專利名稱:可編程多路壁裝控制器的制作方法
本發(fā)明涉及一種安裝在墻壁上的開關(guān)盒，它用于控制多個(gè)家用交流照明電路，特別是其中一個(gè)或多個(gè)電路包括有熒光燈的照明電路系統(tǒng)。
典型的家用配電線路通常有一個(gè)照明開關(guān)配電極，它位于門庭或過道，用于控制門庭及其毗鄰房間的多個(gè)照明電路。有時(shí)還采用調(diào)光器來控制每個(gè)照明電路的供電功率。這些調(diào)光器通常采變阻器等形式，被手動(dòng)置于所需要的亮度。
我們?cè)诹硪粋€(gè)與此有關(guān)的申請(qǐng)中給出用于這種電路的單路可編程調(diào)光器，該申請(qǐng)標(biāo)題是“微計(jì)算機(jī)控制的照明開關(guān)”，申請(qǐng)?zhí)枮?24，015。那個(gè)申請(qǐng)介紹用一對(duì)單刀單擲開關(guān)控制的可編程調(diào)光器。該裝置能控制一個(gè)白熾燈負(fù)載。它不適用于控制熒光燈，因?yàn)闊晒鉄暨€需要一個(gè)控制燈絲的輸入端。而且，普通的調(diào)光器開關(guān)也不能用于熒光燈，因?yàn)闊艚z電路需要鎮(zhèn)流器。
本發(fā)明提出一種安裝在墻壁上的多聯(lián)照明電路控制器，該控制器可以按照程序控制多個(gè)照明電路，其中一些照明電路可以包括熒光燈。
在最佳實(shí)施例中可以控制4個(gè)照明電路，這4個(gè)照明電路可以有4種予定的亮度?？梢允褂脤W(xué)習(xí)方式把這些予定值存放在存儲(chǔ)器中，也可以從存儲(chǔ)器中消除掉。按下控制器面板上的“學(xué)習(xí)”按鈕就可以啟動(dòng)學(xué)習(xí)方式。除了予置，這4個(gè)單獨(dú)的電路可以由調(diào)光器開關(guān)控制，該開關(guān)由一對(duì)非鎖定按鈕組成。一個(gè)開關(guān)稱為開關(guān)“上”，另一個(gè)稱為開關(guān)“下”。按開關(guān)“上”增加亮度，而按開關(guān)“下”則降低亮度。
控制器包括一個(gè)微處理器和一個(gè)可控制可編程只讀存儲(chǔ)器。面板上的每一個(gè)開關(guān)為微處理器提供一個(gè)輸入。該微處理器按照程序檢測每個(gè)開關(guān)觸點(diǎn)的閉合，并提供該開關(guān)閉合所要求的功能。有4個(gè)負(fù)載線輸出端，這些輸出端通?？梢赃B接4路白熾燈照明電路。然而，如果需要的話，其中的一個(gè)電路(通道4)可以連接通道1、2或3上的一個(gè)或多個(gè)熒光燈照明設(shè)備的燈絲電路。在編制微處理器的程序的時(shí)候，可以指定按下面板上某個(gè)予先指定的開關(guān)時(shí)，就指定通道4為燈絲電路。在這種電路接法中，第4通道按照熒光燈是否接通為一個(gè)或多個(gè)熒光燈提供燈絲電路的供電，取決于這些熒光燈是否接通。這樣，該通道不再用作調(diào)光器，而只為那些已經(jīng)啟動(dòng)的熒光燈照明電路供電。
本發(fā)明的基本目的是提供一個(gè)多聯(lián)壁裝可編程發(fā)明電路控制器，該控制器能按照是使用白熾燈或熒光燈而采用不同的電路接法。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一個(gè)多通道可編程調(diào)光器，在這種調(diào)光器中，各種不同組合的照明亮度可以存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，而按下面板上的某個(gè)開關(guān)就可以隨時(shí)從存儲(chǔ)器中調(diào)出。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一個(gè)由微處理器控制的多通道照明電路控制器，該微處理器對(duì)許多非鎖定單刀單擲開關(guān)觸點(diǎn)的閉合產(chǎn)生響應(yīng)來啟動(dòng)各種控制功能。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)敘述，這會(huì)使得本發(fā)明的目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)更易于不解，這些目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)中有的已經(jīng)在前面提及，有的還尚未提到。
圖1為多通道功能控制器的方框原理圖，圖中給出控制器面板的安排。
圖2為圖1所示功能控制器的方框原理圖。
圖3為圖2中的微處理器的程序流程圖，而圖2給出的是用于白熾燈和熒光燈照明電路的接法。
多通道照明電路控制器10包括面板12，該面板與電源線9，中性線11以及地線13組成的家用電路相連?？刂破靼惭b在面板后面，在輸出線14，16，18和20上有4路輸出。虛線所示為輸出線18a和20a的另一種接法。線路14驅(qū)動(dòng)白熾燈負(fù)載22，線路16驅(qū)動(dòng)白熾燈負(fù)載24，而線路18和20則驅(qū)動(dòng)熒光燈負(fù)載26。在另一種接法中，線路18和20可以分別驅(qū)動(dòng)另外兩個(gè)白熾燈負(fù)載，即方框28中的白熾燈負(fù)載3和方框30中的白熾燈負(fù)載4。在另外一種接法(圖中未給出)中，方框22和24中的負(fù)載都可以是熒光燈負(fù)載，而線路20應(yīng)該并聯(lián)地接到兩個(gè)熒光燈的燈絲電路。這就是說，控制器10連接著多少熒光燈，通道4就可以帶動(dòng)多少個(gè)燈絲電路。圖中給出4個(gè)電路只是為了說明，當(dāng)然，它可以控制更多的外部電路，電路的數(shù)目取決于所采用的微處理器。
面板12包括4個(gè)予置開關(guān)，其標(biāo)號(hào)分別為A，B，C和D。還有一個(gè)開關(guān)“斷”和一個(gè)開關(guān)“學(xué)習(xí)”。所有這些開關(guān)都是單刀單擲非鎖定按鈕開關(guān)。按下某個(gè)開關(guān)就將一個(gè)局部電源提供的電壓接地，從而向微處理器提供一個(gè)邏輯“0”輸入。微處理器讀入邏輯0就知道了該開關(guān)已被按下。這些開關(guān)還可以有其它的接法，唯一重要的是每個(gè)開關(guān)都有一個(gè)工作位置和一個(gè)非工作位置，以便向微處理器提供邏輯信號(hào)。每個(gè)通道包括一對(duì)“上”開關(guān)和“下”開關(guān)，如面板12上標(biāo)號(hào)為1，2，3和4的開關(guān)。通道1包括上開關(guān)34A和下開關(guān)34B;通道2包括上開關(guān)36A和下開關(guān)36B;通道3包括上開關(guān)38A和下開關(guān)38B;通道4包括上開關(guān)40A和下開關(guān)40B。
參閱圖2，控制器10包括微處理器42和電可擦型可編程只讀存儲(chǔ)器(EEPROM)44。輸出線14，16，18和20中包括緩沖放大器46，48，50和52。面板12通過一系列總線與微處理器42相連。通道1-4的上、下開關(guān)經(jīng)過總線54與微處理器42的8個(gè)輸入端相連。予置線經(jīng)過總線56與微處理器42的4個(gè)輸入端相連。開關(guān)“斷”接到線58上，開關(guān)“學(xué)習(xí)”接到線60上。振蕩器62為微處理器42提供內(nèi)部定時(shí)。
微處理器42為負(fù)載電路22，24和26中的閘流晶體管(圖中未畫出)提供開啟命令。該電路的工作方式是眾所周知的，而且在前面提到的登記號(hào)為724，015的那個(gè)與本發(fā)明有關(guān)的申請(qǐng)中有更詳細(xì)的敘述。為了使前面提到的那些負(fù)載的開啟命令同步，設(shè)置了一個(gè)電源和過零檢測器64。電源電壓和中性線連接到負(fù)載22，24和26，來自微處理器42的開啟命令使半導(dǎo)體開關(guān)元件導(dǎo)通，從而按照所需要的亮度使電源的交變電流波形的每個(gè)半周的一部分加在負(fù)載上。如果通道4接成照絲電路，那么，只要通道3的負(fù)載是接通的，則通道4的半導(dǎo)體開關(guān)元件就保持導(dǎo)通狀態(tài)，而不管亮度設(shè)置的情況如何。這是因?yàn)闊艚z電路所需要的功率是不變的。
參閱圖3，控制器接通電源后，數(shù)據(jù)從EEPROM44讀入。如果面板12上的按鈕“斷”和其它按鈕被按下，則微處理器42被置于某個(gè)特定的工作方式，從而使它重新規(guī)定外部通道用于熒光燈，或者規(guī)定通道4為非調(diào)光通道。非調(diào)光通道或者處于完全斷開，或者處于完全接通，而只要接通就處于滿功率工作。這種非調(diào)光通道用于電影放映機(jī)或幻燈機(jī)，以及電視機(jī)之類的設(shè)備。因此，如果在控制器接通電源后按下按鈕“斷”，而且按下予置按鈕D，則微處理器42執(zhí)行鍵盤診斷來確定面板12的工作是否完全正常。熟悉編制微處理器程序的人很清楚這種檢驗(yàn)程序的細(xì)節(jié)。如果在按下按鈕“斷”的情況下再按下予置按鈕A，則全部4個(gè)通道都重新設(shè)置為白熾燈調(diào)光器。如果這種狀態(tài)與原來的狀態(tài)不一樣，則將這個(gè)信息存儲(chǔ)在EEPROM內(nèi)。如果沒有按下予置按鈕A或D，而是通道1、2或3的上按鈕34A，36A或38A被按下，則這些通道就被指定用于熒光燈照明電路，而通道4則指定用于燈絲。此時(shí)，通道4將不用作調(diào)光器，而只是全通或全斷，這取決于所連接的熒光燈照明電路是否接通。如果要把通道1、2或3中的某一個(gè)通道改為白熾燈電路(若該通道此前為熒光燈電路)，側(cè)按下通道1、2或3中相應(yīng)的下按鈕，即按鈕34B，36B和38B。如果通道1，2和3都是白熾燈電路，側(cè)通道4自動(dòng)地指定為白熾燈通道。如果沒有指定熒光燈照明電路，而且按下通道4的上按鈕40A，則通道4指定為非調(diào)光照明電路。如果按下通道4的下按鈕40B，則通道4被指定為白熾燈電路。此后，這些規(guī)定以微處理器42產(chǎn)生的數(shù)字碼的形式寫入EEPROM，并作為微處理器42工作程序的一部分保留到下一次改變時(shí)為止。程序編制完成之后，微處理器自動(dòng)地設(shè)置電源開此特，并啟動(dòng)定時(shí)器使定時(shí)中斷程序開始運(yùn)行。此后，微處理器42等待定時(shí)中斷。
定時(shí)中斷程序是按照予定的相位角啟動(dòng)4個(gè)通道的每個(gè)半導(dǎo)體開關(guān)元件的常規(guī)程序。在60赫交流電源的每半個(gè)周期內(nèi)，該程序可運(yùn)行140次。這種程序的結(jié)構(gòu)方式是眾所周知的，可以在前面提到的那個(gè)登記號(hào)為724，015的有關(guān)申請(qǐng)中找到。
實(shí)際工作的時(shí)候，使用面板12上通道1，2，3和4的“上”、“下”開關(guān)按照不同的照明要求來調(diào)正亮度，從而為控制器10編制程序。調(diào)正好所需要的亮度之后，按下適當(dāng)?shù)挠柚免o和學(xué)習(xí)鈕就可以把這些亮度數(shù)據(jù)存在存儲(chǔ)器內(nèi)。EEPROM最多可以存儲(chǔ)4個(gè)不同的予置值。要從存儲(chǔ)器調(diào)出予定的亮度數(shù)據(jù)，只要壓下A，B，C或D中某一個(gè)予置鈕即可。無論什么時(shí)候要調(diào)正4個(gè)通道中任何通道的亮度，只要按下通道1-4的上開關(guān)或下開關(guān)即可。單獨(dú)按下開關(guān)“斷”會(huì)使得全部亮度降為零。
作為內(nèi)部程序的一部分，微處理器周期性地詢問面板12以確定各按鈕的位置。如果通道1-4的上開關(guān)或下開關(guān)中任何開關(guān)被按下，則微處理器將改變向該通道提供的功率。這就是說，面板每被詢問一次，微處理器就按照哪些按鈕被按下來漸進(jìn)地增加或減少某個(gè)通道的功率。如果詢問面板時(shí)學(xué)習(xí)開關(guān)被按下，則當(dāng)時(shí)的功率值就被存放在存儲(chǔ)器內(nèi)。因此，每當(dāng)按下A，B，C和D中某一個(gè)按鈕時(shí)，微處理器就從存儲(chǔ)器中取出學(xué)習(xí)時(shí)存放在那里的功率數(shù)據(jù)，并將那個(gè)通道設(shè)置成這個(gè)亮度。為微處理器編制具有上述功能的程序的方法完全屬于一般的技術(shù)。
前面說明中所使用的術(shù)語和措詞只是為了敘述，而不是限制。在使用這些術(shù)語和措詞時(shí)并沒有打算排除那些與所給出的和說明的特點(diǎn)等效的內(nèi)容或它的部分內(nèi)容。一般公認(rèn)，發(fā)明的范圍只是由下述專利權(quán)利要求
范圍所規(guī)定。
權(quán)利要求
1.可編程照明電路控制器用于多個(gè)家用照明電路，該控制器包括一個(gè)微處理器和一個(gè)可擦型可編程電子存儲(chǔ)器，并包括一種控制裝置，它有選擇地指定上述家用照明電路中的某一路作為另外一路或多路照明電路的燈絲電路，如果該電路包括熒光燈的話。
2.權(quán)利要求
1所述的照明電路控制器，其控制裝置包括為上述電子存儲(chǔ)器編程時(shí)，可與上述微處理器通訊的開關(guān)裝置。
3.權(quán)利要求
2所述的照明電路控制器，其開關(guān)裝置至少有一個(gè)是非鎖定按鈕開關(guān)。
4.權(quán)利要求
3所述的照明電路控制器，其開關(guān)裝置包括至少二個(gè)非鎖定按鈕開關(guān)的組合，當(dāng)同時(shí)按下這兩個(gè)開關(guān)時(shí)能啟動(dòng)上述控制裝置。
5.可代替一系列家用壁裝交流開關(guān)來控制多個(gè)照明電路的可編程電路控制器，其中包括(a)學(xué)習(xí)方式裝置，用于在存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)予置信號(hào)，該予置信號(hào)代表向上述各交流照明電路提供予定的功率電平;(b)調(diào)正向上述各交流照明電路提供的功率的電平調(diào)節(jié)裝置;以及(c)從存儲(chǔ)器中調(diào)用上述予置信號(hào)從而在上述交流電路中得到予定功率電平的予置裝置。
6.權(quán)利要求
5所述的可編程電路控制器，其中所述電平調(diào)節(jié)裝置包括每個(gè)交流電路有一對(duì)開關(guān)，其中一個(gè)開關(guān)的作用是增加該交流電路的功率，而另一個(gè)開關(guān)的作用是減少該交流電路的功率。
7.權(quán)利要求
6所述的可編程的電路控制器，包括將上述交流電路中的某個(gè)電路改為燈絲電路的編程裝置，該燈絲電路與另一個(gè)交流照明電路中的熒光燈同時(shí)使用。
8.權(quán)利要求
6所述可編程電路控制器中調(diào)正功率用的每一對(duì)上述開關(guān)由非鎖定按鈕開關(guān)組成。
9.權(quán)利要求
7所述的可編程電路控制器，其中，所述編程裝置由同時(shí)按下二個(gè)開關(guān)來啟動(dòng)，這二個(gè)開關(guān)中至少有一個(gè)是調(diào)節(jié)功率的開關(guān)。
10.權(quán)利要求
5所述可編程電路控制器中還包括遠(yuǎn)距離的開關(guān)裝置，該開關(guān)與上述可編程電路控制器并聯(lián)，用于從遠(yuǎn)距離控制上述交流照明電路的功率。
專利摘要
控制多個(gè)家用照明電路的可編程照明電路控制器，包括為各種負(fù)載的家用照明電路編制程序的微處理器和電子可擦型可編程只讀存儲(chǔ)器，指空控制器的一路輸出為熒光燈負(fù)載的燈絲電路，則照明電路可以連接成白熾燈負(fù)載和熒光燈負(fù)載的組合電路。微處理器由前面板上的一組非鎖定按鈕開關(guān)來控制，這些開關(guān)可以增加或減少照明功率。可在存儲(chǔ)器中設(shè)置照明功率的數(shù)據(jù)，也可以從存儲(chǔ)器中調(diào)用預(yù)置的功率數(shù)據(jù)。同時(shí)按下兩個(gè)按鈕可以啟動(dòng)特定的程序，例如把一個(gè)通道指定為熒光燈的燈絲電路。
文檔編號(hào)H05B39/00GK86103870SQ86103870
公開日1987年6月10日 申請(qǐng)日期1986年6月6日
發(fā)明者格爾登·W·彼爾曼, 斯蒂芬·B·卡爾森 申請(qǐng)人:萊托利爾公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan