專利名稱：無解調電路和無放大電路的強光遙控開關系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種遙控開關系統(tǒng)，尤其是使用強光作為信號源使光敏元件輸出控制信號的無解調電路和無放大電路的強光遙控開關系統(tǒng)。
背景技術：
目前，普遍使用的遙控裝置有無線電遙控裝置和紅外線遙控裝置兩個類別，這兩類遙控裝置普遍用于工業(yè)遙控、家電遙控、玩具遙控等行業(yè)，無線遙控開關的優(yōu)點是控制距離遠，控制距離可達幾十米以上，缺點是在載波頻率相同時，可能干擾其他遙控裝置和其他電器，且發(fā)射器信號需要調制，接收器需要解調電路與放大電路，因此電路結構較為復雜； 紅外遙控開關的優(yōu)點是干擾小，一般只有幾米的遙控距離，紅外線一般不能穿墻，對其他房間的接收裝置不干擾，其缺點是控制距離不遠，也有做到幾十米的，但成本較高，發(fā)射裝置的耗電量同時也大了，且發(fā)射信號需要調制，接收器需要解調及放大電路才能使用；為解決這個問題，本人提出過申請?zhí)枮?01120113376. 5的《一種可見光束遙控系統(tǒng)》。該實用新型由發(fā)射器與接收器兩部分組成，發(fā)射器的發(fā)射管為可見光發(fā)射管，在接收器的接收管附近， 安裝有定位發(fā)光管，以便在夜間能引導可見光束對準接收管，為了使遙控距離更遠，發(fā)射管采用激光管，不管發(fā)出的是紅激光、綠激光或其他顏色的激光都可以，采用接收器中的接收管的峰值波長與發(fā)射管發(fā)出的光束的波長相近即可達到最高效率，允許接收管的峰值波長與發(fā)射管發(fā)出的光束的波長之間存在差異，只是效率將降低，一樣可以使用，發(fā)射電路與接收電路可以采用現(xiàn)有成熟的控制電路，只是發(fā)射管與接收管的類別不同而已，并不需要作太大的改動。該申請建立在現(xiàn)有電路的基礎上，使用調制的可見光(包含被調制的激光束) 作為控制光源，接收器收到光信號后需要解調及放大，該申請只是勾劃出了大致結構，未涉及具體電路。

發(fā)明內容
為了克服現(xiàn)有無線電遙開關系統(tǒng)容易造成干擾、信號需要調制解調、放大電路才能使用，成本相對較高，電路相對復雜的缺點，為了克服現(xiàn)有紅外線遙控開關控制距離短， 信號也需要調制解調、放大才能使用，成本相對較高，電路相對復雜的缺點，以及為了克服本人申請的《一種可見光束遙控系統(tǒng)》中電路仍建立在現(xiàn)有遙控電路的基礎上，雖然信息載體改用可見光，但發(fā)射信號仍然需要調制，接收信號仍需要解調、放大的缺點，本發(fā)明提出了一種無解調無放大電路的強光遙控開關系統(tǒng)，采用連續(xù)強光或脈沖強光作為信號源，用光敏元件作為接收信號的元件，利用強光突然照射光敏元件產生信號，該信號直接去控制及時執(zhí)行遙控電路、單穩(wěn)態(tài)電路、雙穩(wěn)態(tài)電路、自保持繼電器等電路，使及時執(zhí)行遙控電路、 單穩(wěn)態(tài)電路、雙穩(wěn)態(tài)電路、自保持繼電器輸出信號去控制可控硅或直接控制負載，實現(xiàn)遙控的目的。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比產生的有益效果是能實現(xiàn)點對點精確遙控，發(fā)射強光直接作為信號，接收電路接收的信號不需要解調、放大電路，使電路變得極為簡單，成本極為低廉，可靠性大大提高。本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是
本發(fā)明的無解調電路和無放大電路的強光遙控開關系統(tǒng)，由可見光源、信息接收電路、 信息處理執(zhí)行電路、電源、負載組成，可見光源為連續(xù)或脈沖強光源，信息接收電路由光敏元件與電阻串聯(lián)而成，信息處理執(zhí)行電路的輸入端直接或通過電容與光敏元件與電阻的連接點連接在一起；信息執(zhí)行電路分別采用幾種方式1.信息處理執(zhí)行電路由一只雙穩(wěn)態(tài)繼電器及觸點組成，雙穩(wěn)態(tài)繼電器的線圈連接在光敏元件與電阻的連接點與地之間；2.信息處理執(zhí)行電路由一只電阻和一只可控硅組成，可控硅的觸發(fā)端通過電阻連接在光敏元件與電阻的連接點上；3.信息處理執(zhí)行電路由單穩(wěn)態(tài)電路與可控硅組成，單穩(wěn)態(tài)電路的觸發(fā)端直接或通過電容器和光敏元件與電阻的連接點連接在一起，可控硅的觸發(fā)端通過連接在單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸出端上；4.信息處理執(zhí)行電路由雙穩(wěn)態(tài)電路與可控硅組成，雙穩(wěn)態(tài)電路的觸發(fā)端和光敏元件與電阻的連接點連接在一起，可控硅的觸發(fā)端通過連接在單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸出端上；5.信息處理執(zhí)行電路由一個單穩(wěn)態(tài)電路和一個雙穩(wěn)態(tài)電路加可控硅組成，單穩(wěn)態(tài)電路的觸發(fā)端和光敏元件與電阻的連接點直接或通過電容連接在一起，單穩(wěn)態(tài)電路的輸出端與雙穩(wěn)態(tài)電路的時鐘輸入端連接，可控硅的觸發(fā)端通過連接在雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸出端上。光源與光敏原件可采用以下三種方式1.可見光源采用激光光源，信息接收電路中的光敏元件為光敏電阻；2.可見光源采用激光光源，信息接收電路中的光敏元件為光敏二極管；3.可見光源采用激光光源，信息接收電路中的光敏元件為光敏三極管。本發(fā)明采用的技術方案將在具體實施方案配合附圖做詳細闡述。


[0007
下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。 圖1是本發(fā)明原理方框圖。
圖中1.可見光源，2.信息接收電路，3.信息處理執(zhí)行電路。
圖2是本發(fā)明的雙穩(wěn)態(tài)繼電器遙控電路圖。
圖中2.信息接收電路，3.信息處理執(zhí)行電路，4.電源，5.負載t
圖3是本發(fā)明的及時執(zhí)行遙控開關電路圖。
圖中2.信息接收電路，3.信息處理執(zhí)行電路，4.電源，5.負載t
圖4是本發(fā)明的單穩(wěn)態(tài)遙控開關電路圖。
圖中2.信息接收電路，3.信息處理執(zhí)行電路，4.電源，5.負載t
圖5是本發(fā)明的雙穩(wěn)態(tài)遙控開關電路圖。
圖中2.信息接收電路，3.信息處理執(zhí)行電路，4.電源，5.負載t
圖6是本發(fā)明的單穩(wěn)態(tài)與雙穩(wěn)態(tài)混合遙控開關電路圖。
圖中2.信息接收電路，3.信息處理執(zhí)行電路，4.電源，5.負載t
具體實施例方式在圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6中，我們以實施無放大電路和無解調電路的
強光遙控開關系統(tǒng)為例對本發(fā)明進一步說明圖1是本發(fā)明的原理方框圖，在圖1中，可見光源1為白光或單色光聚焦成光束或激光束，光束大小根據(jù)需要而定，但光束可以是連續(xù)光束或脈沖光束，為了簡單方便，也可以直接使用激光束作為控制光源，市面上所售激光束的產品眾多，紅激光、綠激光是主要的兩個類別，使用時根據(jù)自己實際需要配備；信息接收電路2由光敏元件單獨或配合電阻完成，光敏原件可以是光敏電阻、光敏二極管、光敏三極管、硅光電池等；信息處理執(zhí)行電路3中由繼電器、可控硅、單穩(wěn)態(tài)電路、雙穩(wěn)態(tài)電路分別處理執(zhí)行，也可有機結合在一起處理由信息接收電路2傳來的脈沖信息，并執(zhí)行輸出控制負載5的開關，負載5可以是燈等阻性負載， 也可以是電動機等感性負載。圖2是本發(fā)明的雙穩(wěn)態(tài)繼電器遙控開關電路圖，在圖2中，信息接收電路2由一只光敏元件LDR (不單表示光敏電阻，而是表示光敏元件)和一只電阻R2組成，光敏原件可以是光敏電阻、光敏二極管、光敏三極管等，本圖中不包含光電池；信息處理執(zhí)行電路3 (虛線內的部分)由一只雙穩(wěn)態(tài)繼電器J及其常開接點Jl組成；電源4 (虛線內的部分，包含多個元件)由交流電源220V供電，低壓電源由電容Cl降壓、VD整流、VS穩(wěn)壓、C2濾波、C3高頻濾波后產生直流電源，供給信息接收電路2 (虛線內的部分，包含一只光敏元件和一個電阻，有時電阻可以省去)、信息處理執(zhí)行電路3 (虛線內的部分，包含一只雙穩(wěn)態(tài)繼電器及其接點)使用；負載5 (虛線內部分)的代號為EL，可以是燈、發(fā)熱元件等阻性負載，也可以是電動機等感性負載。其工作原理是，在普通光的照射下，光敏元件LDR呈高阻狀態(tài)，與R2分壓后使雙穩(wěn)態(tài)繼電器J的線圈得不到足夠的動作電壓而不動作，其接點Jl保持常開狀態(tài)， 在強光的瞬間的照射下，光敏原件LDR瞬間呈低阻狀態(tài)，雙穩(wěn)態(tài)繼電器J獲得大于動作電壓的分壓，接點Jl閉合并保持，負載5工作，當下一次照射時，雙穩(wěn)態(tài)繼電器J線圈獲得足夠的動作電壓而斷開，負載5停止工作，圖中R2在電源電壓不高，不需要分流的情況下，可以省去不用。圖3是本發(fā)明的及時執(zhí)行遙控開關電路圖，在圖中，信息接收電路2由一只光敏元件LDR和一只電阻R2組成，光敏原件可以是光敏電阻、光敏二極管、光敏三極管等，本圖不包含光電池，需要使用光電池時，接法有區(qū)別，光敏元件LDR與電阻R2組成分壓電路，在普通光的環(huán)境中，光敏元件LDR呈高阻狀態(tài)，與電阻R2的連接點處的分壓為低電平，低于多少，要根據(jù)信息處理執(zhí)行電路3的結構形式確定；信息處理執(zhí)行電路3由一只電阻R3和雙向可控硅VT組成，當然也可以使用單向可控硅，在使用單向可控硅時，需要增加整流橋， 先將交流變?yōu)橹绷?，再由單向可控硅開關，也可以使用繼電器。電路4、負載5與圖2中的完全一樣，這里不再詳細介紹。圖3的原理是在普通光線的環(huán)境，光敏元件LDR呈高阻狀態(tài)，LDR與R2的連接點相對于地為低電平，可控硅VT不被觸發(fā)，負載5不工作，當LDR被強光照射時，LDR呈低阻狀態(tài)，LDR與R2的連接點處的電位變?yōu)楦唠娖?，這一高電平經過R3 連接的可控硅VT的控制極驅動雙向可控硅，使負載工作，當強光照射停止時，LDR與R2的連接點變?yōu)榈碗娖?，可控硅不導通，負載5停止工作，本電路的特點是使用強光實時驅動負載，相當于無自鎖功能的按鈕開關，所以叫及時執(zhí)行遙控電路，本圖中的強光源最好是使用連續(xù)強光，不適合使用脈沖強光。圖4是本發(fā)明的單穩(wěn)態(tài)遙控開關電路圖，在圖4中，信息接收電路2、電源4、負載5與圖3中的一樣，在此不再重復介紹，與圖3不同的是，信息處理執(zhí)行電路3由單穩(wěn)態(tài)電路組成，單穩(wěn)態(tài)電路可以由分立元件構成，也可以由集成電路構成，比較常用的NE555、CD4013、CD4017等集成電路都可以方便地接成單穩(wěn)態(tài)電路，在本圖中，為了方便敘述，只以數(shù)字電路CD4013為例介紹，其他的元件構成的單穩(wěn)態(tài)電路原理和作用基本一樣，在此不再一一說明。⑶4013是CMOS雙D觸發(fā)器，由兩個相同的、相互獨立的數(shù)據(jù)型觸發(fā)器構成。每個觸發(fā)器有兩個獨立的數(shù)據(jù)輸入端D1、D2，兩個置位端S1、S2，兩個復位端Rl (標注與電阻 Rl相同，但該處不表示電阻)、R2 (標注與電阻R2相同，但該處不表示電阻)，兩個時鐘輸入端CPl、CP2，兩個原碼輸出端Ql、Q2，兩個反碼輸出端Ql反、Q2反，VDD為正電源，，VSS為接地端，在圖4中，D1、VDD接正電源，SUVSS接地，時鐘輸入端CPl直接或通過電容器與信息接收電路2中的光敏元件LDR與電阻R2的連接點連接，復位端Rl經電容C4接地，在原碼輸出端Ql與復位端Rl之間接有一個電阻R4，該電路的工作原理是當光敏元件LDR受到一個強光脈沖照射時，LDR與電阻R2的連接點因LDR阻值的變化，立即產生一個正脈沖， 直接或經過一個電容(圖中未畫出)輸入⑶4013的時鐘脈沖輸入端CP1，電路翻轉，其Ql輸出為高電平，經電阻R3驅動可控硅VT，同時，Ql輸出的高電平經電阻R4向電容C4充電，經過一定時間的延時(長短由電阻R4、電容C4決定)后，復位端Rl處于高電平，電路復位，Ql 輸出低電位，可控硅停止工作，再次給光敏元件施加強光脈沖，電路就重復以上過程，本電路適合連續(xù)或脈沖強光，可用于延時路燈等場合。圖5是本發(fā)明的雙穩(wěn)態(tài)遙控開關電路圖，在圖中，信息接收電路2、電源4、負載5與圖4中的一樣，在此不再重復介紹，與圖4不同的是，信息處理執(zhí)行電路3由雙穩(wěn)態(tài)電路組成，雙穩(wěn)態(tài)電路可以由分立元件構成，也可以由集成電路構成，比較常用的NE555、⑶4013、⑶4017等集成電路都可以方便地接成雙穩(wěn)態(tài)電路，在本圖中，為了方便敘述，仍以數(shù)字電路CD4013為例介紹，其他的元件構成的雙穩(wěn)態(tài)電路原理和作用基本一樣，在此不再——說明。將⑶4013的Si、VSS、Rl端接地，VDD接正電源，Dl與
β 1相連，Ql通過R3與可控硅VT的控制極相連，當然也可以使用單向可控硅和高靈敏繼
電器。電路的工作原理是當光敏元件LDR受到一個強光脈沖照射時，LDR與電阻R2的連接點因LDR阻值的變化，立即產生一個正脈沖，輸入⑶4013的時鐘脈沖輸入端CP1，電路翻轉，其Ql輸出高電平并保持，經電阻R3驅動可控硅VT，當再一次給光敏元件施加一個強光脈沖的時候，電路再次翻轉，Ql輸出低電平，可控硅停止工作，再次給光敏元件施加強光脈沖時，電路就重復以上過程，為了避免電路頻繁翻轉，可使用連續(xù)強光或頻率較小的強光為且。圖6是本發(fā)明的單穩(wěn)態(tài)電路與雙穩(wěn)態(tài)混合遙控開關系統(tǒng)電路圖，在圖中，信息接收電路2、電源4、負載5與圖5相同，所不同的是，信息處理執(zhí)行電路3是將CD4013 —個觸發(fā)器Al接成單穩(wěn)態(tài)電路，起到脈沖擴寬防頻繁翻轉的作用，CD4013的另一個觸發(fā)器Α2接成雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，當光敏元件LDR受到強光照射時，在CPl端產生高電平，受到上升沿的觸發(fā)，使Ql變?yōu)楦唠娖?，同時這一高電平的上升沿觸發(fā)CP2，使Q2變?yōu)楦唠娖讲⒈３郑琑4對 C4充電，當C4電壓上升到單穩(wěn)態(tài)電路的復位電壓時，單穩(wěn)態(tài)電路復位，為下一次觸發(fā)做好準備，這種接法防止電路頻繁翻轉造成控制不可靠，其實笨電路中的單穩(wěn)態(tài)電路只起輔助作用，主要作用是雙穩(wěn)態(tài)電路，與圖5的區(qū)別在于，本電路更可靠，在現(xiàn)實的電路中，采用這種接法更實用。采用了本發(fā)明的方案，徹底拋棄了無線遙控開關、紅外遙控開關在接收器中需要解調、放大電路的概念，使遙控開關的電路更簡潔，故障率更低，成本更低廉，當然，在具體實施的過程中，會遇到一些小問題，比如要求通電開啟、通電關閉的功能，這只需要在時鐘輸入端加一個電容，輸出端接Ql或Ql反，自然來電遙控開關處于開和關狀態(tài)就可以選擇了。
權利要求
1.無解調電路和無放大電路的強光遙控開關系統(tǒng)，由可見光源(1)、信息接收電路 (2)、信息處理執(zhí)行電路(3)、電源(4)、負載(5)組成，其特征是可見光源(1)為連續(xù)或脈沖強光源，信息接收電路(2)由光敏元件LDR與電阻R2串聯(lián)而成，信息處理執(zhí)行電路(3)的輸入端直接或通過電容與光敏元件LDR與電阻R2的連接點連接在一起。
2.如權利要求1所述的無解調電路和無放大電路的強光遙控開關系統(tǒng)，其特征是信息處理執(zhí)行電路(3)由一只雙穩(wěn)態(tài)繼電器J及觸點Jl組成，雙穩(wěn)態(tài)繼電器的線圈連接在光敏元件LDR與電阻R2的連接點與地之間。
3.如權利要求1所述的無解調電路和無放大電路的強光遙控開關系統(tǒng)，其特征是信息處理執(zhí)行電路(3)由一只電阻R3和一只可控硅VT組成，可控硅VT的觸發(fā)端通過電阻R3 連接在光敏元件LDR與電阻R2的連接點上。
4.如權利要求1所述的無解調電路和無放大電路的強光遙控開關系統(tǒng)，其特征是信息處理執(zhí)行電路(3)由單穩(wěn)態(tài)電路與可控硅VT組成，單穩(wěn)態(tài)電路的觸發(fā)端直接或通過電容器和光敏元件LDR與電阻R2的連接點連接在一起，可控硅VT的觸發(fā)端通過R3連接在單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸出端上。
5.如權利要求1所述的無解調電路和無放大電路的強光遙控開關系統(tǒng)，其特征是信息處理執(zhí)行電路(3)由雙穩(wěn)態(tài)電路與可控硅VT組成，雙穩(wěn)態(tài)電路的觸發(fā)端和光敏元件LDR 與電阻R2的連接點連接在一起，可控硅VT的觸發(fā)端通過R3連接在單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸出端上。
6.如權利要求1所述的無解調電路和無放大電路的強光遙控開關系統(tǒng)，其特征是信息處理執(zhí)行電路(3)由一個單穩(wěn)態(tài)電路和一個雙穩(wěn)態(tài)電路加可控硅VT組成，單穩(wěn)態(tài)電路的觸發(fā)端和光敏元件LDR與電阻R2的連接點直接或通過電容連接在一起，單穩(wěn)態(tài)電路的輸出端與雙穩(wěn)態(tài)電路的時鐘輸入端連接，可控硅VT的觸發(fā)端通過R3連接在雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸出端上。
7.如權利要求1所述的無解調電路和無放大電路的強光遙控開關系統(tǒng)，其特征是可見光源(1)采用激光光源，信息接收電路(2 )中的光敏元件LDR為光敏電阻。
8.如權利要求1所述的無解調電路和無放大電路的強光遙控開關系統(tǒng)，其特征是可見光源(1)采用激光光源，信息接收電路(2 )中的光敏元件LDR為光敏二極管。
9.如權利要求1所述的無解調電路和無放大電路的強光遙控開關系統(tǒng)，其特征是可見光源(1)采用激光光源，信息接收電路(2 )中的光敏元件LDR為光敏三極管。
全文摘要
無解調電路和無放大電路的強光遙控開關系統(tǒng)，由可見光源、信息接收電路、信息處理執(zhí)行電路、電源、負載組成，可見光源為連續(xù)或脈沖強光源，可直接用激光，信息接收電路由光敏元件與電阻串聯(lián)而成，信息處理執(zhí)行電路的輸入端直接或通過電容與光敏元件與電阻的連接點連接在一起，信息處理執(zhí)行電路由雙穩(wěn)態(tài)繼電器、單穩(wěn)態(tài)電路、雙穩(wěn)態(tài)電路、電阻、可控硅組成，由于本發(fā)明的接收電路無解調電路和無信號放大電路部分，使系統(tǒng)電路簡潔、故障率低、成本低廉，可應用于多個領域作為遙控開關。
文檔編號H03K17/94GK102332902SQ201110200749
公開日2012年1月25日 申請日期2011年7月18日 優(yōu)先權日2011年7月18日
發(fā)明者任永斌 申請人:任永斌