專(zhuān)利名稱(chēng)：人體感應(yīng)開(kāi)關(guān)及其工作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種人體感應(yīng)開(kāi)關(guān)及其工作方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的人體感應(yīng)開(kāi)關(guān)往往通用性較差，可靠性較低。其往往只能對(duì)紅 外感應(yīng)器輸出的感應(yīng)信號(hào)設(shè)定一閥值，若測(cè)得感應(yīng)信號(hào)大于所述閥值，則 控制被控交流回路導(dǎo)通一段時(shí)間，反之，則不動(dòng)作。故而其功能單一，既 不能對(duì)各種強(qiáng)度的感應(yīng)信號(hào)進(jìn)行分析，也不能根據(jù)出現(xiàn)感應(yīng)信號(hào)的頻率， 作出相應(yīng)的動(dòng)作，例如延長(zhǎng)或縮短被控交流回路的導(dǎo)通時(shí)間，進(jìn)而提高人 體感應(yīng)開(kāi)關(guān)的控制品質(zhì)，從而使產(chǎn)品人性化，方便用戶(hù)使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、智能化較高的人體 感應(yīng)開(kāi)關(guān)及其工作方法。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種人體感應(yīng)開(kāi)關(guān)，包括整流 濾波穩(wěn)壓電路、與整流濾波穩(wěn)壓電路的直流輸出端相連的用于控制磁保持 繼電器在被控交流回路的交流電壓過(guò)零點(diǎn)時(shí)通斷的繼電器驅(qū)動(dòng)電路、與繼 電器驅(qū)動(dòng)電路的控制輸出端相連的用于控制被控交流回路通斷的磁保持繼 電器、與繼電器驅(qū)動(dòng)電路的控制輸入端相連的中央控制單元、紅外傳感器、 與紅外傳感器的輸出端相連的放大電路、與放大電路的輸出端相連的用于 獲取不同信號(hào)強(qiáng)度的第一比較電路和第二比較電路；第一比較電路和第二 比較電路的輸出端分別與中央控制單元的第一感應(yīng)信號(hào)輸入端和第二感應(yīng) 信號(hào)輸入端相連。
進(jìn)一步，所述中央控制單元的手動(dòng)控制信號(hào)輸入端連接有用于設(shè)定中 央控制單元的工作狀態(tài)的手動(dòng)控制單元。
進(jìn)一步，所述整流濾波穩(wěn)壓電路的火線端與市交流電的火線相連，整 流濾波穩(wěn)壓電路的零線端接地，從而實(shí)現(xiàn)了接地取源的功能，即利用接地線給人體感應(yīng)開(kāi)關(guān)提供工作電壓，使其功耗較小。
進(jìn)一步，所述放大電路包括至少一個(gè)運(yùn)放，該運(yùn)放的同相端接所述紅 外傳感器的輸出端，該運(yùn)放的反相端依次串接電解電容和熱敏電阻后接地。 采用熱敏電阻自動(dòng)補(bǔ)償溫度變化對(duì)紅外傳感器的靈敏度的影響，確保人體 感應(yīng)開(kāi)關(guān)的靈壽文度始終保持一致。
進(jìn)一步，所述中央控制單元具有外界亮度檢測(cè)信號(hào)輸入端，用于連接 外界亮度檢測(cè)電路。
上述人體感應(yīng)開(kāi)關(guān)的工作方法，包括
當(dāng)所述中央控制單元通過(guò)外界亮度檢測(cè)電路測(cè)得外界亮度低于第一預(yù) 設(shè)閥值時(shí)，若放大電路輸出的信號(hào)弱于第二預(yù)設(shè)閥值而強(qiáng)于第三閥值時(shí)， 第一比較電路有第一感應(yīng)信號(hào)輸出，而第二比較電路無(wú)信號(hào)輸出；若放大 電路輸出的信號(hào)不弱于第二預(yù)設(shè)閥值時(shí)，第一比較電路無(wú)信號(hào)輸出，而第 二比較電路有第二感應(yīng)信號(hào)輸出；
若紅外傳感器測(cè)得紅外信號(hào)，并使中央控制單元的第一感應(yīng)信號(hào)輸入 端有第一感應(yīng)信號(hào)輸入且持續(xù)時(shí)間短于30秒，則中央控制單元經(jīng)繼電器驅(qū) 動(dòng)電路控制被控交流回路導(dǎo)通0. 5-1分鐘后關(guān)閉；
若中央控制單元的第二感應(yīng)信號(hào)輸入端有第二感應(yīng)信號(hào)輸入且持續(xù)時(shí) 間不短于30秒，則中央控制單元經(jīng)繼電器驅(qū)動(dòng)電路控制被控交流回路導(dǎo)通 5-IO分鐘后關(guān)閉；
若中央控制單元的第 一感應(yīng)信號(hào)輸入端有第 一感應(yīng)信號(hào)輸入且持續(xù)時(shí) 間不短于30秒，則中央控制單元經(jīng)繼電器驅(qū)動(dòng)電路控制被控交流回路導(dǎo)通 8-15分鐘后關(guān)閉；
若被控交流回路關(guān)閉后20秒內(nèi)，中央控制單元獲得第一感應(yīng)信號(hào)或第 二感應(yīng)信號(hào)，控制被控交流回路導(dǎo)通8-30分鐘后關(guān)閉。
本發(fā)明具有積極的效果本發(fā)明的人體感應(yīng)開(kāi)關(guān)在使用時(shí)，紅外傳感 器測(cè)得存在較小的、不頻繁(短于30秒)的人體或動(dòng)物的動(dòng)作時(shí)，放大電 路有信號(hào)輸出，該信號(hào)強(qiáng)度一般弱于第二預(yù)設(shè)閥值而強(qiáng)于第三閥值且該第 一感應(yīng)信號(hào)持續(xù)時(shí)間短于30秒，第一比較電路輸出第一感應(yīng)信號(hào)，中央控 制單元控制被控交流回路(一般為交流照明回路，也可以為其他用途的用 電設(shè)備的回路，甚至是直流回路)導(dǎo)通0.5-1分鐘；當(dāng)紅外傳感器測(cè)得存 在較小卻頻繁(不短于30秒)的人體或動(dòng)物的動(dòng)作時(shí)，第一比較電路輸出的第一感應(yīng)信號(hào)持續(xù)時(shí)間不短于30秒，則控制被控交流回路導(dǎo)通8-15分 鐘。當(dāng)紅外傳感器測(cè)得存在較大且頻繁(不短于30秒)的人體或動(dòng)物的動(dòng) 作時(shí)，放大電路有信號(hào)輸出，該信號(hào)強(qiáng)度一般不弱于第二預(yù)設(shè)閥值且該第 二感應(yīng)信號(hào)持續(xù)時(shí)間不短于30秒，第二比較電路輸出第二感應(yīng)信號(hào)，中央 控制單元控制被控交流回路導(dǎo)通5-IO分鐘。因此，本發(fā)明的人體感應(yīng)開(kāi)關(guān) 實(shí)現(xiàn)了根據(jù)不同的外部人體動(dòng)作情況，智能控制被控交流回路，提高了控 制的人性化，方便了用戶(hù)使用。


下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的解釋?zhuān)渲懈綀D如下 圖1為實(shí)施例1的人體感應(yīng)開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)框圖； 圖2為上述人體感應(yīng)開(kāi)關(guān)的部分電原理圖； 圖3為上述人體感應(yīng)開(kāi)關(guān)的另一部分電原理圖。
具體實(shí)施例方式
(實(shí)施例1 )
見(jiàn)圖l-3,本實(shí)施例的人體感應(yīng)開(kāi)關(guān)包括整流濾波穩(wěn)壓電路l (包括 整流電路D1、穩(wěn)壓器HT7150和HT7130、穩(wěn)壓管VD1、電解電容C2-5， C7-8等)、 與整流濾波穩(wěn)壓電路l的直流輸出端相連的用于控制磁保持繼電器5在被控 交流回路l0的交流電壓過(guò)零點(diǎn)時(shí)通斷的繼電器驅(qū)動(dòng)電路2、與繼電器驅(qū)動(dòng)電 路2的控制輸出端相連的用于控制被控交流回路10通斷的磁保持繼電器5、 與繼電器驅(qū)動(dòng)電路2的控制輸入端相連的中央控制單元3 (即型號(hào)為 PIC16F684的單片機(jī))、紅外傳感器6 (即圖3中的PIR)、與紅外傳感器6的輸 出端相連的放大電路7 (包括兩個(gè)相串聯(lián)的運(yùn)放MCP6044/1和MCP6044/2， 以及外圍輔助電路)、與放大電路7的輸出端相連的第一比較電路8和第二比 較電路9(即分別包括運(yùn)放MCP6044/3和MCP6044/4,以及外圍輔助電路)； 用于獲取不同信號(hào)強(qiáng)度的第一比較電路8和第二比較電路9的輸出端分別與 中央控制單元3的第一感應(yīng)信號(hào)輸入端和第二感應(yīng)信號(hào)輸入端相連。
使用時(shí)，人體感應(yīng)開(kāi)關(guān)中的磁保持繼電器5設(shè)于被控交流回路l0中。 所述中央控制單元3的手動(dòng)控制信號(hào)輸入端連接有用于設(shè)定中央控制 單元3的工作狀態(tài)的手動(dòng)控制單元4 (包括按鈕開(kāi)關(guān)K、選擇開(kāi)關(guān)SW-SPDT 以及外圍輔助電路)。所述整流濾波穩(wěn)壓電3各1的火線端與市交流電的火線相連，整流濾波穩(wěn) 壓電路l的零線端接地，從而實(shí)現(xiàn)了接地取源的功能，即利用接地線給人體 感應(yīng)開(kāi)關(guān)提供工作電壓，使其功耗較小。
所述放大電路7中，運(yùn)放MCP6044/1的同相端接所述紅外傳感器6的輸出 端，該運(yùn)放的反相端依次串接電解電容C12和熱敏電阻Rt后接地。采用熱敏 電阻Rt自動(dòng)補(bǔ)償溫度變化對(duì)紅外傳感器的靈敏度的影響，確保人體感應(yīng)開(kāi) 關(guān)的靈敏度始終保持一致。
所述中央控制單元3具有外界亮度檢測(cè)信號(hào)輸入端，用于連接外界亮度 檢測(cè)電路。外界亮度檢測(cè)電路包括光敏管PHOTO、與光敏管PHOTO串聯(lián)的 用于調(diào)節(jié)所述第一預(yù)設(shè)閥值的電位器LIGHT。
過(guò)零驅(qū)動(dòng)電路2用于控制》茲保持繼電器5在過(guò)零點(diǎn)時(shí)通斷，中央控制 單元3與過(guò)零驅(qū)動(dòng)電路2的控制輸入端相連；中央控制單元3具有用于與 磁保持繼電器5的觸點(diǎn)電連接的交流電相位檢測(cè)端P0RT1。
磁保持繼電器5的觸點(diǎn)的開(kāi)、合狀態(tài)平時(shí)是由磁保持繼電器5內(nèi)的永 久磁鋼所產(chǎn)生的磁力所保持。當(dāng)繼電器的觸點(diǎn)需要閉合時(shí)(即接通被控交 流回路IO，也即接通負(fù)載時(shí))，只需用正直流脈沖電壓激勵(lì)線圈，繼電器在 瞬間就完成了開(kāi)與合的狀態(tài)轉(zhuǎn)換。通常觸點(diǎn)處于斷開(kāi)保持狀態(tài)時(shí)，線圈可 以不需繼續(xù)通電，僅靠永久磁鋼的磁力就能維持繼電器的狀態(tài)不變。
所述過(guò)零驅(qū)動(dòng)電路2包括用于控制磁保持繼電器5的線圏中通過(guò)正 直流脈沖電壓的第一三極管Ql、第二三極管Q2和第三三極管Q3、以及用 于控制磁保持繼電器5的線圈中通過(guò)反直流脈沖電壓的第四三極管Q4、第 五三極管Q5和第六三極管Q6。
第一三極管Ql為PNP型三極管，其發(fā)射極用于與+5V直流電源相連， 其發(fā)射極與基極之間設(shè)有分壓電阻R37,其集電極與磁保持繼電器5線圏的 一端相連；第二三極管Q2和第三三極管Q3為NPN型三極管，磁保持繼電 器5線圈的另一端與第二三極管Q3的集電極相連，第二三極管Q3的發(fā)射 極接地，第二三極管Q3的基極接第三三極管Q3的發(fā)射極，第三三極管Q3 的集電極串聯(lián)第二分壓電阻R34后接第一三極管Ql的基極，第三三極管Q3 的基極與中央控制單元3的第一驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)輸出端P0RT2相連。
第六三極管Q6為PNP型三極管，其發(fā)射極用于與+5V直流電源相連， 其發(fā)射極與基極之間設(shè)有第三分壓電阻R35，其集電極與磁保持繼電器5線管Q5和第四三極管Q4為NPN型三極管，磁保持 繼電器5線圈的另一端與第五三極管Q5的集電極相連，第五三極管Q5的 發(fā)射極接地，第五三極管Q5的基極接第四三極管Q4的發(fā)射極，第四三極 管Q4的集電極串聯(lián)第四分壓電阻R36后接第六三極管Q6的基極，第四三 極管Q4的基極與中央控制單元3的第二驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)輸出端相連P0RT3。
使用時(shí)，中央控制單元3根據(jù)與繼電器5的觸點(diǎn)電連接的交流電相位 斗企測(cè)端4企測(cè)交流電的相位信息，從而在過(guò)零點(diǎn)時(shí)控制過(guò)零驅(qū)動(dòng)電3各2驅(qū)動(dòng) 繼電器5通或斷，從而實(shí)現(xiàn)了過(guò)零保護(hù)的功能，延長(zhǎng)了繼電器的使用壽命， 減少斷路器5應(yīng)頻繁通斷對(duì)電網(wǎng)的影響。
上述人體感應(yīng)開(kāi)關(guān)的工作方法，包括
當(dāng)所述中央控制單元3通過(guò)外界亮度檢測(cè)電路測(cè)得外界亮度低于第一 預(yù)設(shè)閥值時(shí)，若放大電路7輸出的信號(hào)弱于第二預(yù)設(shè)閥值而強(qiáng)于第三閥值 時(shí)，第一比較電路8有第一感應(yīng)信號(hào)輸出，而第二比較電路9無(wú)信號(hào)輸出； 若放大電路7輸出的信號(hào)不弱于第二預(yù)設(shè)閥值時(shí)，第一比較電路8無(wú)信號(hào)輸 出，而第二比較電路9有第二感應(yīng)信號(hào)輸出；
若紅外傳感器6測(cè)得紅外信號(hào)，并使中央控制單元3的第一感應(yīng)信號(hào)輸 入端有第一感應(yīng)信號(hào)輸入且持續(xù)時(shí)間短于30秒，則中央控制單元3經(jīng)繼電器 驅(qū)動(dòng)電路2控制被控交流回路10導(dǎo)通0. 5-l分鐘后關(guān)閉；
若中央控制單元3的第二感應(yīng)信號(hào)輸入端有第二感應(yīng)信號(hào)輸入且持續(xù) 時(shí)間不短于30秒，則中央控制單元3經(jīng)繼電器驅(qū)動(dòng)電路2控制被控交流回路 10導(dǎo)通5-10分鐘后關(guān)閉；
若中央控制單元3的第一感應(yīng)信號(hào)輸入端有第一感應(yīng)信號(hào)輸入且持續(xù) 時(shí)間不短于30秒，則中央控制單元3經(jīng)繼電器驅(qū)動(dòng)電路2控制被控交流回路 10導(dǎo)通8-15分鐘后關(guān)閉；
若被控交流回路10關(guān)閉后20秒內(nèi)，中央控制單元3獲得第一感應(yīng)信號(hào)或 第二感應(yīng)信號(hào)，控制被控交流回路10導(dǎo)通8-30分鐘后關(guān)閉。
權(quán)利要求
1、一種人體感應(yīng)開(kāi)關(guān)，其特征在于包括整流濾波穩(wěn)壓電路(1)、與整流濾波穩(wěn)壓電路(1)的直流輸出端相連的用于控制磁保持繼電器(5)在被控交流回路(10)的交流電壓過(guò)零點(diǎn)時(shí)通斷的繼電器驅(qū)動(dòng)電路(2)、與繼電器驅(qū)動(dòng)電路(2)的控制輸出端相連的用于控制被控交流回路(10)通斷的磁保持繼電器(5)、與繼電器驅(qū)動(dòng)電路(2)的控制輸入端相連的中央控制單元(3)、紅外傳感器(6)、與紅外傳感器(6)的輸出端相連的放大電路(7)、與放大電路(7)的輸出端相連的用于獲取不同信號(hào)強(qiáng)度的第一比較電路(8)和第二比較電路(9)；第一比較電路(8)和第二比較電路(9)的輸出端分別與中央控制單元(3)的第一感應(yīng)信號(hào)輸入端和第二感應(yīng)信號(hào)輸入端相連；中央控制單元(3)根據(jù)第一感應(yīng)信號(hào)和第二感應(yīng)信號(hào)的持續(xù)時(shí)間，控制被控交流回路(10)導(dǎo)通相應(yīng)的時(shí)間長(zhǎng)度。
2、 4艮據(jù)權(quán)利要求1所述的人體感應(yīng)開(kāi)關(guān)，其特征在于所述中央控制 單元(3)的手動(dòng)控制信號(hào)輸入端連接有用于設(shè)定中央控制單元(3)的工 作狀態(tài)的手動(dòng)控制單元(4)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的人體感應(yīng)開(kāi)關(guān)，其特征在于所述整流濾波 穩(wěn)壓電路(1)的火線端與市交流電的火線相連，整流濾波穩(wěn)壓電路(1) 的零線端接地。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的人體感應(yīng)開(kāi)關(guān)，其特征在于所述放大電路 (7)包括至少一個(gè)運(yùn)放，該運(yùn)放的同相端接所述紅外傳感器(6)的輸出端，該運(yùn)放的反相端依次串接電解電容和熱敏電阻后接地。
5、根據(jù)權(quán)利要求3所述的人體感應(yīng)開(kāi)關(guān)，其特征在于所述中央控 制單元(3)具有外界亮度檢測(cè)信號(hào)輸入端，用于連接外界亮度檢測(cè)電路。
6、 一種根據(jù)上述權(quán)利要求1-5之一所述的人體感應(yīng)開(kāi)關(guān)的工作方法， 其特征在于當(dāng)所述中央控制單元(3 )通過(guò)外界亮度檢測(cè)電路測(cè)得外界亮 度低于第一預(yù)設(shè)閥值時(shí)，若放大電路(7)輸出的信號(hào)弱于第二預(yù)設(shè)閥值而 強(qiáng)于第三閥值時(shí)，第一比較電路(8)有第一感應(yīng)信號(hào)輸出，而第二比較電 路(9)無(wú)信號(hào)輸出；若放大電路(7)輸出的信號(hào)不弱于第二預(yù)設(shè)閥值時(shí)，第一比較電路(8)無(wú)信號(hào)輸出，而第二比較電路(9)有第二感應(yīng)信號(hào)輸出；若紅外傳感器(6)測(cè)得紅外信號(hào)，并使中央控制單元(3)的第一感 應(yīng)信號(hào)輸入端有第一感應(yīng)信號(hào)輸入且持續(xù)時(shí)間短于30秒，則中央控制單元 (3 )經(jīng)繼電器驅(qū)動(dòng)電路(2 )控制被控交流回路(10 )導(dǎo)通0. 5-1分鐘后 關(guān)閉；若中央控制單元(3)的第二感應(yīng)信號(hào)輸入端有第二感應(yīng)信號(hào)輸入且持 續(xù)時(shí)間不短于30秒，則中央控制單元(3)經(jīng)繼電器驅(qū)動(dòng)電路(2)控制被 控交流回路(10)導(dǎo)通5-IO分鐘后關(guān)閉；若中央控制單元(3)的第一感應(yīng)信號(hào)輸入端有第一感應(yīng)信號(hào)輸入且持 續(xù)時(shí)間不短于30秒，則中央控制單元(3 )經(jīng)繼電器驅(qū)動(dòng)電路(2 )控制被 控交流回路(10)導(dǎo)通8-15分鐘后關(guān)閉；若被控交流回路(10)關(guān)閉后20秒內(nèi)，中央控制單元(3)獲得第一 感應(yīng)信號(hào)或第二感應(yīng)信號(hào)，控制被控交流回路(10 )導(dǎo)通8-30分鐘后關(guān)閉。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種人體感應(yīng)開(kāi)關(guān)及其工作方法，包括整流濾波穩(wěn)壓電路、與整流濾波穩(wěn)壓電路相連的用于控制磁保持繼電器在過(guò)零點(diǎn)時(shí)通斷的繼電器驅(qū)動(dòng)電路、與繼電器驅(qū)動(dòng)電路相連的用于控制被控交流回路通斷的磁保持繼電器、與繼電器驅(qū)動(dòng)電路相連的中央控制單元、紅外傳感器、與紅外傳感器相連的放大電路、與放大電路的輸出端相連的用于獲取不同信號(hào)強(qiáng)度的第一比較電路和第二比較電路；第一比較電路和第二比較電路的輸出端分別與中央控制單元的第一感應(yīng)信號(hào)輸入端和第二感應(yīng)信號(hào)輸入端相連。采用熱敏電阻自動(dòng)補(bǔ)償溫度變化對(duì)紅外傳感器的靈敏度的影響，確保人體感應(yīng)開(kāi)關(guān)的靈敏度始終保持一致。利用接地線給人體感應(yīng)開(kāi)關(guān)提供工作電壓，使其功耗較小。
文檔編號(hào)H03K17/94GK101581919SQ200910119660
公開(kāi)日2009年11月18日 申請(qǐng)日期2009年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月25日
發(fā)明者陳福華 申請(qǐng)人:溫州市麥特力克電器有限公司