专利名称：超声波及红外感应开关的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种超声波及红外感应开关。
背景技术：
现有的超声波及红外感应开关往往通用性较差，可靠性较低。其往往 只能对红外感应器输出的感应信号设定一阀值，若测得感应信号大于所述 阀值，则控制被控交流回路导通一段时间，反之，则不动作。故而其功能 单一，既不能对各种强度的感应信号进行分析，也不能根据出现感应信号 的频率，做出相应的动作，例如延长或缩短被控交流回路的导通时间，进 而提高超声波及红外感应开关的控制品质，从而使产品人性化，方便用户 使用。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结构简单、智能化较高的 超声波及红外感应开关。
为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种超声波及红外感应开关，
包括整流滤波稳压电路、与整流滤波稳压电路的直流输出端相连的用于
控制》對呆持继电器在祐:控交流回^各的交流电压过零点时通断的继电器驱动
电路、与继电器驱动电路的控制输入端相连的中央控制单元、红外传感器、 与红外传感器的输出端相连的放大电路、与放大电路的输出端相连的用于 获取不同强度的红外信号的第一比较电路和第二比较电路、与中央控制单 元相连的语音喇叭电路、超声波发射器、超声波发射驱动电路、超声波收
发控制单元、超声波接收放大电路和超声波接收器；第一比较电路和第二 比较电路的输出端分别与中央控制单元的第一感应信号输入端和第二感应 信号输入端相连；中央控制单元纟艮据第一感应信号和第二感应信号的持续 时间，控制被控交流回路导通相应的时间长度；超声波收发控制单元的发 射控制输出端与超声波发射驱动电路的控制输入端相连，超声波发射驱动电路的输出端与超声波发射器相连，超声波收发控制单元的接收控制输出
端与超声波接收放大电路的控制信号输入端相连；超声波接收器的信号输 出端与超声波接收放大电路的超声信号输入端相连，超声波接收放大电路 的信号输出端与中央控制单元的超声感应信号输入端相连；中央控制单元 根据超声感应信号的强度，控制被控交流回路导通相应的时间。
进一步，所述中央控制单元的手动控制信号输入端连接有用于设定中 央控制单元的工作状态的手动控制单元。
进一步，所述放大电路包括至少一个运放，该运放的同相端接所述红 外传感器的输出端，该运放的反相端依次串接电解电容和热敏电阻后接地。 采用热敏电阻自动补偿温度变化对红外传感器的灵敏度的影响，确保超声 波及红外感应开关的灵敏度始终保持一致。
进一步，所述中央控制单元具有环境亮度检测信号输入端，用于连接 环境亮度感应电路。
本实用新型具有积极的效果(1)本实用新型的超声波及红外感应开 关在使用时，中央控制单元根据第一感应信号和第二感应信号的持续时间， 控制被控交流回路导通相应的时间长度；同时根据超声感应信号的强度， 控制被控交流回路导通相应的时间，故而结构简单、智能化较高。同时， 中央控制单元冲艮据超声感应信号的变化而判断被监控物品是否存在位移， 若存在位移，则控制被控交流回路导通，并控制语音喇叭电路报警。(2) 磁保持继电器在使用时，中央控制单元根据与继电器触点电连接的交流电 相位检测端检测交流电的相位信息，从而在过零点时控制过零驱动电路驱 动磁保持继电器的线圈通或断，实现了过零保护的功能，能延长继电器的 使用寿命，且避免了继电器连续通断对电网的影响。
下面将结合附图对本实用新型作进一步的解释，其中附图如下 图1为实施例1的超声波及红外感应开关的电路结构框电原理图3为上述超声波及红外感应开关中的红外感应电路的电原理图； 图4 乂理图5为上述超声波及红外感应开关中的中央控制单元的电原理图6为上述超声波及红外感应开关中的超声接收放大电路的电原理图。
具体实施方式
(实施例1 )
见图1-6,本实施例的超声波及红外感应开关包括整流滤波稳压电路 1 (包括整流电路D1、三端稳压器HT7150和HT7130、稳压管VD1、电解电 容C2-C5， C7-C8等)、与整流滤波稳压电路l的直流输出端相连的用于控制 磁保持继电器5在被控交流回路10的交流电压过零点时通断的继电器驱动 电路2、与继电器驱动电路2的控制输出端相连的用于控制被控交流回路10 通断的磁保持继电器5、与继电器驱动电路2的控制输入端相连的中央控制 单元3 (即型号为PIC16C72/JW(18)的单片机)、红外传感器6 (即图3中的 PIR)、与红外传感器6的输出端相连的放大电路7、与放大电路7的输出端相 连的第一比较电路8和第二比较电路9 (即分别包括运放MCP6044/3和 MCP6(M4/4,以及外围辅助电路)、与中央控制单元3相连的语音喇叭电路17、 超声波发射器l5 (即图々中的SENSOR (T))、超声波发射驱动电路14 (包括 型号为n09BG的超声波驱动芯片U2-A及其外围辅助电路)、超声波收发控制 单元13(包括型号为PIC12C508的控制芯片U3及其外围辅助电路)、超声 波接收放大电路12 (包括运放模块U4-U5及其外围辅助电路)和超声波接收 器ll (即图6中的SENS0R (R));用于获取不同信号强度的第一比较电路8和 第二比较电路9的输出端分别与中央控制单元3的第一感应信号输入端和第 二感应信号输入端相连。
超声波收发控制单元13的发射控制输出端与超声波发射驱动电路14的 控制输入端相连，超声波发射驱动电路14的输出端与超声波发射器15相连， 超声波收发控制单元13的接收控制输出端与超声波接^li^故大电路12的控制 信号输入端相连；超声波接收器11的信号输出端与超声波接收放大电路12 的超声信号输入端相连，超声波接4ti文大电路l2的信号输出端与中央控制 单元3的超声感应信号输入端相连；中央控制单元3根据超声感应信号的变 化而判断被监控物品是否存在位移，若判断出被监控物品存在位移，则控 制被控交 回路10导通，并控制语音喇叭电路17报警。所述放大电路7中，运放MCP6044/1的同相端接所述红外传感器6的 输出端，该运放的反相端依次串接电解电容C12和热敏电阻Rt后接地。采 用热敏电阻Rt自动补偿温度变化对红外传感器的灵敏度的影响，确保红外 传感器6的灵4丈度始终保持一致。
使用时，超声波及红外感应开关中的磁保持继电器5设于被控交流回 路10中。所述中央控制单元3的手动控制信号输入端连接有用于设定中央 控制单元3的工作状态(包括用于控制被控交流回路10始终导通的开启 状态0N、用于控制被控交流回路10始终断开的关闭状态OFF以及自动运行 状态AUTO )的手动控制单元4。
所述中央控制单元3具有环境亮度检测信号输入端，用于连接环境亮度 感应电路。环境亮度感应电路包括光敏管PH0T0、与光敏管PH0T0串联的 用于调节所述第 一预设阀值的电位器R40。
过零驱动电路2用于控制磁保持继电器5在过零点时通断，中央控制 单元3与过零驱动电路2的控制输入端相连；中央控制单元3具有用于与 继电器5的触点(L0AD1)电连接的交流电相位检测端P0RT1。
磁保持继电器5的触点的开、合状态平时是由磁保持继电器5内的永 久石兹钢所产生的石兹力所保持。
当继电器的触点需要闭合时(即接通被控交流回路10，也即接通负载 时)，只需用正直流脉沖电压激励线圈，继电器在瞬间就完成了开与合的状 态转换。通常触点处于断开保持状态时，线圈可以不需继续通电，仅靠永 久磁钢的磁力就能维持继电器的状态不变。
所述过零驱动电路2包括用于控制磁保持继电器5的线圏中通过正 直流脉冲电压的第一三极管Ql、第二三极管Q2和第三三极管Q3、以及用 于控制磁保持继电器5的线圈中通过反直流脉冲电压的第四三极管Q4、第 五三极管Q5和第六三极管Q6。
第一三极管Ql为PNP型三极管，其发射极用于与+SV直流电源相连， 其发射极与基极之间设有分压电阻R37,其集电极与继电器5线圈0MR0N的 一端相连；第二三极管Q2和第三三极管Q3为NPN型三极管，继电器5线 圏的另一端与第二三极管Q3的集电极相连，第二三极管Q3的发射极接地， 第二三极管Q3的基极接第三三极管Q3的发射极，第三三极管Q3的集电极 串联第二分压电阻R34后接第一三极管Ql的基极，第三三极管Q3的基极与中央控制单元3的第一驱动控制信号输出端0UTPUT2相连。
第六三极管Q6为PNP型三极管，其发射极用于与+5V直流电源相连， 其发射极与基极之间设有第三分压电阻R35,其集电极与继电器5线圈的一 端相连；第五三极管Q5和第四三极管Q4为NPN型三极管，继电器5线圈 的另一端与第五三极管Q5的集电极相连，第五三极管Q5的发射极接地， 第五三极管Q5的基极接第四三极管Q4的发射极，第四三极管Q4的集电极 串联第四分压电阻R36后接第六三极管Q6的基极，第四三极管Q4的基极 与中央控制单元3的第二驱动控制信号输出端0UTPUT1相连。
使用时，中央控制单元3根据与继电器5的触点电连接的交流电相位 检测端检测交流电的相位信息，从而在过零点时控制过零驱动电路2驱动 继电器5通或断，从而实现了过零保护的功能，延长了继电器的使用寿命， 减少断路器5应频繁通断对电网的影响。
上述超声波及红外感应开关的工作方法，包括中央控制单元3通过环 境亮度感应电路测得环境亮度低于第一预设阀值时，若放大电路7输出的信 号弱于第二预设阀值而强于第三预设阀值时，第一比较电路8有第一感应信 号输出，而第二比较电路9无信号输出。
若放大电路7输出的信号不弱于第二预设阀值时，第一比较电路8无信 号输出而第二比较电路9有第二感应信号输出；若红外传感器6测得红外信 号，并使中央控制单元3的第一感应信号输入端有第一感应信号输入且持续 时间短于30秒，则中央控制单元3经继电器驱动电3各2控制^^皮控交流回3各10 导通O. 5-l分钟后关闭。
若中央控制单元3的第二感应信号输入端有第二感应信号输入且持续 时间不短于30秒，则中央控制单元3经继电器驱动电路2控制被控交流回路 10导通5-IO分钟后关闭。
若中央控制单元3的第一感应信号输入端有第一感应信号输入且持续 时间不短于30秒，则中央控制单元3经继电器驱动电路2控制被控交流回路 10导通8-15分钟后关闭；若^皮控交流回路10关闭后20秒内，中央控制单元3 获得第一感应信号或第二感应信号，控制被控交流回^各10导通8-30分钟后 关闭。其中，具体的第一预设阀值、第二预设阀值、第三预设阀值、第四 预设阀值由电路采用的元器件的参数决定。
权利要求1、一种超声波及红外感应开关，其特征在于包括整流滤波稳压电路(1)、与整流滤波稳压电路(1)的直流输出端相连的用于控制磁保持继电器(5)在被控交流回路(10)的交流电压过零点时通断的继电器驱动电路(2)、与继电器驱动电路(2)的控制输入端相连的中央控制单元(3)、红外传感器(6)、与红外传感器(6)的输出端相连的放大电路(7)、与放大电路(7)的输出端相连的用于获取不同强度的红外信号的第一比较电路(8)和第二比较电路(9)、与中央控制单元(3)相连的语音喇叭电路(17)、超声波发射器(15)、超声波发射驱动电路(14)、超声波收发控制单元(13)、超声波接收放大电路(12)和超声波接收器(11)；第一比较电路(8)和第二比较电路(9)的输出端分别与中央控制单元(3)的第一感应信号输入端和第二感应信号输入端相连；超声波收发控制单元(13)的发射控制输出端与超声波发射驱动电路(14)的控制输入端相连，超声波发射驱动电路(14)的输出端与超声波发射器(15)相连，超声波收发控制单元(13)的接收控制输出端与超声波接收放大电路(12)的控制信号输入端相连；超声波接收器(11)的信号输出端与超声波接收放大电路(12)的超声信号输入端相连，超声波接收放大电路(12)的信号输出端与中央控制单元(3)的超声感应信号输入端相连。
2、 根据权利要求1所述的超声波及红外感应开关，其特征在于所述 中央控制单元(3 )的手动控制信号输入端连接有用于设定中央控制单元(3 ) 的工作状态的手动控制单元(4)。
3、 根据权利要求1所述的超声波及红外感应开关，其特征在于所述 放大电路(7)包括至少一个运放，该运放的同相端接所述红外传感器(6) 的输出端，该运放的反相端依次串接电解电容和热敏电阻后接地。
4、根据权利要求1所述的超声波及红外感应开关，其特征在于所 述中央控制单元(3)具有环境亮度检测信号输入端，用于连接环境亮度感 应电路(16);环境亮度感应电路(16)包括光敏电阻及与光敏电阻相连 的运算放大器。
专利摘要本实用新型涉及一种超声波及红外感应开关，包括整流滤波稳压电路、在过零点时通断的继电器驱动电路、磁保持继电器、中央控制单元、红外传感器、第一比较电路、第二比较电路、超声波发射器、超声波发射驱动电路、超声波收发控制单元、超声波接收放大电路和超声波接收器；中央控制单元根据第一感应信号和第二感应信号的持续时间，控制被控交流回路导通相应的时间长度；同时，中央控制单元根据超声感应信号的变化而判断被监控物品是否存在位移，若存在位移，则控制被控交流回路导通，并控制语音喇叭电路报警。
文档编号H03K17/94GK201383804SQ2009201462
公开日2010年1月13日 申请日期2009年3月25日 优先权日2009年3月25日
发明者陈福华 申请人:温州市麦特力克电器有限公司