专利名称：自动智能感应节电开关的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种自动智能感应节电开关。
背景技术：
目前，智能感应开关多以热释电传感器(也称远红外探头，PIR)来采集人体信息， 并以其作为控制源来控制电源的导通与关断，以达到节能的目的。就其探测方式而言有两 种方法 —是被动探测(探测传感器静止)人体处于运动状态时，远红外幅射发生急剧变 化，传感器有信号输出，人体静止时，则无信号输出，显然这种方法只适合于人体活动时的 探测，无法适应人体静止时的探测； 二是主动探测(探测传感器始终运动状态)通过增加电动机和传动机构，让传感 器旋转或平移。这样即使在人体静止时，由于探测头的运动，人体与传感器之间仍然存在相 对运动，能够解决人体静止时的红外探测问题，但由于电动机始终处于旋转状态，增加了电 能和设备的损耗。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种自动智能感应节电开关，该开关将被动探测与主动 探测相结合，同时能够尽可能减少电能和设备消耗。 为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案一种自动智能感应节电开关， 包括主控制器，主控制器的输入端接远红外探测及其处理电路，主控制器的输出端分别接 电源开关控制与驱动电路和主动探测电机控制与驱动电路，主控制器根据远红外探测及其 处理电路输出的电信号驱动电源开关和主动探测电动机动作。 由上述技术方案可知，本实用新型采用被动探测和主动探测相结合的方法，兼顾 了人体静止探测，当工作人员离开工作场所时，整个办公电源可以在设定的时间内自动关
闭，解决了电器设备待机消耗和开机消耗，从而达到节能的目的。同时，当工作人员进入工 作场所整个办公电源可以自动开启，避免人员手动操作带来的麻烦。
图1是本实用新型的结构框图； 图2、3、4分别是本实用新型中主控制器、远红外探测及其处理电路、主动探测电
机控制与驱动电路的电路原理图； 图5是本实用新型的工作流程图。
具体实施方式—种自动智能感应节电开关，包括主控制器IO，主控制器10的输入端接远红外探 测及其处理电路20，主控制器10的输出端分别接电源开关控制与驱动电路30和主动探测
3电机控制与驱动电路40，主控制器10根据远红外探测及其处理电路20输出的电信号驱动 电源开关和主动探测电动机动作，如图1所示。 结合图1，本实用新型还包括将220V市电转换为+5V直流电的电源转换电路60， 所述的主控制器10还与按键与显示电路50连接，按键与显示电路50为可供用户输入开关 延时时间的人机操作接口。电源转换电路60产生几种直流电压为整机供电，按键和显示电 路50为人机操作接口，供用户输入开关延时时间等信息。 结合图1、3，所述的远红外探测及其处理电路20包括远红外探头21，远红外探头 21前安装菲涅尔透镜，远红外探头21通过传动机构与电动机相连，远红外探头21将采集的 人体信号转换为电信号后输出至热释电传感器处理芯片22，热释电传感器处理芯片22输 出电信号至主控制器10的输入端。人体信息经远红外探头21获取，经热释电传感器处理 芯片22处理产生标准电信号送入主控制器IO，为增强信号感应灵敏度和扩大感测范围，必 须在远红外探头21前加装菲涅尔透镜，为克服远红外探头21的被动特性，拟为远红外探头 21安装电动机和传动机构。 结合图1、3，所述的远红外探头21为芯片U2，热释电传感器处理芯片22采用 CS9803芯片，其第2引脚接芯片U2的第2引脚，其第11引脚接反相器U3A的输入端，其第9 引脚分两路输出，一路通过晶振E2接地，另一路预留两接点A、B，两接点之间接光敏电阻或 热敏电阻，其中A点接地。CS9803芯片结构完整、功能齐全，所需的外围元件少，可完成信号 的高倍率线性放大、双向鉴幅、信号处理、延迟定时和封锁定时等功能。当人体进入探测电 路感应区，远红外探头21将菲涅尔透镜聚焦的人体远红外信号转换成电信号送入CS9803 芯片的2脚，经CS9803芯片内部电路处理后得到标准信号，从CS9803芯片的11脚输出。 调节电阻R4、 R5或电阻R6、 R7的比值可分别改变内部两级放大器的增益，即改变信号的感 应强度；电阻R3、电容C2构成延时电路，调节电阻R2和电容C3可改变输出脉冲宽度，即改 变工作延时，因本系统的延时由单片机控制，故此处延时应尽量縮短；CS9803芯片的第9引 脚是触发禁止端或功能扩展端，在A、 B接点间接入不同的元器件可增加不同的附加控制功 能如接入光敏电阻可实现禁止白天开灯；接入热敏电阻可实现达到一定室温才见人开机 的空调控制器。 结合图1、2，所述的主控制器IO采用AT89S51芯片，其第12引脚接热释电传感器 处理芯片22的输出端，其P1.0引脚接电源开关控制与驱动电路30，其P1. 1、P1.2引脚接主 动探测电机控制与驱动电路40，其P1.3、P1.4、P1.5、P1.6引脚接按键与显示电路50，其第 40引脚接电源转换电路60的输出端。主控器器10是本实用新型的控制核心，它首先对热 释电传感器处理芯片22输出的信号进行处理判断，然后根据判断结果输出开关驱动和主 动探测电动机启停的控制信号。主控制器10选用AT89S51芯片，其基本电路包括由晶振X、 电容Cl、电容C2构成的晶体振荡电路，由电容C3和电阻Rl构成的上电自动复位电路。热 释电传感器处理芯片22的输出脉冲经反相器U3A反相后送至AT89S51芯片的第12脚。二 极管D、继电器Kl、三极管T和电阻R2组成开关驱动电路。当远红外探头21探测到人体信 号，12脚变为低电平时，AT89S51芯片的Pl. 0引脚送出低电平，驱动继电器Kl闭合，电源导 通。在需要主动探测时，AT89S51芯片从Pl. 1引脚和Pl. 2引脚两个I/O 口输出信号控制 主动探测电机控制与驱动电路40工作。引脚Pl. 3-引脚Pl. 6作为按键的输入接口，用户 通过按键操作主控制器10并输入数据。引脚PO. 0 引脚PO. 7以及引脚P2. 0 引脚P2. 7用于与液晶显示屏相连。此外，AT89S51芯片内部集成看门狗计时器，无需外接计时器单元 电路。 结合图1、4，所述的主动探测电机控制与驱动电路40包括四个PNP型三极管Tl、 T2、 T3、 T4，其中三极管T1的基极通过电阻Rl接AT89S51芯片的Pl. 1引脚，三极管T1的 发射极与三极管T2的发射极连接，电阻R3的一端接在三极管Tl的发射极与三极管T2的 发射极之间，电阻R3的另一端接+5V直流电，三极管T4的基极通过电阻R2接AT89S51芯 片的Pl. 2引脚，三极管T4的集电极与三极管T3的集电极相连后接地，三极管T2的基极接 在三极管T4的基极上，三极管T3的基极接在三极管T1的基极上，三极管T1的集电极接三 极管T4的发射极，三极管T2的集电极接三极管T3的发射极，主动探测电动机与电容C1并 联后形成两个公共端，其中一个公共端接在三极管T1的集电极与三极管T4的发射极之间， 另一个公共端接在三极管T2的集电极与三极管T3的发射极之间。主动探测电机控制与驱 动电路40由主动探测电动机及其驱动电路组成，远红外探头21通过减速装置或平移架与 主动探测电动机转轴联动，主动探测时可作180°来回旋转或来回平移，驱动信号输入端接 AT89S51芯片的Pl. 1和P1.2引脚，当Pl. 1引脚为低电平，而引脚P1.2为高电平时，三极 管Tl、 T3导通，三极管T2、 T4截止，主动探测电动机正转；当AT89S51芯片的Pl. 1引脚为 高电平，而P1.2引脚为低电平时，三极管T1、T3截止，三极管T2、T4导通，主动探测电动机 反转，Pl. 1引脚和Pl. 2引脚的电平变化及主动探测电动机每次转动的时间由AT89S51芯 片控制。 结合图1、2，所述的电源开关控制与驱动电路30包括PNP型三极管T，三极管T的 基极接电阻R2的一端，电阻R2的另一端接AT89S51芯片的Pl. 0引脚，三极管T的集电极 接地，三极管T的发射极接继电器Kl， 二极管D并接在继电器Kl上，二极管D的正极接+5V 电源，继电器K1通电吸合电源开关。所述的按键与显示电路50包括按键S1、S2、S3、S4，按 键Sl、 S2、 S3、 S4的一端均接地，按键Sl、 S2、 S3、 S4的另一端分别接AT89S51芯片的Pl. 3、 PI. 4、P1. 5、P1. 6引脚，AT89S51芯片的PO. 0至PO. 7引脚以及P2. 0至P2. 7引脚与液晶显 示屏相连。按键和显示电路50为人机操作接口，供用户操作与设定数据时使用。本实用新 型设计了四个按键菜单/确认、退出、加、减。所述的电源转换电路60由变压器、整流、滤 波和稳压等电路组成。220V市电经工频变压器T1降为12V交流，通过桥式整流和电容滤波 输出直流电，再经固定式三端稳压器78L05稳压后输出+5V直流电压为整机供电。 以下结合图5对本实用新型的工作流程做进一步的说明。 第一步当用户设定T时间后关断电源，主控制器10内部计时器的计时时间为t 时间； 第二步系统上电后，电源开关断开，此时t = O，远红外探头21探测是否有人体 信号，若探测结果为否，则返回继续探测；若探测结果为是，则接通电源，同时计时器开始计 时； 第三步当0《t < T时，远红外探头21探测是否有人体信号，若探测结果为否， 则继续保持电源接通，同时计时器继续计时；若探测结果为是，则继续保持电源接通，同时 计时器清零； 第四步当t > T时，远红外探头21探测是否有人体信号，若探测结果为否，则切 断电源，同时计时器清零，返回第二步；若探测结果为是，则保持电源接通，同时计时器清零，返回第三步。 详细说明如下假定智能开关被设定为人员离开T分钟后关断电源，主控制器10 内部计时器计时时间为t分钟。系统上电后，开关断开，t = O，主控制器10采用被动探测 方式，此状态称为初态，如有人体活动则触发主控制器IO，接通电源，同时计时器开始计时。 当0《t < T时，主控制器10 —直采用被动探测方式，如在此阶段内又探测到人体活动， 则继续保持电源接通，同时计时器清零；如在该阶段无人体活动，则仍然保持电源接通，但 计时器继续计数，直至t > T，进入主动探测模式。当t > T时，主控制10采用主动探测方 式，如探测到人体信息，则保持电源接通，同时计时器清零，进入被动探测模式；如没有人员 存在，则切断电源，计时器清零，系统返回初态，等待下一次触发。 综上所述，本实用新型的核心在于采用被动探测和主动探测相结合的方法，兼顾 了人体静止探测，当工作人员离开工作场所时，整个办公电源可以在设定的时间内自动关
闭，解决了电器设备待机消耗和开机消耗，从而达到节能的目的。同时，当工作人员进入工 作场所整个办公电源可以自动开启，避免人员手动操作带来的麻烦。
权利要求一种自动智能感应节电开关，其特征在于包括主控制器(10)，主控制器(10)的输入端接远红外探测及其处理电路(20)，主控制器(10)的输出端分别接电源开关控制与驱动电路(30)和主动探测电机控制与驱动电路(40)，主控制器(10)根据远红外探测及其处理电路(20)输出的电信号驱动电源开关和主动探测电动机动作。
2. 根据权利要求l所述的自动智能感应节电开关，其特征在于还包括将220V市电转 换为+5￥直流电的电源转换电路(60)，所述的主控制器(10)还与按键与显示电路(50)连 接，按键与显示电路(50)为可供用户输入开关延时时间的人机操作接口。
3. 根据权利要求1所述的自动智能感应节电开关，其特征在于所述的远红外探测 及其处理电路(20)包括远红外探头(21)，远红外探头(21)前安装菲涅尔透镜，远红外探 头(21)通过传动机构与电动机相连，远红外探头(21)将采集的人体信号转换为电信号后 输出至热释电传感器处理芯片(22)，热释电传感器处理芯片(22)输出电信号至主控制器 (10)的输入端。
4. 根据权利要求1所述的自动智能感应节电开关，其特征在于所述的主控制器(10) 采用AT89S51芯片，其第12引脚接热释电传感器处理芯片(22)的输出端，其Pl. 0引脚接 电源开关控制与驱动电路(30)，其P1. 1、P1.2引脚接主动探测电机控制与驱动电路(40)， 其PI. 3、P1. 4、P1. 5、P1. 6引脚接按键与显示电路(50)，其第40引脚接电源转换电路(60) 的输出端。
5. 根据权利要求1所述的自动智能感应节电开关，其特征在于所述的主动探测电机控制与驱动电路(40)包括四个PNP型三极管Tl、 T2、 T3、 T4，其中三极管Tl的基极通过电 阻R1接AT89S51芯片的Pl. 1引脚，三极管T1的发射极与三极管T2的发射极连接，电阻R3 的一端接在三极管T1的发射极与三极管T2的发射极之间，电阻R3的另一端接+5V直流电， 三极管T4的基极通过电阻R2接AT89S51芯片的Pl. 2引脚，三极管T4的集电极与三极管 T3的集电极相连后接地，三极管T2的基极接在三极管T4的基极上，三极管T3的基极接在 三极管Tl的基极上，三极管Tl的集电极接三极管T4的发射极，三极管T2的集电极接三极 管T3的发射极，主动探测电动机与电容C1并联后形成两个公共端，其中一个公共端接在三 极管Tl的集电极与三极管T4的发射极之间，另一个公共端接在三极管T2的集电极与三极 管T3的发射极之间。
6. 根据权利要求3所述的自动智能感应节电开关，其特征在于所述的远红外探头 (21)为芯片U2，热释电传感器处理芯片(22)采用CS9803芯片，其第2引脚接芯片U2的第 2引脚，其第11引脚接反相器U3A的输入端，其第9引脚分两路输出，一路通过晶振E2接 地，另一路预留两接点A、B，两接点之间接光敏电阻或热敏电阻，其中A点接地。
7. 根据权利要求1或4所述的自动智能感应节电开关，其特征在于所述的电源开关 控制与驱动电路(30)包括PNP型三极管T，三极管T的基极接电阻R2的一端，电阻R2的另 一端接AT89S51芯片的Pl. 0引脚，三极管T的集电极接地，三极管T的发射极接继电器K1， 二极管D并接在继电器Kl上，二极管D的正极接+5V电源，继电器Kl通电吸合电源开关。
8. 根据权利要求2或4所述的自动智能感应节电开关，其特征在于所述的按键与显 示电路(50)包括按键S1、S2、S3、S4，按键S1、S2、S3、S4的一端均接地，按键Sl、 S2、 S3、 S4 的另一端分别接AT89S51芯片的PI. 3、P1. 4、P1. 5、P1. 6引脚，AT89S51芯片的PO. 0至PO. 7 引脚以及P2. 0至P2. 7引脚与液晶显示屏相连。
专利摘要本实用新型涉及一种自动智能感应节电开关，包括主控制器，主控制器的输入端接远红外探测及其处理电路，主控制器的输出端分别接电源开关控制与驱动电路和主动探测电机控制与驱动电路，主控制器根据远红外探测及其处理电路输出的电信号驱动电源开关和主动探测电动机动作。本实用新型采用被动探测和主动探测相结合的方法，兼顾了人体静止探测，当工作人员离开工作场所时，整个办公电源可以在设定的时间内自动关闭，解决了电器设备待机消耗和开机消耗，从而达到节能的目的。同时当人员进入工作场所整个办公电源可以自动开启，避免人员手动操作的麻烦。
文档编号G08C23/04GK201489325SQ200920186780
公开日2010年5月26日 申请日期2009年8月3日 优先权日2009年8月3日
发明者尹理根 申请人:铜陵市同领电脑科技有限责任公司