥控器21、22由电池40供电，最好是9伏标准尺寸电池。变光开关48允许选择唯一的数字模式，通常将之称之为“室内码”，用于对各遥控器21、22的控制信号进行编码。在该最佳实施例中，变光开关组48包含4个单独的变光开关。每一变光开关具有两个位置1和0(对应于“开”或“关”设置)。对于四个变光开关来说，可设置16个不同的室内码。为适当操作遥控系统20，两个遥控器21、22中的变光开关48以及接收器24中的变光开关54(未示出；见图4)必须设置得相同，即设置为相同室内码。而且，如果多个用同一射频频率的遥控系统在互相的射频范围内操作，每一系统必须用唯一的室内码以避免相互干扰。通过设置唯一的室内码，每一遥控系统使用不同组的编码信号通迅，因此确保仅该系统的接收器20将响应符合遥控器21、22中设定的室内码的那些控制信号。
在操作过程中，当用户按下控制按钮时，一个10位长的数字代码包含(1)系统20的室内码，(2)遥控器识别码，以及相应于按压的控制按钮的控制码，用射频传输的编码器44对其进行数字编码。最好是，在10位数字码内，室内码占据位置0到3位，遥控器识别码利用第四位的位置来代表第一或第二遥控器，而控制功能占用第5至第9位的位置，其中每一控制功能具有唯一的位址。编码后的控制信号输入到作射频传输的振荡器48。射频振荡器48最好产生310MHz的载频。已编码的控制信号叠加在载波信号上传输到接收器24。
图4是按照本发明最佳实施例的接收器24的原理图。接收器24利用微处理器50控制吊扇6和灯10。微处理器50具有内装信号解码器，用来对来自遥控器21、22的射频信号解码。微处理器50连接到下列部件低压电源Vcc；经由通/断壁开关26连接到120伏的家用电源的电源52的输出和至吊扇6及灯10的电源；一组用于选择室内码的变光开关54；连接到用于接收来自遥控器21、22的射频传输控制信号的天线57和射频接收器56；信号至由接收器24从遥控器21、22接收的控制信号的用户的蜂鸣器58；为微处理器50提供时序信号的石英钟电路60；以及电源中断检测电路62，该电路连接到电源52的输出端。用于对电源52检测供电中断。
微处理器50通过下列电路控制吊扇6和灯10通过用例如三端双向可控硅元件和电容器(未示出)调节供给吊扇马达6的供电量来控制吊扇2的速度的扇速控制电路64；通过利用翻转继电器改变吊扇马达6马达绕组极性来控制风扇旋转方向的风扇方向控制电路66；以及通过利用例如三端双向可控硅元件驱动器(未示出)改变供给灯10的供电量控制吊扇灯10的照度级的灯照度级控制电路68。扇速控制电路64和灯照度级控制电路68从微处理器50接收数控信号，并将该数字信号转换为它们的等效模拟电压。模拟电压电平决定吊扇6的旋转速度和灯10的照度级。
图5a是表示按照本发明最佳实施例的接收器24中微处理器50的操作的流程图。微处理器50是由软件驱动的，其时序由石英钟60(图4中示出)调整。一般，微处理器50控制风扇6和灯10的操作并不断监视来自遥控器20、21的输入射频信号。参见图5a，当首先由120伏线路供给接收器24电源时，微处理器50通过初始化步骤74，其中微处理器50使其内部寄存器初始化并通过读取变光开关54(图4中示出)的设定为系统20设置室内码。一旦确定了室内码，微处理器50仅响应对于该室内码的输入控制信号。其次，微处理器50通过将其中央存储器、一般为为RAM清零，装入中断条件和特征，并执行微处理器50的永久存储器、一般为ROM中的供电中断程序而执行供电中断程序78。供电中断程序78允许用户在下列条件满足时参见2，第一，通/断壁开关26必须在5秒内轻击两次以中断给接收器24的电源；第二，电源已供给接收器24超过一分钟；以及第三，在电源中断前灯10顶先关闭超过一分钟，无需使用遥控器21、22即可操作吊扇6和灯10。这些条件防止由于电源线上重负载，例如，当空调机压缩机起动时电源伴随或突然电压下降带来的随机瞬时中断引起灯10不必要的触发。没有这些条件而且如果设计接收器24通过简单电源中断打开灯10，则无论何时存在电压突降或电源中断接收器24都会打并灯10。
下列实施例说明这些条件如何用于一般实际情况。假定电源提供给接收器24，灯10已熄数小时。突然，由于雷电出现电源供电中断。第一次中断发生在午夜；第二次中断发生在午夜后20秒；第三次中断发生在午夜后22秒，第四次中断发生在午夜后50秒。当午夜发生第一次中断时，灯10不会亮，因为第一条件不满足，即5秒内仅存在一次中断。当在午夜后20和22秒发生下两次中断时，满足条件一，因为它们是发生在5秒间隔内，但灯10仍是熄灭的，因为条件二要求在供电中断之前电源供给接收器超过一分钟。然而，在该实施例中，电源中断于午夜，这早发生了20秒；因此，灯10不亮，虽然两次供电中断出现在5秒内。另一方面，在通常情况下，电源供给接收器2 4超过一分钟，灯10也已熄灯超过一分钟，当某人进入房间并轻击开关26两次时，灯10将打开，因为在开关26中断供电之前灯10关闭超过了一分钟，且电源已供给接收器超过一分钟。尽管应用这些条件不会消除所有误触发，但消除大多数普通事故。
参见图5b，该图说明供电中断程序78内的逻辑流程，在步骤100中微处理器50判定电源是否已供给接收器24超过一分钟。若否，微处理器50等待，直到电源已供应超过一分钟。其次，微处理器50进到步骤102，判定吊扇灯10是否已关超过一分钟。若否，微处理器50返回步骤100。若灯10打开超过一分钟，在步骤104微处理器50判定这是否第一次供电中断。若否，微处理器50返回步骤100并重复。如果这是前5秒内的第一次中断，微处理器进行步骤106并存储灯10的存储器设定，这是该次供电中断之前灯10的设定，同时等待第二次供电中断。在步骤108，如果5秒钟内发生第二次供电中断，微处理器50进行步骤110并打开吊扇灯10到满照度级。在步骤112，若壁开关26瞬时关断并在少于5秒时间内再接通，则微处理器50忽略该次供电中断并使灯10维持亮着。该特征是特别重要的。因为如果灯10是亮的并存在突然供电中断，灯10将不关熄并保持在其当前设定。但是，如果电源关断超过5秒，则微处理器50重复供电中断程序78。供电中断程序所用的预定时间间隔代表本发明的一个实施例。根据特定区域的供电中断模式可使用不同的时间间隔。
在执行供电中断程序78之后，微处理器50着手处理输入控制信号。参见图5a，微处理器50通过以循环方式重复执行来处理控制信号。在步骤80，微处理器50判定是否设定灯的延时熄灭模式。若肯定，在步骤82，微处理器50在设定定时器停止时通过关灭灯10执行灯的延时熄灭功能。若未设置灯延时熄灭模式，微处理器50进行步骤84判定是否设定风扇延迟速度模式。若设定该模式，在步骤86，微处理器50以所选次数改变风扇旋转速度。接着，在步骤88，微处理器50等待遥控器21、22的控制信号，如果存在控制信号，在步骤90，微处理器50判定该控制信号是否有效控制命令，以及室内码是否正确。如果不是有效的，微处理器50返回步骤80并重复。如果有效，微处理器50处理该控制信号以决定是执行风扇操作还是执行灯操作。在步骤92，为判定遥控器21、22中哪个发送的该控制信号，微处理器50检查控制信号的控制器识别码。根据遥控器21、22和所收到控制信号的类型，在步骤94，微处理器50通过将控制代码与微处理器50中的查找表相比较选择适当动作。在执行完所需功能之后，在步骤96，微处理器50等半秒钟然后再次循环到步骤80。
已结合最佳实施例详细描述了本发明。然而，该实施例只是一个实例，本发明不限制于此。本领域技术人员会理解在所附权利要求书限定的本发明范围内可容易地作出其它变型和变更。
权利要求
1.一种用于操作具有吊扇马达和灯的吊扇组件的遥控系统，所述系统包含电连接到吊扇马达和灯的射频接收器；具有第一组控制按钮的第一遥控器，当按下所述第一组控制按钮时启动用于设定施加于吊扇马达或灯的供电量的第一组控制信号中相应一个控制信号，所述第一遥控器具有发送第一组控制信号到所述接收器的射频传输装置；具有第二组控制按钮的第二遥控器，当按下所述第二组控制按钮时启动用于设定施加于吊扇马达或灯的供电量的第二组控制信号中相应一个控制信号，所述第二遥控器具有发送第二控制信号到所述接收器的射频传输装置；以及其特征在于所述射频接收器响应第一和第二组控制信号操作吊扇和灯。
2.如权利要求1所述的遥控系统，其特征在于接收器经通/断开关连接到家用电源，该接收器具有用于检测对接收的供电中断的供电中断检测装置以及无需用第一或第二遥控器即可操作吊扇灯的供电中断程序。
3.如权利要求2所述的遥控系统，其特征在于当(1)在第一预定时间周期内轻击通/断开关两次以中断供电给接收器时，(2)在供电中断之前至少第二预定时间周期内吊扇灯关闭时，以及(3)在供电中断之前电源供给接收器超过第三预定时间周期时，供电中断程序将打开吊扇灯。
4.如权利要求3所述的遥控系统，其特征在于第一预定时间周期是5秒，第二预定时间周期是1分钟，第三预定时间周期也是1分钟。
5.如权利要求1所述的遥控系统，其特征在于射频接收器包括用于存储吊扇和灯的以前供电量设定的存储装置。
6.一种用于操作具有吊扇马达和灯的吊扇组件的遥控系统，所述系统包含电连接到(1)通过通/断开关的家用电源以及(2)吊扇马达和灯的接收器，所述接收器具有射频接收装置，用于设定应用于吊扇马达和灯的多个供电量的可编程微处理器，存储加到吊扇马达和灯的以前供电量设置的可编程微处理器中的存储器，以及供电中断检测电路具有(1)当按下时启动用于为吊扇马达设置多个供电量的第一控制信号的风扇马达控制按钮以及(2)当按下时启动用于为灯设置多个供电量的第二控制信号的灯控制按钮的第一遥控器，所述第一遥控器具有将第一和第二控制信号发送给所述接收器的射频传输装置；具有(1)当被按下时启动用于为吊扇马达设置多个供电量的第三控制信号的风扇马达控制按钮以及(2)当被按下时启动用于为灯设置多个供电量的第四控制信号的灯控制按钮的第二遥控器，所述第二遥控器具有将第三和第四控制信号发送到所述接收器的射频传输装置；其特征在于接收器响应第一、第二、第三和第四控制信号操作风扇和灯。
7.如权利要求6所述的遥控系统，其特征在于微处理具有在以下情况下打开吊扇灯的供电中断程序，所述情况是(1)当在第一预定时间周期内轻击通/断开关两次中断供电给接收器以产生第一次和第二供电中断时，(2)当在第一次供电中断之前已关闭吊扇灯达至少第二预定时间周期时，以及(3)在第一次供电中断之前已供电给接收器超过第三预定时间周期时。
8.如权利要求7所述的遥控系统，其特征在于第一预定时间周期是5秒，第二预定时间周期是1分钟，第三预定时间周期也是1分钟。
9.吊扇和灯的遥控系统中接收器不用遥控器打开吊扇灯的方法，包含步骤检测对接收器的供电中断；检测第一次供电中断之前吊扇灯关闭的第一时间间隔；检测第一次供电中断之前供给接收器电源的第二时间间隔；以及如果(1)在第一预定时间周期内发生两次供电中断，(2)第一时间间隔大于第二预定时间间隔，以及(3)第二时间间隔大于第三预定时间间隔。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于第一预定时间间隔是5秒钟，第二预定时间间隔是1分钟，以及第三预定时间间隔是1分钟。
全文摘要
用于操作吊扇及其灯的射频遥控系统。遥控系统包含一接收器和两个各具有不同操作特征的遥控器。遥控器利用射频(RF)传输发送控制信号给接收器。接收器用微处理器处理来自遥控器的控制信号并操作吊扇及其灯。接收器还包括供电中断特征，该特征使得无需用遥控器即可操作吊扇灯。
文档编号H05B37/02GK1126933SQ95108390
公开日1996年7月17日 申请日期1995年7月12日 优先权日1994年7月12日
发明者V·梅塔, R·E·比斯利 申请人:亨特风扇公司