专利名称：用于空调机节电的红外遥控指令转发器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及用于一种空调机的节电装置，尤其是涉及可以附设在现有的各种不同型号的空调机上配套使用的一种节电用的“红外遥控指令转发器”，所述的转发器能根据所接收到的来自空调机红外遥控器的指令、时间和预设的节电要求，自动定时地向空调机发出节电指令，调节空调机运行参数来达到节电之目的。
背景技术：
目前我国不少地方缺电。一些大城市中空调负荷高峰用电占整个城市居民用电量的40％以上。降低城市的空调负荷对于缓解缺电有显著的效果。据测算，空调制冷温度每提高1℃即可节电7％左右。为此各缺电地区提出了种种降低空调负荷的要求，例如要求用户在气温不高于某限值(如32℃)时不要开制冷空调，或要求居民在夏天将制冷空调的温度设置不低于某一限值(如26℃)，在气温不低于某限值(如10℃)时不要开制热空调，在冬天将制热空调的温度设置不高于某一限值(如18℃)等。但是目前现有的空调机缺少一种简单有效且易于被广大群众接受的空调节电技术手段来实施这些节电要求，达到既要有显著的节电效果又要能保持令空调用户基本满意的空调效果。
本实用新型目的在于提供一种简单，经济，有效及易于普及的空调机节电装置，具体来说，提供一种用于空调机节电的红外遥控指令转发器，使用该转发器可在保持令空调机用户基本满意的空调效果的同时产生显著的节电效果。
空调机用户可通过附图一(由空调机3、遥控器2和转发器1组成的示意方框图)中所示空调机的红外遥控器2向空调机3发出各种空调机运行参数设置命令，如开机、关机、制冷、制热、改变设置温度等。空调机3内的红外接收器301收到来自空调机3的红外遥控器2的运行参数设置指令后，通过空调机3内的微处理器302及温度比较器303将所设置的目标温度To与空调机的环境温度传感器304所测得的室温Ta相比较，取得两者之温差Td＝To-Ta。空调机的执行部件305按照Td及空调机2的微处理器302的有关指令进行制冷或制热等操作，从而改变室温Ta，使室温Ta与设定目标温度To之差值Td＝To-Ta逐步减小直至Ta趋近于或者等于To。
发明内容
本实用新型涉及一种‘用于空调机节电的红外遥控指令转发器’(以下简称‘转发器’，见附图一中之1)。所述转发器1可安装在分体式空调机的室内机的红外接收器301的前面、侧面或周围(见附图二A、B所示)。当空调机的红外遥控器2向空调机3的红外接收器301发送制冷、制热、目标温度设置、风力强度设置、开机、关机等指令时，所述转发器1也能同时接收到这些指令。所述转发器1的节电运作在于，按照所接收到的来自空调机3的红外遥控器2的指令和所述转发器1内预置的节电参数，能够一次或多次向空调机3内的红外接收器301，并通过空调机3内的红外接收器301向空调机3内的微处理机302发出目的在于节电的后续的节电调温、调风、开机、关机等指令，使空调机3内的微处理机302，温度比较器303，环境温度传感器304及空调机的执行部件305进行相应的操作，产生节电效果。例如，当某一用户通过空调器遥控器2向空调机3发出制冷模式、并将目标制冷温度To设为20℃时，所述转发器1也同时收到了这些指令。在空调机3经过以目标制冷温度To运行Xn分钟以后，为了节电，此时所述转发器1向空调机3的红外接收器301发出一个新的目标温度设置命令，即将目标温度改设置为To’＝(To+Tb)℃＞To，其中To--用户所设目标制冷温度，Tb--节电调偏温度，To’--节电运行状态下的目标制冷温度，例如在用户设定目标制冷温度To＝20℃时，若取Tb＝3℃，则To’＝23℃。
此后空调机3就以To’为目标制冷温度运行，在这种节电运行状态下经过Xs分钟以后，所述转发器1再次向空调机3的红外接收器301发出将目标制冷温度改设为原先的用户设定温度To。此后空调机3就交替以To为设定目标运行若干分钟再以节电目标温度To’运行若干分钟，如此反复运行。由于在整个运行时间内有部份时间是以高于用户设定的目标制冷温度To’进行的，因此所耗电力将比持续以固定的用户设定目标制冷温度To运行为低，达到了节电目的。同时由于只是令目标温度在部份时间内与用户的设定有所偏移，并非强制用户关闭空调，因此不会使空调用户感到明显不便。
考虑到只有将本实用新型大量同时使用时才能有效的减轻一个城市的电力负荷，上述节电运行状态持续时间间隔Xs和常规运行时间间隔Xn两者均为在适当范围内变化的非周期性的随机量，目的在于使整个城市的空调负荷总体上较为均衡。
所述转发器1在节电功能方面具有很强的灵活性。例如在一些电力供应特别紧张的城市，所述转发器1可以设定制冷目标温度下限和制热目标温度上限，每当用户通过空调机红外遥控器2向空调机3发出低于上述制冷目标温度下限或高于制热目标温度上限的目标温度时，所述转发器1会随即再向空调机3发出将目标温度设至制冷目标温度下限或制热目标温度上限。只需要在所述转发器1的微处理器101(见图三转发器1组成方框图)中编入不同的节电参数和节电功能程序就可以实现其它各种不同的空调节电要求，如●设定不同的节电制冷调偏温度+Tb值和节电制热调偏温度-Tb值。
●设定允许的制冷目标温度下限值和制热目标温度上限值。
●规定某一日期范围的某一时段内空调机一律关闭。
●在实施峰谷电费的城市，在峰费率时段缩短常规运行时间间隔Xn值，加大上述节电运行状态持续时间间隔Xs值和加大上述节电调偏温度±Tb值。
本实用新型可实现的空调机节电调控功能不限于上述所举的几种例子。
本实用新型所述的转发器1是一种能与不同型号的空调机适配及满足不同的节电要求的转发器，所述的转发器1由微处理器101、编程插座108、空调型号选择键盘106、红外发送器103、红外接收器102以及稳压器105、电池104组成，其中，所述的微处理器(101)分别连接于红外接收器(102)，空调型号选择键盘(106)，编程插座(108)以及红外发射器(103)；所述的电池(104)连接于稳压器(105)；所述的稳压器(105)分别连接于红外接收器(102)，微处理器(101)，红外发射器(103)；所述的红外接收器(102)接收来自空调机的红外遥控器(2)发出的空调机运行红外线指令，微处理器(101)接收和处理来自红外接收器(102)发出的红外线指令，并由编程插座(108)和空调型号选择键盘(106)对微处理器(101)进行编程和参数设置，经微处理器(101)处理的信号通过红外发射器(103)将所述转发器(1)内预置的程序和节电参数，一次或多次向空调机(3)内的红外接收器(301)，并通过所述的红外接收器(301)向微处理器(302)发出后续的节电调温、调风、开机、关机等指令，所述转发器(1)可以安装在空调机的红外接收器(301)前面或侧面的适当位置。
所述转发器1的通讯规约和节电参数可以通过该转发器上附设的编程插座108和空调型号选择键盘106(见附图三)对所述转发器1的微处理器101(见附图三、四)进行编程和参数设置以便与不同型号的空调机适配及满足不同的节电要求，无需更改这些空调机内的任何机械和电器结构和部件，也无需更换这些空调机原来所配备的手持红外遥控器，因此具有应用的普遍性。
附图一表示采用本实用新型所述的红外遥控指令转发器的空调机的工作原理示意图；附图二A、B分别表示本实用新型所述的红外遥控指令转发器在空调机上的屏蔽和非屏蔽安装示意图；附图三表示本实用新型所述的红外遥控指令转发器组成的方框图；附图四表示本实用新型所述的红外遥控指令转发器实施例的电路原理图。
附图一中，转发器1，红外遥控器2，空调机的红外接收器301，空调机的红外接收窗口306，空调机微处理器302，空调机的执行部件305，温度比较器303，环境温度传感器304，由空调机的执行部件305将热风或者冷风传送至周围环境，及环境温度传感器304。
附图二A、B中，左面为安装侧视图，右面为安装正视图，附图二A和B还展示了所述转发器1的电路元器件，例如微处理器101，编程插座108，红外接收器102，红外发送器103以及空调型号选择键盘106在转发器1的电路板上的排列位置和整个转发器1在空调机3上的两种安装方式的示意位置。
附图三中，本实用新型所述的红外遥控指令转发器1由微处理器101，红外接收器102，红外发射器103，电池104，稳压器105，空调型号选择键盘106，编程插座108各部分组成。
所述转发器1可以安装在空调机(室内机)的红外接收器301前面、侧面或周围的适当位置。
第一种非屏蔽式安装方式，如附图二A所示，所述转发器1在空调机3上采用非屏蔽式的安装，即将所述转发器1安装在空调机3的红外接收器301(红外接收器301位于红外接收窗口306的后面，未图示)的侧面或周围，使所述转发器1及空调机3的红外接收器301两者能同时接收到空调机3的红外遥控器2所发出的指令。此外所述转发器1的红外发送器103所发出的空调节电指令也能被空调机3的红外接收器301收到。
另一种为屏蔽式的安装方式，如附图二B所示，即将所述转发器1安装在空调机3的红外接收器301的红外接收窗口306的正前方，即将所述转发器1覆盖在空调机3的红外接收窗口306上，并使所述转发器1的红外发送器102正对空调机3的红外接收器301。在此情况下，空调机3的红外接收器301不能直接收到空调机的红外遥控器2所发出的空调指令。所有从空调机的遥控器2发出的指令都先由所述转发器1接收，经转发器1的微处理器101按节电功能要求处理后，在适当的时刻向空调机3的红外接收器301发出节电空调指令。
附图二A和B还展示了所述转发器1电路元器件，例如微处理器101，编程插座108，红外接收器102，红外发送器103以及空调型号选择键盘106在转发器1的电路板上的排列位置和整个转发器1在空调机3上的安装位置的两个实施例以说明两种安装方式(一)附图二A为‘非屏蔽式’安装方式，此种安装方式将所述转发器1的红外发送器103放在装在空调机3的红外窗口306外满足以下三项要求的适当位置A1.空调机3的红外接收器301能直接或经反射收到空调机的红外遥控器2发来的指令。
A2.空调机3的红外接收器301也能直接或经反射收到所述转发器1的红外发送器103发出的节电指令。
A3.所述转发器1的红外接收器102能直接或经反射收到空调机的红外遥控器2发来的指令。
(二)附图二B为‘屏蔽式’安装方式，此种安装方式将所述转发器1覆盖在空调器3的红外接收窗口306上，同时在所述转发器1的电路板上留有允许所述转发器1的红外发送器103所发出的红外指令通过的小孔，将所述转发器1安装在空调机3的红外窗口306正前面，以满足以下三项要求B1.所述转发器1的红外接收器102能直接或经反射收到空调机的红外遥控器2发来的指令。
B2.空调机3的红外接收器301能收到所述转发器1的红外发送器103发出的节电指令(通过所述转发器1的电路板和外壳上预留的小孔)。
B3.空调机3的红外接收器301由于被所述转发器1的不透红外光的部件屏蔽，无法直接收到空调机的红外遥控器2发来的指令。
采用此种‘屏蔽式’安装方式时，所有来自空调机的红外遥控器2的指令均由所述转发器1的红外接收器102接收及经所述转发器1的微处理器101处理后，由所述转发器1的红外发送器103向空调机的红外接收器301发出指令。所述转发器1盖住了空调机的红外接收器窗口306使空调机的红外接收器301无法直接收到空调机的红外遥控器2的指令。较适用于需要在某种程度上强制节电的场合。
附图四为本实用新型所述的红外遥控指令转发器1实施例的电路原理。
所述转发器1的微处理器101的实施例为一个MC9S08RD8通用型单片机(MOTOROLA公司生产)，一个晶振134产生微机的总线时钟，135、136为晶振电路的附属电容，137为晶振电路反馈电阻，一个型号为TSOP36238(Vishay公司生产)的红外接收器102用于接收及解调来自空调机的红外遥控器2的指令，一个红外发射二极管103用于向空调机3的红外接收器301发送经所述转发器1的微处理器101编码及调制的节电指令。一个限流电阻131用于限制红外发射二极管103的电流。一个电池104和一个开关式直流变换器105，型号为MAX1759(MAXIM公司生产)，用于给整个所述转发器1的实施例电路供电。滤波电容132、133、138、139用于直流电源滤波。10个数码设置按钮150，151，152，153，154，155，156，157，158，159，及一个设置启动按钮160组成所述转发器1空调机型号选择键盘106。一个用于给所述转发器1的微处理器101写入固件的编程插座108。
所述转发器1的微处理器101的实施例MC9S08RD8通用型单片机具有1.一个异步串口，用于接收经所述转发器1的红外接收器102解调后的空调指令，和经所述转发器1的红外发送器103发送编码及调制后的节电指令。
2.有12个键盘输入脚其中11个用于与所述转发器1的空调机型号选择键盘106的10个设置按钮150，151，152，153，154，155，156，157，158，159，及一个设置启动按钮160联接。
3.一个晶振发生器，与外接的晶振134产生微机的总线时钟，135、136为晶振电路的附属电容，137为晶振电路反馈电阻相联接，4.一个红外调制波发生器接到门电路142，对微处理器101的指令输出进行调制，5.一个内部实时唤醒时钟电路可以定时的自动将所述转发器1的微处理器101从休眠状态唤醒，进行计时，及适时发送节电指令。
6.一个在线编程纠错模块，与编程插座108相连，可用于在线的向闪存写入固件及节电参数，7.8K闪存(FLASH ROM)用于储存微处理器101的以实现本专利各项功能的专用程序固件(Firmware)和节电设置参数，及1K随机读写的内存(RAM)用于存放程序执行过程中的各项变量。以上所述微处理器101的专用程序固件由外接编程器(是市场上可购到的设备，不所于本专利范围)通过编程插座108写入单片机闪存内。该程序固件包括以下主要部份1.主程序2.红外接收及解码程序3.红外发送及编码程序4.节电功能程序5.唤醒服务程序6.随机变量发生程序7.实时钟程序其中红外接收及解码程序和红外发送及编码程序由适用于不同型号空调机红外指令编码的子程序和数据块组成。用户通过10个数码设置按钮150、151、152、153、154、155、156、157、158、159及一个设置启动按钮160，选定空调型号。微处理器101据此所选的空调型号调用与该空调型号适配的红外接收及解码程序和红外发送及编码程序和数据块中适用的部份。
程序固件中的节电功能程序是可以根据用户需要订制，多种多样的，具有单一或混合节电功能的节电程序，如设定目标制冷温度下限，目标制热温度上限，停止空调运行的时间范围，及交替以用户设置的目标制冷温度Ta运行Xn分钟，接着以节电目标制冷温度Ta’＝Ta+Tb运行Xs分钟等节电方式运行。
随机变量发生程序用于产生随机的节电运行时程Xn和Xs。
实时钟程序用于提供实时时间以便按节电需要定时调整或启停空调机运行。
唤醒服务程序用于定时的将处于睡眠状态的微处理器101唤醒以便及时处理必要的节电功能。这样微处理器可以在大部份时间中进入休眠状态以节约电池消耗。
微处理器在收到一个完整的来自空调机的遥控器2的指令后经过红外接收解码程序进行分析确认后按照节电功能程序的预设的节电运行参数，例如前述的调偏温度Tb、常规运行时间Xn、节电运行时间Xs、制冷目标温度下限、制热目标温度上限等，设定需要发出的节电指令，及发送节电指令的时间，并在到达此发送节电指令的时刻，将节电指令通过所述转发器1的红外发送器103发向空调机3的红外接收器301。
本实用新型也包括采用与上述实施例不同的其它适用的微处理器型号。根据不同的节电要求，本实用新型也包括采用其它简化的电路设计。
权利要求1.一种用于空调机节电的红外遥控指令转发器，其特征在于所述的转发器(1)由微处理器(101)，红外接收器(102)，红外发射器(103)，电池(104)，稳压器(105)，空调型号选择键盘(106)，编程插座(108)各部分组成，其中，所述的微处理器(101)分别连接于红外接收器(102)，空调型号选择键盘(106)，编程插座(108)以及红外发射器(103)；所述的电池(104)连接于稳压器(105)；所述的稳压器(105)分别连接于红外接收器(102)，微处理器(101)，红外发射器(103)；所述的红外接收器(102)接收来自空调机的红外遥控器(2)发出的空调机运行红外线指令，微处理器(101)接收和处理来自红外接收器(102)发出的红外线指令，并由编程插座(108)和空调型号选择键盘(106)对微处理器(101)进行编程和参数设置，经微处理器(101)处理的信号通过红外发射器(103)将所述转发器(1)内预置的程序和节电参数，一次或多次向空调机(3)内的红外接收器(301)，并通过所述的红外接收器(301)向微处理器(302)发出后续的节电调温、调风、开机、关机等指令，所述转发器(1)可以安装在空调机的红外接收器(301)前面或侧面的适当位置。
2.按权利要求1所述的转发器，其特征在于所述转发器(1)的安装方式包括一种‘非屏蔽式’的安装方式，此种安装方式将所述转发器(1)的红外发送器(103)安装在空调机(3)的红外窗口(306)外并位于满足以下三项要求的适当位置A1.空调机(3)的红外接收器(301)能直接或经反射收到空调机的红外遥控器(2)发来的指令，A2.空调机(3)的红外接收器(301)也能直接或经反射收到所述转发器(1)的红外发送器(103)发出的节电指令，A3.所述转发器(1)的红外接收器(102)能直接或经反射收到空调机的红外遥控器(2)发来的指令。
3.按权利要求1所述的转发器，其特征在于所述转发器(1)的安装方式包括一种‘屏蔽式’的安装方式，此种安装方式将所述转发器(1)覆盖在空调器(3)的红外接收窗口(306)上，同时在所述转发器(1)的电路板上留有允许所述转发器(1)的红外发送器(103)所发出的红外指令通过的小孔，将所述转发器(1)安装在空调机(3)的红外窗口(306)正前面并位于满足以下三项要求的适当位置B1.所述转发器(1)的红外接收器(102)能直接或经反射收到空调机的红外遥控器(2)发来的指令；B2.空调机(3)的红外接收器(301)能收到所述转发器(1)的红外发送器(103)发出的节电指令；B3.空调机(3)的红外接收器(301)不能收到空调机的红外遥控器(2)发来的指令。
专利摘要一种用于空调机节电的红外遥控指令转发器，所述的转发器(1)由微处理器，红外接收器，红外发射器，电池，稳压器，空调型号选择键盘，以及编程插座组成，所述转发器的微处理器进行编程和参数设置以便与不同型号的空调机适配及满足不同的节电要求，无需更改这些空调机内的任何机械和电器结构和部件，也无需更换这些空调机原有的手持红外遥控器，能根据所接收到的来自空调机红外遥控器的指令、时间和预设的节电要求，自动定时向空调机发出节电指令，调节空调机运行参数来达到节电之目的。
文档编号F24F11/00GK2729568SQ200420072960
公开日2005年9月28日 申请日期2004年7月5日 优先权日2004年7月5日
发明者裴立凡 申请人:裴立凡, 宁波经济技术开发区乾生电器有限公司