专利名称：具有声控、光控、延时三功能的节电开关的制作方法
技术领域：
本实用新型属H01H中的电开关类技术，它涉及到一种节电开关的结构。
目前电灯已是人民生活中最普遍的照明用具，但因为电力的不足，节电的问题还是个长期的任务。对于普通的开关来说，稍一疏忽忘记操作，就能造成昼夜通明，形成大量的电能和资金的损失，若能有自动的开关则能既方便而已经济。经调查知，现有的节电开关中，有声控延时的，也有光控延时的，而声控、光控加延时三种功能兼备的尚且没有。如CN87210193《声控自动延时开关》，它有自动开和自动关的功能，但对昼夜则不能选择，在活动频繁的白天，它也在不停的工作，若解决此问题还得加一级人工白天控制的开关；另外，它电路上采用的是分离元件，它的功率开关采用的是继电器，耗能大且有触点，因此在稳定性、可靠性、及寿命上也都有不足之处。
本实用新型的目的为克服前述开关的缺点，为方便照明和节电，特提供一种具有声控、光控和延时三种功能的自动开关，它便于用户使用、安装，并有可靠的节电效果。
按如上构思，本方案所提供的具有声控、光控、延时三功能的节电开关的具体特征是它由外部壳体和内部的节电开关电路所构成。其外壳可以作成灯头和灯泡之间的接插件的形式，由与灯头的联接部分(3)、与灯泡的联接部分(1)、及带有电位器调节孔、话筒的声孔和光敏电阻透光孔的装控制元件的壳体(2)组成；其外壳也可以作成灯头基座的形式，由灯泡的安装口(1)及带基板装控制元件的壳体(4)组成。它的内部的节电开关电路是由稳压电源、声电转换器、音频放大器、电压比较器、光电转换器、光控电压比较器、可重触发的单稳态延时电路、及双向可控硅开关所组成。其稳压电源包括变压器、二极管全波整流及带有稳压器的π型滤波器，输出是5V的直流。声电转换器是由串联的驻极体话筒MIC和供给它偏流的电阻R1构成。其音频放大器，由耦合用的高通滤波器C1R2及R3、R4、R5、C2与YF1组成的反相放大器，耦合电阻R4与C1串联后接在声电转换器的中点和YF1的负输入端，C2、R3并联后一端接YF1的正输入端，一端接地，反馈电阻R5接在YF1的负输入端和输出端之间。它的声控电压比较器是由提供比较电位的电位器W1和YF2组成，YF2的负输入端与YF1的输出端相联，正输入端与电位器W1的中点相联，其输出端接时基电路的触发端2脚。它的光电转换器是由串联的光敏电阻GR和电位器W2构成。光控电压比较器是由提供比较电位的串联分压器R11、R12、YF4及耦合二极管D4组成，YF4的负输入端与电位器W2的中点相联，正输入端与R11、R12分压器中点相联，输出端与耦合二极管的正端相联。它的可重触发的单稳态延时电路由重触发器YF3、延时电路和时基电路块组成，其中延时电路由W3、R6及电容C5串联而成，其延时电路一端接正、一端接地，电容的正端接时基电路块的6、7脚，重触发器由YF3和R9、R10的比较分压电路及耦合用的二极管D3组成，分压器的中点接YF3的负输入端，其正输入端与YF2的输出端及时基电路块的触发端2脚相联，时基电路集成块的8脚接正，1脚接地、5脚接电容C6接地，3脚为输出端。可控硅开关是由放大器及可控硅管构成，晶体管放大器BG1的基极接时基电路的输出端，负载电阻R7由发射极接地，耦合电阻R8由BG1的发射极接可控硅管SCR的触发极，SCR的正负极串联在电源和灯泡之间，BG1的反馈二极管D5的正端接基极、负端与YF4的耦合二极管的负端相接并与时基电电的复位端4脚相联，再经过R13接地。
采用本方案能体现如下的优越性①本方案的节电开关具有光控、声控及延时三种功能，使用起来方便、可靠且经济，保证在白天或光线充足时开关不会工作；②该电路采用集成电路，集成度高，可保证工作稳定且寿命高；③本方案的声控部分设有可重触发的技术措施，保证在需要时能连续不间断的工作，可获得满意效果；④声控部分用驻极体话筒作声电转换器，比采用压电陶瓷的灵敏度高，开关采用无触点的可控硅型式，工作可靠准确而且寿命长；⑤结构简单，容易制造，使用方便，易于推广。
图1是本方案具有声控、光控、延时三功能的节电开关作成灯头、灯泡接插件形式的外观示意图。
图2是本方案节电开关作成灯头基座形式的外观示意图；图3是本方案节电开关电路的电原理图。
图中(1)－灯泡的安装口；(2)－带有电位器调节孔、话筒声孔及光敏电阻透光孔的装控制元件的壳体；(3)－与灯头的联接部分；(4)－带有安装基板的装控制元件的壳体；(B)－变压器；(D1～D5)－二极管；(MIC)－驻极体话筒；(YF1～YF4)－运算放大器集成电路；(NE555)－时基电路集成块；(SCR)－双向可控硅；(GR)－光敏电阻；(7805)－稳压集成块。
现结合
其工作原理。本方案采用光控措施是保证在需要时如黑夜或光线较暗作为开关的工作前提条件。光线由强到弱变化时光敏电阻值的变化由小到大，当光线暗时GR阻值大，W2中点的电位较低，在比较器中当负输入端低于正输入端的电位时，则输出端为高电位，经D4传到NE555的复位端，由于4脚的高电位使得开关电路可以进入工作状态。声电转换器可以把变化的声频信号转变成相应变化的电压信号，经高通滤波器C1、R2送到音频信号放大器YF1，高通滤波器只允许音频以上的信号通过，R3、R4、R5、C2和YF1构成反相放大器，其放大倍数为R5／R4，设C2旁路是为防止自激，由于电路为单电源供电，故该放大器兼有整流作用，只对负向声频信号反相放大，其输出端得到放大的正向脉冲，送入YF2比较器，W1提供比较电压，当音频信号放大后其电压高于W1中点的电压时，YF2的输出端将出现一个＋5V到0再到＋5V的负跳变脉冲，此脉冲送到时基电路中的触发端2脚，供触发用。当YF2输出端触发脉冲触发时基电路的同时，由于有瞬时的OV出现，使得在YF3中正输入端的电压低于负输入端的电压，此时输出端成低电位，C5经W3、R6将平时充好的电位经D3泄入YF3，C5重新充电，当C5正端达到10／3V时NE555时基电路翻转，停止触发的工作状态。C5的充电时间可用W3调整，形成一次工作延时。在一次延时内又有信号传来，可使YF2输出高电位0再到高电位的触发脉冲，这时瞬间的OV使得YF3也出现瞬时的低电位，使C5放电，重新开始新的延时，这样在不断有信号传来时信号不断触发，C5一次次放电，重新开始延时，就保证工作状态的联续稳定。当时基电路的4脚为高电位时，2脚有低电位触发，则输出端3脚呈高电位当C5充到10／3V时6、7脚呈高电位，则使时基电路翻转，3脚变低，同时使C5放电，开关停止工作。当3脚为高电位，BG1导通，触发SCR可控硅导通，灯泡点亮。BG1反馈线路中的D5和YF4的输出耦合电路的D4对4脚来说是个“或”的关系；当光线暗时YF4通过D4给4脚以高电位，BG1导通点亮灯泡时D5也给4脚提供高电位，只要4脚处于高电位就使整个开关有工作的可能。当灯光照在光敏电阻上，使得YF4的输出端变成低电位时，由于D4的作用D5仍能保持4脚的高电位，保证工作正常，只有延时期满6、7脚呈高电位时时基电路翻转，灯泡才被关断。
在本方案的实施例中MIC采用驻极体话筒，光敏电阻采用MG45－32型，双向可控硅采用SCR 1A／400V，D1～D5采用IN4001。YF1～YF4采用四运放集成块LM324，时基电路采用NE555。本方案的样品经运转使用证用工作正常稳定，声频信号触发灵敏准确，不会出现白天亮灯的现象，延时可在2～100秒内调整。由于工作稳定，故节电效果明显。特别适用于无人照管的公共地段。
权利要求1.一种具有声控、光控、延时三功能的节电开关，其特征是它由外部壳体及内部的节电开关电路所构成，它内部的节电开关电路是由稳压电源、声电转换器、音频放大器、电压比较器、光电转换器、光控电压比较器、可重触发单稳态延时电路、双向可控硅开关所组成的。
2.按照权利要求1所述的节电开关，其特征是它的外壳是一个灯头与灯泡间的接插件，它由与灯头的联接部分(3)、带有电位器调节孔、话筒的声孔及光敏电阻透光孔的装控制元件的壳体(2)、及灯泡安装口部分(1)组成的。
3.按照权利要求1所述的节电开关，其特征是它的外壳是一灯头基座，它是由带有安装基板的并带有电位器调节孔、话筒声孔及光敏电阻透光孔的装控制元件的壳体(4)及灯泡安装口部分(1)组成的。
4.按照权利要求1所述的节电开关，其特征是它的节电开关电路的稳压电源是由变压器B、二极管全波整流、稳压器及π型滤波器组成的；其声电转换器是由串联的驻极体话筒MIC与供给它偏流的电阻R1构成；其音频放大器由耦合用的高通滤波器C1R2及R3、R4、R5、C2与YF1组成的反相放大器，耦合电阻R4与C1串联后接在声电转换器中点和YF1的负输入端，C2和R3并联后一端接在YF1的正输入端，另一端接地，反馈电阻R5接在YF1的负输入端与输出端之间；其电压比较器由提供比较电位的电位器W1和YF2组成，YF2的负输入端与YF1的输出端相联，正输入端接电位器W1的中点；其光电转换器是由串联的光敏电阻GR和电位器W2构成；光控电压比较器是由提供比较电位的串联分压器R11、R12、YF4和耦合二极管D4组成，YF4的负输入端与电位器W2的中点联接，正输入端接R11R12分压器的中点，输出端接耦合二极管D4的正端，D4的负端接时基电路的复位端脚4；可重触发的单稳态延时电路由重触发器YF3、延时电路和时基电路块构成，它的延时电路由W3、R6及C5串联而成，电容的正端接时基电路块的6、7脚，重触发器由YF3和R9、R10的比较分压电路及耦合用的二极管D3构成，分压器的中点接YF3的负输入端，其正输入端接YF2的输出端及时基电路块的触发端2，时基电路采用集成块，8脚接正，1脚接地，5脚经电容C6接地，3脚为输出端；可控硅开关由放大器及可控硅管构成，晶体管放大器的基极接时基电路的输出端，负载电阻R7由发射极接地，耦合电阻R8由晶体管发射极接可控硅管SCR的触发端，SCR的正负极串在电源和灯之间，反馈二极管D5正端接BG1的基极，负端接时基电路块的复位端4脚后经R13接地。
专利摘要本实用新型属于电开关类技术。为克服现有技术中节电开关无光控功能及开关均为有触点形式的不足，特别供具有声控、光控及延时三功能的节电开关。它由稳压电源、声电及光电转换器、比较器、音频放大器、可重触发的单稳态延时电路及双向可控硅开关组成。本方案采用集成电路，有可重触发的措施，因此工作可靠，可避免白天亮灯；外壳形式多样，使用方便；由延时电路控制，按时关闭，因此具有节电明显的优点。
文档编号H03K17/28GK2089675SQ9120068
公开日1991年11月27日 申请日期1991年1月18日 优先权日1991年1月18日
发明者李常青, 赵长福, 李海暄 申请人:李常青, 赵长福, 李海暄