专利名称：一种激光遥控开关系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种激光遥控开关系统，尤其是使用激光作为信号源使光敏元件输出控制信号的激光遥控开关系统。
背景技术：
目前，普遍使用的遥控装置有无线电遥控装置和红外线遥控装置两个类别，这两类遥控装置普遍用于工业遥控、家电遥控、玩具遥控等行业，无线遥控开关的优点是控制距离远，控制距离可达几十米以上，缺点是在载波频率相同时，可能干扰其他遥控装置和其他电器，且发射器信号需要调制，接收器需要解调电路与放大电路，因此电路结构较为复杂； 红外遥控开关的优点是干扰小，一般只有几米的遥控距离，红外线一般不能穿墙，对其他房间的接收装置不干扰，其缺点是控制距离不远，也有做到几十米的，但成本较高，发射装置的耗电量同时也大了，且发射信号需要调制，接收器需要解调及放大电路才能使用；为解决这个问题，本人提出过申请号为201120113376. 5的《一种可见光束遥控系统》。该实用新型由发射器与接收器两部分组成，发射器的发射管为可见光发射管，在接收器的接收管附近， 安装有定位发光管，以便在夜间能引导可见光束对准接收管，为了使遥控距离更远，发射管采用激光管，不管发出的是红激光、绿激光或其他颜色的激光都可以，采用接收器中的接收管的峰值波长与发射管发出的光束的波长相近即可达到最高效率，允许接收管的峰值波长与发射管发出的光束的波长之间存在差异，只是效率将降低，一样可以使用，发射电路与接收电路可以采用现有成熟的控制电路，只是发射管与接收管的类别不同而已，并不需要作太大的改动。该申请建立在现有遥控电路的基础上，使用调制的可见光作为控制光源，接收器收到光信号后需要解调及放大，该申请只是勾划出了大致结构，未涉及具体电路。
实用新型内容为了克服现有无线电遥开关系统容易造成干扰、信号需要调制解调、放大电路才能使用，成本相对较高，电路相对复杂的缺点，为了克服现有红外线遥控开关控制距离短， 信号也需要调制解调、放大才能使用，成本相对较高，电路相对复杂的缺点，以及为了克服本人申请的《一种可见光束遥控系统》中电路仍建立在现有遥控电路的基础上，虽然信息载体改用可见光，但发射信号仍然需要调制，接收信号仍需要解调、放大的缺点，本实用新型提出了一种激光遥控开关系统，采用激光作为信号源，用光敏元件作为接收信号的元件，利用激光瞬间照射光敏元件产生信号，该信号直接去控制执行电路，实现遥控电气负载的目的。本实用新型与现有技术相比产生的有益效果是发射的激光束直接作为控制信号，接收电路接收的信号不需要解调、放大电路，使电路变得极为简单，成本极为低廉，可靠性大大提高，抗干扰性强。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是本实用新型的一种激光遥控开关系统，由激光源、激光接收电路、处理执行电路、 电源、负载组成，激光源发出的为连续激光束或脉冲激光束，激光遥控开关系统的激光源与激光接收电路之间通过激光源发出的激光照射激光接收电路中的光敏元件建立控制通路， 电源由两部分组成，交流电源是一部分，直接供给负载，另一部分就是遥控电路使用的低压直流电源由交流经电容降压、整流、稳压、滤波而成，低压直流电源的负极与交流电的一线共同作为接地线。为了实现激光遥控功能，激光接收电路可以采用多种电路接法，1.激光接收电路由一只光敏元件和一只电阻组成，光敏元件的一端与电阻的一端连接在一起，该连接点直接或通过电容连接到处理执行电路中，光敏元件的另一端接电源中的低压直流电源的正极，电阻的另一端接地；2.激光接收电路由一只光敏元件和一只电阻组成，光敏元件的一端与电阻的一端连接在一起，该连接点直接或通过电容连接到处理执行电路，电阻的另一端接电源中的低压直流电源的正极，光敏元件的另一端接地；3.激光接收电路由一只光敏元件(第一只光敏元件)和另一只光敏原件(第二只光敏元件)组成，第一只光敏元件的一端与第二只光敏元件的一端连接在一起，该连接点直接或通过电容连接到处理执行电路中，第一只光敏元件的另一端接电源中的低压直流电源的正极，第二只光敏元件另一端接地；4.激光接收电路由光敏元件、第一个电阻、三极管、第二个电阻组成，光敏元件的一端、 第一个电阻的一端与三极管的基极连接在一起，光敏元件的另一端接电源的低压直流电源的正极，第一个电阻的另一端接地，三极管的发射极接地，集电极、第二个电阻的一端连接在一起，该连接点直接或通过电容连接到处理执行电路中，第二个电阻的另一端连接电源的低压直流电源的正极；5.激光接收电路由光敏元件、第一个电阻、三极管、第二个电阻组成，光敏元件的一端、第一个电阻的一端与三极管的基极连接在一起，第一个电阻的另一端接电源的低压直流电源的正极，光敏元件的另一端接地，三极管的发射极接地，集电极、 第二个电阻的一端连接在一起，该连接点直接或通过电容连接到处理执行电路中，第二个电阻的另一端连接电源的低压直流电源的正极；6.激光接收电路由第一只光敏元件、第二只光敏元件、三极管、电阻组成，第一只光敏元件的一端、第二只光敏元件的一端与三极管的基极连接在一起，第一只光敏元件的另一端接电源的低压直流电源的正极，第二只光敏元件的另一端接地，三极管的发射极接地，集电极、电阻的一端连接在一起，该连接点直接或通过电容连接到处理执行电路中，电阻的另一端连接电源的低压直流电源的正极；7.激光接收电路由光敏元件、第一个电阻、场效应管、第二个电阻组成，光敏元件的一端、第一个电阻的一端与场效应管的栅极连接在一起，光敏元件的另一端接电源的低压直流电源的正极，第一个电阻的另一端接地，场效应管的源极接地，漏极与第二个电阻的一端连接，该连接点直接或通过电容连接到处理执行电路中，第二个电阻的另一端连接电源的低压直流电源的正极；8.激光接收电路由光敏元件、第一个电阻、场效应管、第二个电阻组成，光敏元件的一端、第一个电阻的一端与场效应管的栅极连接在一起，第一个电阻的另一端接电源的低压直流电源的正极，光敏元件的另一端接地，场效应管的源极接地，漏极与第二个电阻的一端连接，该连接点直接或通过电容连接到处理执行电路中，第二个电阻的另一端连接电源的低压直流电源的正极；9.激光接收电路由第一个光敏元件、第二个光敏元件、场效应管、电阻组成，第一个光敏元件的一端、第二个光敏元件的一端与场效应管的栅极连接在一起，第一个光敏元件的另一端接电源的低压直流电源的正极，第二个光敏元件的另一端接地，场效应管的源极接地，漏极与电阻的一端连接，该连接点直接或通过电容连接到处理执行电路中，电阻的另一端连接电源的低压直流电源的正极。 本实用新型采用的技术方案将在具体实施方案中配合附图作详细说明。以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型原理方框图。图中1.激光源，2.光敏接收电路，3.处理执行电路。图2是本实用新型的光敏接收电路第一种接法电路原理图。图中2.激光接收电路，3.处理执行电路，4.电源，5.负载。图3是本实用新型的光敏接收电路第二种接法电路原理图。图中2.激光接收电路，3.处理执行电路，4.电源，5.负载。图4是本实用新型的光敏接收电路第三种接法电路原理图。图中2.激光接收电路，3.处理执行电路，4.电源，5.负载。图5是本实用新型的光敏接收电路第四种接法电路原理图。图中2.激光接收电路，3.处理执行电路，4.电源，5.负载。图6是本实用新型的光敏接收电路第五种接法电路原理图。图中2.激光接收电路，3.处理执行电路，4.电源，5.负载。图7是本实用新型的光敏接收电路第六种接法电路原理图。图中2.激光接收电路，3.处理执行电路，4.电源，5.负载。图8是本实用新型的光敏接收电路第七种接法电路原理图。图中2.激光接收电路，3.处理执行电路，4.电源，5.负载。图9是本实用新型的光敏接收电路第八种接法电路原理图。图中2.激光接收电路，3.处理执行电路，4.电源，5.负载。图10是本实用新型的光敏接收电路第九种接法电路原理图。图中2.激光接收电路，3.处理执行电路，4.电源，5.负载。
具体实施方式
在图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10中，我们以实施一种激光遥
控开关系统为例对本实用新型进一步说明图1是本实用新型的原理方框图，在图1中，激光源1为激光发射装置，激光可以是各种颜色的激光，可以是被调制的激光束，也可以是无调制的激光束，只要是激光，达到一定强度的就行，甚至小朋友耍的激光也能用；激光接收电路2由光敏元件配合电阻或配合三极管、场效应管完成，光敏原件可以是光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管；处理执行电路3由单稳态电路、双稳态电路、可控硅或继电器组成。由激光接收电路2产生的脉冲信号接入处理执行电路3，使处理执行电路3中的触发器翻转，实现遥控的目的。图2是本实用新型的光敏接收电路第一种接法电路原理图，在图2中，电源4 (虚线内的部分，包含多个元件)高压部分由交流电源220V供电，低压直流电源由电容Cl降压、 VD整流、VS稳压、C2滤波、C3高频滤波后产生，低压直流电源负极接地，供给激光接收电路 2、处理执行电路3使用；激光接收电路2(虚线包围部分)由一只光敏元件LDRl和一只电阻 R2组成，LDRl的一端与R2的一端连接在一起，该连接点直接或通过电容(图中未画出)连接到处理执行电路3，LDR1的另一端接电源4中的低压直流电源的正极，R2的另一端接地，在图中LDRl与R2的连接点与⑶4013的时钟输入端3脚连接相连，可以直接相连，也可以通过一个电容相连，都能实现脉冲触发的目的，处理执行电路3(虚线内的部分)由一片⑶4013 数字集成电路及附属元件R3、C4组成，也可以使用⑶4017、NE555、分立元件组成单稳态电路、双稳态电路处理由激光接受电路传来的脉冲信号，这些电路早已是很成熟的电路，在此不再分别详细叙述；负载5 (虚线内部分)的代号为EL，可以是灯、发热元件等阻性负载，也可以是电动机等感性负载。其工作原理是，在普通光的照射下，光敏元件LDRl呈高阻状态， 与R2分压后使CD4013的3脚处于低电位，触发器不被触发，保持原来的状态(假设原来负载处于关闭状态)，在激光瞬间的照射下，光敏原件LDRl瞬间呈低阻状态，CD4013获得一个正脉冲，⑶4013电路翻转，13脚输出高电位触发可控硅VT1，负载5工作，当下一次照射时， CD4013电路再次发转，13脚输出低电平，负载5停止工作。图3是本实用新型的光敏接收电路第二种接法电路原理图。在图3中，与图2的区别是，在激光接收电路2中，光敏元件LDRl与电阻R2的位置交换了，LDRl的一端与R2的一端连接在一起，该连接点直接或通过电容(未画出)连接到处理执行电路(3)，R2的另一端接电源4中的低压直流电源的正极，LDRl的另一端点接地，在图3中，R2与LDRl的连接点同时与⑶4013的时钟输入端3脚连接，在普通光的环境中，光敏元件LDR呈高阻状态，与电阻R2的连接点处的分压为较高电平，但环境光的变化是很缓慢的，在CD4013的时钟输入端不能形成有效的触发脉冲，CD4013不被触发，状态不变，当LDRl被激光瞬间照射时，其电阻突然变小，在⑶4013的时钟输入端3脚形成一个负脉冲，其上升沿触发⑶4013，使其触发器翻转，实现遥控的目的。图4是本实用新型的光敏接收电路第三种接法电路原理图，在图4中，激光接收电路2与图2、图3接法不一样，采用了两只光敏元件LDRl、LDR2串联，即LDRl的一端与 LDR2的一端连接在一起，该连接点直接或通过电容连接到处理执行电路3，LDRl的另一端接电源4中的低压直流电源的正极，LDR2的另一端接地，其余电路与图2、图3 —样，当 LDR1、LDR2任意一个光敏元件被激光瞬间照射，不管是正脉冲或负脉冲，其上升沿都可以触发⑶4013，实现遥控的目的。图5是本实用新型的光敏接收电路第四种接法电路原理图，在图5中，激光接收电路2由光敏元件LDR1、电阻R2、三极管VT1、电阻R4组成，LDRl的一端、R2的一端与三极管的基极b连接在一起，LDRl的另一端接电源4的低压直流电源的正极，R2的另一端接地，三极管的发射极e接地，集电极c、R4的一端连接在一起，该连接点直接或通过电容连接到处理执行电路3中，在图中具体电路就是与⑶4013的3脚连接在一起，R4的另一端连接电源 4的低压直流电源的正极，在普通光照射下，三极管VTl的基极b为低电位，集电极c为较高电位，处理执行电路3的状态不变，当光敏元件LDRl受到激光束的瞬间照射，三极管VTl的基极b为高电位，集电极c为较低电位，当激光停止照射，三极管VTl的基极b为低电位，集电极c为较高电位，形成了一个负脉冲(相对于原来的三极管VTl的c极电位)，其上升沿触发⑶4013，实现遥控的目的。图6是本实用新型的光敏接收电路第五种接法电路原理图，在图6中，激光接收电路2由光敏元件LDR1、电阻R2、三极管VT1、电阻R4组成，与图5的区别在于，光敏元件LDRl 与电阻R2的位置刚好交换，光敏元件LDRl的一端、电阻R2的一端与三极管VTl的基极b 连接在一起，R2的另一端接电源4的低压直流电源的正极，LDRl的另一端接地，三极管VTl的发射极e接地，集电极c与R4的一端连接在一起，该连接点直接或通过电容连接到处理执行电路(3)中，R4的另一端连接电源4的低压直流电源的正极，在图中具体电路就是与 ⑶4013的3脚连接在一起，在普通光照射下，三极管VTl的基极b为高电位，集电极c为低电位，处理执行电路3的状态不变，当光敏元件LDRl受到激光束的瞬间照射，三极管VTl的基极b为低电位，集电极c突变为高电位，该脉冲的上升沿触发CD4013，实现遥控的目的。图7是本实用新型的光敏接收电路第六种接法电路原理图，在图7中，激光接收电路2由光敏元件LDRl、光敏元件LDR2、三极管VTl、电阻R4组成，LDRl的一端、LDR2的一端与三极管VTl的基极b连接在一起，LDRl的另一端接电源4的低压直流电源的正极，LDR2 的另一端接地，三极管的发射极e接地，集电极c、R4的一端连接在一起，该连接点直接或通过电容连接到处理执行电路(3)中，在图中具体电路就是与⑶4013的3脚连接在一起，R4 的另一端连接电源4的低压直流电源的正极，在普通光照射下，三极管VTl的基极b电位基本不变，无法形成触发脉冲，当光敏元件LDRl或LDR2任一个受到激光束的瞬间照射，三极管VTl的基极b电位突变，在集电极c产生一个触发脉冲，该脉冲的上升沿触发CD4013，实现遥控的目的。图8是本实用新型的光敏接收电路第七种接法电路原理图，在图8中，激光接收电路2由光敏元件LDR1、电阻R2、场效应管Tl、电阻R4组成，LDRl的一端、R2的一端与场效应管Tl的栅极G连接在一起，LDRl的另一端接电源4的低压直流电源的正极，R2的另一端接地，场效应管Tl的源极S接地，漏极D与R4的一端连接，该连接点直接或通过电容连接到处理执行电路(3)中，在图中具体电路就是与CD4013的3脚连接在一起，R4的另一端连接电源4的低压直流电源的正极，在普通光照射下，场效应管Tl的栅极为低电位，无法形成触发脉冲，当光敏元件LDRl受到激光束的瞬间照射，场效应管Tl的栅极电位突变，在漏极产生一个触发脉冲，该脉冲的上升沿触发⑶4013，实现遥控的目的。图9是本实用新型的光敏接收电路第八种接法电路原理图，在图9中，激光接收电路2由LDR1、R2、场效应管Tl、电阻R4组成，LDRl的一端、R2的一端与场效应管Tl的栅极 G连接在一起，R2的另一端接电源4的低压直流电源的正极，LDRl的另一端接地，场效应管 Tl的源极S接地，漏极D与R4的一端连接，该连接点直接或通过电容连接到处理执行电路 (3)中，在图中具体就是与⑶4013的3脚连接在一起，R4的另一端连接电源4的低压直流电源的正极，在普通光照射下，场效应管Tl的栅极为较高电位，无法形成触发脉冲，当光敏元件LDRl受到激光束的瞬间照射，场效应管Tl的栅极电位突变，在漏极产生一个触发脉冲，该脉冲的上升沿触发⑶4013，实现遥控的目的。图10是本实用新型的光敏接收电路第九种接法电路原理图，在图10中，激光接收电路2由光敏元件LDRl、光敏元件LDR2、场效应管Tl、电阻R4组成，LDRl的一端、LDR2的一端与场效应管Tl的栅极G连接在一起，LDRl的另一端接电源4的低压直流电源的正极， LDR2的另一端接地，场效应管Tl的源极S接地，漏极D与R4的一端连接，该连接点直接或通过电容连接到处理执行电路(3)中，在图中具体就是与⑶4013的3脚连接在一起，R4的另一端连接电源4的低压直流电源的正极，在普通光照射下，场效应管Tl的栅极电位基本不变，无法形成触发脉冲，当光敏元件LDRl或LDR2任一个受到激光束的瞬间照射，场效应管Tl的栅极电位突变，在漏极产生一个触发脉冲，该脉冲的上升沿触发CD4013，实现遥控的目的。[0039] 采用了本实用新型的方案，使遥控开关的发射电路简单，成本低廉，接收电路简洁，故障率低，成本低廉。
权利要求1.一种激光遥控开关系统，由激光源(1)、激光接收电路(2)、处理执行电路(3)、电源 (4)、负载(5)组成，其特征是激光源(1)发出的为连续激光束或脉冲激光束，激光遥控开关系统的激光源(1)与激光接收电路(2)之间通过激光源(1)发出的激光照射激光接收电路(2)中的光敏元件建立控制通路。
2.如权利要求1所述的一种激光遥控开关系统，其特征是激光接收电路(2)由一只光敏元件LDRl和一只电阻R2组成，光敏元件LDRl的一端与电阻R2的一端连接在一起，该连接点直接或通过电容连接到处理执行电路(3)中，光敏元件LDRl的另一端接电源(4)中的低压直流电源的正极，电阻R2的另一端接地。
3.如权利要求1所述的一种激光遥控开关系统，其特征是激光接收电路(2)由一只光敏元件LDRl和一只电阻R2组成，光敏元件LDRl的一端与电阻R2的一端连接在一起，该连接点直接或通过电容连接到处理执行电路(3)中，电阻R2的另一端接电源(4)中的低压直流电源的正极，光敏元件LDRl的另一端接地。
4.如权利要求1所述的一种激光遥控开关系统，其特征是激光接收电路(2)由一只光敏元件LDRl和另一只光敏元件LDR2组成，光敏元件LDRl的一端与光敏元件LDR2的一端连接在一起，该连接点直接或通过电容连接到处理执行电路(3)中，光敏元件LDRl的另一端接电源(4)中的低压直流电源的正极，光敏元件LDR2的另一端接地。
5.如权利要求1所述的一种激光遥控开关系统，其特征是激光接收电路(2)由光敏元件LDR1、电阻R2、三极管VT1、电阻R4组成，光敏元件LDRl的一端、电阻R2的一端与三极管 VTl的基极b连接在一起，光敏元件LDRl的另一端接电源(4)的低压直流电源的正极，电阻 R2的另一端接地，三极管的发射极e接地，集电极C、电阻R4的一端连接在一起，该连接点直接或通过电容连接到处理执行电路(3)中，电阻R4的另一端连接电源(4)的低压直流电源的正极。
6.如权利要求1所述的一种激光遥控开关系统，其特征是激光接收电路(2)由光敏元件LDR1、电阻R2、三极管VT1、电阻R4组成，光敏元件LDRl的一端、电阻R2的一端与三极管VTl的基极b连接在一起，电阻R2的另一端接电源(4)的低压直流电源的正极，光敏元件LDRl的另一端接地，三极管VTl的发射极e接地，集电极C、电阻R4的一端连接在一起， 该连接点直接或通过电容连接到处理执行电路(3)中，电阻R4的另一端连接电源(4)的低压直流电源的正极。
7.如权利要求1所述的一种激光遥控开关系统，其特征是激光接收电路(2)由光敏元件LDRl、光敏元件LDR2、三极管VTl、电阻R4组成，光敏元件LDRl的一端、光敏元件LDR2 的一端与三极管VTl的基极b连接在一起，光敏元件LDRl的另一端接电源(4)的低压直流电源的正极，光敏元件LDR2的另一端接地，三极管VTl的发射极e接地，集电极C、电阻R4 的一端连接在一起，该连接点直接或通过电容连接到处理执行电路(3)中，电阻R4的另一端连接电源(4)的低压直流电源的正极。
8.如权利要求1所述的一种激光遥控开关系统，其特征是激光接收电路(2)由光敏元件LDR1、电阻R2、场效应管Tl、电阻R4组成，光敏元件LDRl的一端、电阻R2的一端与场效应管Tl的栅极G连接在一起，光敏元件LDRl的另一端接电源(4)的低压直流电源的正极， 电阻R2的另一端接地，场效应管Tl的源极S接地，漏极D与电阻R4的一端连接，该连接点直接或通过电容连接到处理执行电路(3)中，电阻R4的另一端连接电源(4)的低压直流电源的正极。
9.如权利要求1所述的一种激光遥控开关系统，其特征是激光接收电路(2)由光敏元件LDR1、电阻R2、场效应管Tl、电阻R4组成，光敏元件LDRl的一端、电阻R2的一端与场效应管Tl的栅极G连接在一起，电阻R2的另一端接电源(4)的低压直流电源的正极，光敏元件LDRl的另一端接地，场效应管Tl的源极S接地，漏极D与电阻R4的一端连接，该连接点直接或通过电容连接到处理执行电路(3)中，电阻R4的另一端连接电源(4)的低压直流电源的正极。
10.1如权利要求1所述的一种激光遥控开关系统，其特征是激光接收电路(2)由光敏元件LDR1、光敏元件LDR2、场效应管Tl、电阻R4组成，光敏元件LDRl的一端、光敏元件 LDR2的一端与场效应管Tl的栅极G连接在一起，光敏元件LDRl的另一端接电源(4)的低压直流电源的正极，光敏元件LDR2的另一端接地，场效应管Tl的源极S接地，漏极D与电阻R4的一端连接，该连接点直接或通过电容连接到处理执行电路(3)中，电阻R4的另一端连接电源(4)的低压直流电源的正极。
专利摘要一种激光遥控开关系统，由激光源、激光接收电路、处理执行电路、电源、负载组成，激光接收电路由光敏元件、电阻、三极管或场效应管通过组合而成，利用激光源瞬间照射光敏元件产生触发脉冲去触发单稳态电路、双稳态电路，使触发器翻转，实现遥控的功能。由于本实用新型的发射电路可以使用调制激光脉冲信号，也可以不使用调制激光，接收电路可以无解调电路和无信号放大电路部分，使系统发射电路、接收电路简洁、故障率低、成本低廉，抗干扰性强，可应用于多个领域作为遥控开关。
文档编号H03K17/94GK202334477SQ20112033042
公开日2012年7月11日 申请日期2011年9月6日 优先权日2011年9月6日
发明者任永斌 申请人:任永斌