开关电路、智慧公厕指示灯及其系统的制作方法

[0001]
本申请涉及智慧公厕相关领域，具体涉及一种开关电路、智慧公厕指示灯及其系统。


背景技术：

[0002]
目前市场的led灯组较通用的开关控制方式为简单的线路接通和断开，接通则led点亮，断开则led熄灭。而随着自动控制系统和物联网行业的发展，通过信号控制led开关的需求日益增多，不再是单一的接通和断开线路，而需要通过采集整个电路系统中其他设备的信号，或者主机系统发出某种信号，根据信号类型控制led亮或灭。控制电路加上信号采集系统，便可以实现自动控制led开关的功能。特别是在智慧公厕的整体系统中，需要通过灯光指示蹲位是否有人在，一般用红色led灯光代指有人，绿色led灯光代指无人。因此，目前须要一种基于控制信号自动控制双色灯光切换的开关电路。


技术实现要素：

[0003]
为解决上述问题，本申请提供一种开关电路、智慧公厕指示灯及其系统。
[0004]
基于本申请的第一方面，本申请提供的开关电路，包括：
[0005]
包括：控制信号输入端第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、三极管、场效应管、电容；其中，所述场效应管包括：g1端、g2 端、s1端s2端、d1端和d2端；
[0006]
所述控制信号输入端通过所述第五电阻连接所述三极管的基极；
[0007]
所述控制信号输入端通过所述第四电阻连接所述三极管的发射极；
[0008]
所述控制信号输入端通过所述第三电阻连接所述场效应管的g2端；
[0009]
所述三极管的集电极通过所述第二电阻连接所述场效应管g1端；
[0010]
所述三极管的集电极还通过所述第一电阻连接所述场效应管d1端；
[0011]
所述三极管的发射极还连接所述12v电压；
[0012]
所述。所述场效应管包括：s1端和s2端接地；
[0013]
所述三极管的发射极还通过所述电容接地。
[0014]
可选的，所述场效应管的型号为cem6428。
[0015]
可选的，所述开关电路采用双面板方案集成在电路板上。
[0016]
可选的，所述开关电路中的电子器件封装在所述电路板的一侧。
[0017]
基于本申请的第二方面，本申请提供的智慧公厕指示灯，包括如本申请第一方面所述的开关电路、两个指示灯；所述场效应管的d1端的连接一个指示灯；所述场效应管的d2端的连接另一个指示灯。
[0018]
可选的，所述两个指示灯为红色指示灯和绿色指示灯。
[0019]
基于本申请第三方面，本申请提供的智慧公厕指示灯系统，包括：检测装置和如本申请第二方面所述的智慧公厕指示灯；
[0020]
所述检测装置设置在所述公厕的内部，用于检测所述公厕的内部是否有人，当检
测结果为是时，向所述智慧公厕指示灯发送控制信号。
[0021]
可选的，所述检测装置为红外检测装置。
[0022]
可选的，所述红外检测装置设置在所述公厕内部朝向所述公厕内部马桶的位置进行检测；
[0023]
所述智慧公厕指示灯设置在所述公厕的外部。
[0024]
可选的，所述两个指示灯采用不同的灯壳进行封装；
[0025]
所述灯壳中一个灯壳上写有汉字“有人”，另一个灯壳上写有汉字“无人”。
[0026]
本申请的开关电路中实现开关控制的流程包含三部分：信号采集、信号识别、开关控制。利用常用电阻、电容、三极管，通过限流、降压等操作组成信号采集电路，利用三极管和n沟道增强型场效应管(n-mosfet)，实现信号识别和开关控制。具体的，信号采集为：第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4、第五电阻r5和电容c1组成了信号采集电路。基本原理是三极管q1的开关功能和场效应管u1的开关功能。控制信号由第五电阻r5和第四电阻r4中间的控制信号输入端输入，第一条通路是控制信号通过第五电阻 r5限流后将信号传送到三极管q1的基极；第二条通路是三极管q1通过第二电阻r2限流后将+12v信号传送到场效应管u1的g1端。第三条通路是控制信号通过第三电阻r3限流后将信号传送到场效应管u1的g2。c1是滤波电容，滤除输入的+12v电路纹波。进一步的，信号识别包括：三极管q1的基极和场效应管u1的门极组成了信号识别电路。电路方案主要在三极管q1的基极、场效应管u1的g1端和g2端处进行信号识别，可以识别高电平和低电平，其中高电平是+12v，低电平是+0v。进一步的，开关控制包括：三极管q1的发射极和集电极、场效应管u1的漏极和源极分别组成了开关电路。电路方案的开关控制主要在两处，一处是三极管q1处，另一处是场效应管 u1处。当控制信号为低电平(+0v)时，三极管q1的发射节和集电节导通，场效应管u1的门极g1处则为高电平，门极g1和源极s1间电压vgs＝+11.3v，此时场效应管u1的漏极d1和源极s1导通，d1端外接的灯被点亮，而门极 g2恰好相反，绿色led熄灭。当控制信号(signal1)为高电平(+12v)时，三极管q1的发射节和集电节截止，场效应管的门极g1处则为低电平，门极 g1和源极s1间电压vgs＝0v，此时场效应管u1的漏极d1和源极d1截止， d1端外接的灯熄灭，而门极g2恰好相反，d2端外接的灯被点亮，如此本申请提供的开关电路实现基于控制信号控制两个灯的开闭状态的效果。
[0027]
进一步的，本申请提供的开关电路开关速度有很大改善。电路构成简单，所采用的元器件均为常用器件，所以电路板的设计体积较小且生产便捷。场效应管压降低，能够最大限度不影响供电电压的情况下开关led。加入双向 tvs二极管，能够最大限度防止场效应管生产测试和安装过程中的静电击穿，从而提高电路可靠性。
[0028]
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
[0029]
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
[0030]
图1为本申请实施例一提供的开关电路的电路图；
[0031]
图2为本申请实施例二提供的智慧公厕指示灯的结构示意图；
[0032]
图3为本申请实施例二提供的智慧公厕指示灯系统的结构示意图。
[0033]
附图标记：
[0034]
1-开关电路、2-指示灯、3-检测装置。
具体实施方式
[0035]
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置的例子。
[0036]
首先对本发明实施例的应用场景进行说明，目前市场的led灯组较通用的开关控制方式为简单的线路接通和断开，接通则led点亮，断开则led 熄灭。而随着自动控制系统和物联网行业的发展，通过信号控制led开关的需求日益增多，不再是单一的接通和断开线路，而需要通过采集整个电路系统中其他设备的信号，或者主机系统发出某种信号，根据信号类型控制led 亮或灭。控制电路加上信号采集系统，便可以实现自动控制led开关的功能。特别是在智慧公厕的整体系统中，需要通过灯光指示蹲位是否有人在，一般用红色led灯光代指有人，绿色led灯光代指无人。因此，本申请要实现的是提供一种基于控制信号自动控制双色灯光切换的开关电路。
[0037]
实施例一
[0038]
请参阅图1，图1为本申请实施例一提供的开关电路的电路图。如图1所示，本实施的提供的开关电路，包括：
[0039]
控制信号输入端、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、三极管、场效应管、电容；其中，所述场效应管包括：g1端、g2端、 s1端s2端、d1端和d2端；
[0040]
所述控制信号输入端通过所述第五电阻连接所述三极管的基极；
[0041]
所述控制信号输入端通过所述第四电阻连接所述三极管的发射极；
[0042]
所述控制信号输入端通过所述第三电阻连接所述场效应管的g2端；
[0043]
所述三极管的集电极通过所述第二电阻连接所述场效应管g1端；
[0044]
所述三极管的集电极还通过所述第一电阻连接所述场效应管d1端；
[0045]
所述三极管的发射极还连接所述12v电压；
[0046]
所述。所述场效应管包括：s1端和s2端接地；
[0047]
所述三极管的发射极还通过所述电容接地。
[0048]
本申请的开关电路中实现开关控制的流程包含三部分：信号采集、信号识别、开关控制。利用常用电阻、电容、三极管，通过限流、降压等操作组成信号采集电路，利用三极管和n沟道增强型场效应管(n-mosfet)，实现信号识别和开关控制。具体的，信号采集为：第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4、第五电阻r5和电容c1组成了信号采集电路。基本原理是三极管q1的开关功能和场效应管u1的开关功能。控制信号由第五电阻r5和第四电阻r4中间的控制信号输入端输入，第一条通路是控制信号通过第五电阻 r5限流后将信号传送到三极管q1的基极；第二条通路是三极管q1通过第二电阻r2限流后将+12v信号传送到场效应管u1的g1端。第三条通路是控制信号通过第三电阻r3限流后将信号传送到场效应管u1的g2。c1是滤波电容，滤除输入的+12v电路纹波。进一步的，信号识别包括：三极管q1的基极和场
效应管u1的门极组成了信号识别电路。电路方案主要在三极管q1的基极、场效应管u1的g1端和g2端处进行信号识别，可以识别高电平和低电平，其中高电平是+12v，低电平是+0v。进一步的，开关控制包括：三极管q1的发射极和集电极、场效应管u1的漏极和源极分别组成了开关电路。电路方案的开关控制主要在两处，一处是三极管q1处，另一处是场效应管 u1处。当控制信号为低电平(+0v)时，三极管q1的发射节和集电节导通，场效应管u1的门极g1处则为高电平，门极g1和源极s1间电压vgs＝+11.3v，此时场效应管u1的漏极d1和源极s1导通，d1端外接的灯被点亮，而门极 g2恰好相反，绿色led熄灭。当控制信号(signal1)为高电平(+12v)时，三极管q1的发射节和集电节截止，场效应管的门极g1处则为低电平，门极 g1和源极s1间电压vgs＝0v，此时场效应管u1的漏极d1和源极d1截止， d1端外接的灯熄灭，而门极g2恰好相反，d2端外接的灯被点亮，如此本申请提供的开关电路实现基于控制信号控制两个灯的开闭状态的效果。
[0049]
具体的，本申请提供的方案中场效应管为n沟道增强型场效应管 (n-mosfet)；本申请中的场效应管可以为型号为cem6428的场效应管。
[0050]
实际应用中，所述开关电路采用双面板方案集成在电路板上。采用电路板设计采用双面板方案，能够最大限度防止电磁干扰。所述开关电路中的电子器件(例如：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、三极管、场效应管、电容等)封装在所述电路板的一侧。背面不放置器件，电路板大小可以仅36.83mm*15.645mm(长*宽)，能够紧贴各类led灯条边框安装。
[0051]
图2为本申请实施例二提供的智慧公厕指示灯的结构示意图；参照图2，本申请提供的智慧公厕指示灯包括：包括如上述实施例提供的开关电路、两个指示灯；所述开关电路中的场效应管的d1端的连接一个指示灯；所述场效应管的d2端的连接另一个指示灯。
[0052]
如此设置开关电路可以根据控制信号的控制两个指示灯的开闭状态。
[0053]
实际应用场景中，一般两个指示灯中一个为红色指示灯和另一个绿色指示灯。红色指示灯连接场效应管的d1端；绿色指示灯连接场效应管的d2端；如此，当控制信号为高电平时，依照开关电路的特性，场效应管的d1端输出高电平，使得红色指示灯发光；场效应管的d1端输出低电平，使得绿色指示灯熄灭。当控制信号为低电平时，依照开关电路的特性，场效应管的d1端输出低电平，使得红色指示灯熄灭；场效应管的d1端输出高电平，使得绿色指示灯发光。其中开关电路的具体运行原理可以参照上文中的相关介绍，再次不再一一赘述。
[0054]
当然为了满足智慧公厕指示灯节能耐用的特点，指示灯可以为led指示灯。具体的，红色指示灯可以是红色led灯条；绿色指示灯可以是绿色led 灯条，两个灯条可以并排在一起，集成有开关电路的电路板可以是采用双面板方案。所述开关电路中的电子器件(例如：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、三极管、场效应管、电容等)封装在所述电路板的一侧。电路板的另一侧紧贴led灯条的边框进行安装。
[0055]
图3为本申请实施例二提供的智慧公厕指示灯系统的结构示意图。参照图3，本申请提供的智慧公厕指示灯系统，包括：检测装置和如上述相关实施例提供的智慧公厕指示灯；
[0056]
所述检测装置设置在所述公厕的内部，用于检测所述公厕的内部是否有人，当检测结果为是时，向所述智慧公厕指示灯发送控制信号；其中所述智慧公厕指示灯设置在所
述厕所的外部。具体的，智慧公厕指示灯可以设置在厕所门上或者距离厕所门把手较近的位置等便于人们发现的位置。
[0057]
实际应用中，所述检测装置可以但不限于为红外检测装置。红外检测装置的输出端连接所述控制信号输入端。
[0058]
当红外检测装置检测到人体后，红会向所述控制信号输入端发送高电平信号，当开关电路接收到高电平信号后，控制两个指示灯中一个指示灯发光，一个指示灯熄灭。具体的，一般两个指示灯为红色指示灯和绿色指示灯。当开关电路接收到高电平信号后，控制红色指示灯发光和绿色指示灯熄灭。外部的人员发现红色指示灯发光之后便了解到厕所内有人。
[0059]
当厕所内没有人时，红外检测装置不会检测到人体，会向所述控制信号输入端发送低电平信号，当开关电路接收到低电平信号后，红色指示灯熄灭，控制绿色指示灯发光。外部的人员发现红色指示灯发光之后便了解到厕所内没人。
[0060]
为了使得检测结果更加的精准，所述红外检测装置可以设置在所述公厕内部朝向所述公厕内部马桶的位置进行检测。在人员使用厕所的过程中，使用者一般会在马桶的位置附近，所以朝向所述公厕内部马桶的位置进行检测，可以更加精确的检测到人体。
[0061]
考虑到人群中存在红绿色盲无法识别颜色的状况，本申请提供的方案中，所述两个指示灯采用不同的灯壳进行封装；所述灯壳中一个灯壳上写有汉字“有人”，另一个灯壳上写有汉字“无人”。具体的，可以在红色指示灯的外壳上写有“有人”，在绿色指示灯的外壳上写有“无人”。如此方便，红绿色盲患者基于两个指示灯的发光状态确定厕所内有没有人。
[0062]
需要说明的是，本申请中对于指示灯颜色的选取是依照人们生活中的习惯进行的，一般情况下，人们看到厕所门口的指示灯为红色时认为厕所无法使用(即：厕所内部有人或者厕所已经损坏)；人们看到厕所门口的指示灯为绿色时认为厕所可以使用(即：厕所内部无人)。
[0063]
可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
[0064]
需要说明的是，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。
[0065]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0066]
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。