專利名稱：超聲波及紅外感應開關的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種超聲波及紅外感應開關。
背景技術：
現有的超聲波及紅外感應開關往往通用性較差，可靠性較低。其往往 只能對紅外感應器輸出的感應信號設定一閥值，若測得感應信號大于所述 閥值，則控制被控交流回路導通一段時間，反之，則不動作。故而其功能 單一，既不能對各種強度的感應信號進行分析，也不能根據出現感應信號 的頻率，做出相應的動作，例如延長或縮短被控交流回路的導通時間，進 而提高超聲波及紅外感應開關的控制品質，從而使產品人性化，方便用戶 使用。
實用新型內容
本實用新型所要解決的技術問題是提供一種結構簡單、智能化較高的 超聲波及紅外感應開關。
為解決上述技術問題，本實用新型提供了一種超聲波及紅外感應開關，
包括整流濾波穩壓電路、與整流濾波穩壓電路的直流輸出端相連的用于
控制》對呆持繼電器在祐:控交流回^各的交流電壓過零點時通斷的繼電器驅動
電路、與繼電器驅動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 獲取不同強度的紅外信號的第一比較電路和第二比較電路、與中央控制單 元相連的語音喇叭電路、超聲波發射器、超聲波發射驅動電路、超聲波收
發控制單元、超聲波接收放大電路和超聲波接收器；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信號輸入端和第二感應 信號輸入端相連；中央控制單元纟艮據第一感應信號和第二感應信號的持續 時間，控制被控交流回路導通相應的時間長度；超聲波收發控制單元的發 射控制輸出端與超聲波發射驅動電路的控制輸入端相連，超聲波發射驅動電路的輸出端與超聲波發射器相連，超聲波收發控制單元的接收控制輸出
端與超聲波接收放大電路的控制信號輸入端相連；超聲波接收器的信號輸 出端與超聲波接收放大電路的超聲信號輸入端相連，超聲波接收放大電路 的信號輸出端與中央控制單元的超聲感應信號輸入端相連；中央控制單元 根據超聲感應信號的強度，控制被控交流回路導通相應的時間。
進一步，所述中央控制單元的手動控制信號輸入端連接有用于設定中 央控制單元的工作狀態的手動控制單元。
進一步，所述放大電路包括至少一個運放，該運放的同相端接所述紅 外傳感器的輸出端，該運放的反相端依次串接電解電容和熱敏電阻后接地。 采用熱敏電阻自動補償溫度變化對紅外傳感器的靈敏度的影響，確保超聲 波及紅外感應開關的靈敏度始終保持一致。
進一步，所述中央控制單元具有環境亮度檢測信號輸入端，用于連接 環境亮度感應電路。
本實用新型具有積極的效果(1)本實用新型的超聲波及紅外感應開 關在使用時，中央控制單元根據第一感應信號和第二感應信號的持續時間， 控制被控交流回路導通相應的時間長度；同時根據超聲感應信號的強度， 控制被控交流回路導通相應的時間，故而結構簡單、智能化較高。同時， 中央控制單元沖艮據超聲感應信號的變化而判斷被監控物品是否存在位移， 若存在位移，則控制被控交流回路導通，并控制語音喇叭電路報警。(2) 磁保持繼電器在使用時，中央控制單元根據與繼電器觸點電連接的交流電 相位檢測端檢測交流電的相位信息，從而在過零點時控制過零驅動電路驅 動磁保持繼電器的線圈通或斷，實現了過零保護的功能，能延長繼電器的 使用壽命，且避免了繼電器連續通斷對電網的影響。
下面將結合附圖對本實用新型作進一步的解釋，其中附圖如下 圖1為實施例1的超聲波及紅外感應開關的電路結構框電原理圖3為上述超聲波及紅外感應開關中的紅外感應電路的電原理圖； 圖4 乂理圖5為上述超聲波及紅外感應開關中的中央控制單元的電原理圖6為上述超聲波及紅外感應開關中的超聲接收放大電路的電原理圖。
具體實施方式
(實施例1 )
見圖1-6,本實施例的超聲波及紅外感應開關包括整流濾波穩壓電路 1 (包括整流電路D1、三端穩壓器HT7150和HT7130、穩壓管VD1、電解電 容C2-C5， C7-C8等)、與整流濾波穩壓電路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10的交流電壓過零點時通斷的繼電器驅動 電路2、與繼電器驅動電路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、與繼電器驅動電路2的控制輸入端相連的中央控制 單元3 (即型號為PIC16C72/JW(18)的單片機)、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、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 (即分別包括運放MCP6044/3和 MCP6(M4/4,以及外圍輔助電路)、與中央控制單元3相連的語音喇叭電路17、 超聲波發射器l5 (即圖々中的SENSOR (T))、超聲波發射驅動電路14 (包括 型號為n09BG的超聲波驅動芯片U2-A及其外圍輔助電路)、超聲波收發控制 單元13(包括型號為PIC12C508的控制芯片U3及其外圍輔助電路)、超聲 波接收放大電路12 (包括運放模塊U4-U5及其外圍輔助電路)和超聲波接收 器ll (即圖6中的SENS0R (R));用于獲取不同信號強度的第一比較電路8和 第二比較電路9的輸出端分別與中央控制單元3的第一感應信號輸入端和第 二感應信號輸入端相連。
超聲波收發控制單元13的發射控制輸出端與超聲波發射驅動電路14的 控制輸入端相連，超聲波發射驅動電路14的輸出端與超聲波發射器15相連， 超聲波收發控制單元13的接收控制輸出端與超聲波接^li^故大電路12的控制 信號輸入端相連；超聲波接收器11的信號輸出端與超聲波接收放大電路12 的超聲信號輸入端相連，超聲波接4ti文大電路l2的信號輸出端與中央控制 單元3的超聲感應信號輸入端相連；中央控制單元3根據超聲感應信號的變 化而判斷被監控物品是否存在位移，若判斷出被監控物品存在位移，則控 制被控交 回路10導通，并控制語音喇叭電路17報警。所述放大電路7中，運放MCP6044/1的同相端接所述紅外傳感器6的 輸出端，該運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自動補償溫度變化對紅外傳感器的靈敏度的影響，確保紅外 傳感器6的靈4丈度始終保持一致。
使用時，超聲波及紅外感應開關中的磁保持繼電器5設于被控交流回 路10中。所述中央控制單元3的手動控制信號輸入端連接有用于設定中央 控制單元3的工作狀態(包括用于控制被控交流回路10始終導通的開啟 狀態0N、用于控制被控交流回路10始終斷開的關閉狀態OFF以及自動運行 狀態AUTO )的手動控制單元4。
所述中央控制單元3具有環境亮度檢測信號輸入端，用于連接環境亮度 感應電路。環境亮度感應電路包括光敏管PH0T0、與光敏管PH0T0串聯的 用于調節所述第 一預設閥值的電位器R40。
過零驅動電路2用于控制磁保持繼電器5在過零點時通斷，中央控制 單元3與過零驅動電路2的控制輸入端相連；中央控制單元3具有用于與 繼電器5的觸點(L0AD1)電連接的交流電相位檢測端P0RT1。
磁保持繼電器5的觸點的開、合狀態平時是由磁保持繼電器5內的永 久石茲鋼所產生的石茲力所保持。
當繼電器的觸點需要閉合時(即接通被控交流回路10，也即接通負載 時)，只需用正直流脈沖電壓激勵線圈，繼電器在瞬間就完成了開與合的狀 態轉換。通常觸點處于斷開保持狀態時，線圈可以不需繼續通電，僅靠永 久磁鋼的磁力就能維持繼電器的狀態不變。
所述過零驅動電路2包括用于控制磁保持繼電器5的線圏中通過正 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，其發射極用于與+SV直流電源相連， 其發射極與基極之間設有分壓電阻R37,其集電極與繼電器5線圈0MR0N的 一端相連；第二三極管Q2和第三三極管Q3為NPN型三極管，繼電器5線 圏的另一端與第二三極管Q3的集電極相連，第二三極管Q3的發射極接地， 第二三極管Q3的基極接第三三極管Q3的發射極，第三三極管Q3的集電極 串聯第二分壓電阻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的第一驅動控制信號輸出端0UTPUT2相連。
第六三極管Q6為PNP型三極管，其發射極用于與+5V直流電源相連， 其發射極與基極之間設有第三分壓電阻R35,其集電極與繼電器5線圈的一 端相連；第五三極管Q5和第四三極管Q4為NPN型三極管，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的發射極接地， 第五三極管Q5的基極接第四三極管Q4的發射極，第四三極管Q4的集電極 串聯第四分壓電阻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的第二驅動控制信號輸出端0UTPUT1相連。
使用時，中央控制單元3根據與繼電器5的觸點電連接的交流電相位 檢測端檢測交流電的相位信息，從而在過零點時控制過零驅動電路2驅動 繼電器5通或斷，從而實現了過零保護的功能，延長了繼電器的使用壽命， 減少斷路器5應頻繁通斷對電網的影響。
上述超聲波及紅外感應開關的工作方法，包括中央控制單元3通過環 境亮度感應電路測得環境亮度低于第一預設閥值時，若放大電路7輸出的信 號弱于第二預設閥值而強于第三預設閥值時，第一比較電路8有第一感應信 號輸出，而第二比較電路9無信號輸出。
若放大電路7輸出的信號不弱于第二預設閥值時，第一比較電路8無信 號輸出而第二比較電路9有第二感應信號輸出；若紅外傳感器6測得紅外信 號，并使中央控制單元3的第一感應信號輸入端有第一感應信號輸入且持續 時間短于30秒，則中央控制單元3經繼電器驅動電3各2控制^^皮控交流回3各10 導通O. 5-l分鐘后關閉。
若中央控制單元3的第二感應信號輸入端有第二感應信號輸入且持續 時間不短于30秒，則中央控制單元3經繼電器驅動電路2控制被控交流回路 10導通5-IO分鐘后關閉。
若中央控制單元3的第一感應信號輸入端有第一感應信號輸入且持續 時間不短于30秒，則中央控制單元3經繼電器驅動電路2控制被控交流回路 10導通8-15分鐘后關閉；若^皮控交流回路10關閉后20秒內，中央控制單元3 獲得第一感應信號或第二感應信號，控制被控交流回^各10導通8-30分鐘后 關閉。其中，具體的第一預設閥值、第二預設閥值、第三預設閥值、第四 預設閥值由電路采用的元器件的參數決定。
權利要求1、一種超聲波及紅外感應開關，其特征在于包括整流濾波穩壓電路(1)、與整流濾波穩壓電路(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)的交流電壓過零點時通斷的繼電器驅動電路(2)、與繼電器驅動電路(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強度的紅外信號的第一比較電路(8)和第二比較電路(9)、與中央控制單元(3)相連的語音喇叭電路(17)、超聲波發射器(15)、超聲波發射驅動電路(14)、超聲波收發控制單元(13)、超聲波接收放大電路(12)和超聲波接收器(11)；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)的第一感應信號輸入端和第二感應信號輸入端相連；超聲波收發控制單元(13)的發射控制輸出端與超聲波發射驅動電路(14)的控制輸入端相連，超聲波發射驅動電路(14)的輸出端與超聲波發射器(15)相連，超聲波收發控制單元(13)的接收控制輸出端與超聲波接收放大電路(12)的控制信號輸入端相連；超聲波接收器(11)的信號輸出端與超聲波接收放大電路(12)的超聲信號輸入端相連，超聲波接收放大電路(12)的信號輸出端與中央控制單元(3)的超聲感應信號輸入端相連。
2、 根據權利要求1所述的超聲波及紅外感應開關，其特征在于所述 中央控制單元(3 )的手動控制信號輸入端連接有用于設定中央控制單元(3 ) 的工作狀態的手動控制單元(4)。
3、 根據權利要求1所述的超聲波及紅外感應開關，其特征在于所述 放大電路(7)包括至少一個運放，該運放的同相端接所述紅外傳感器(6) 的輸出端，該運放的反相端依次串接電解電容和熱敏電阻后接地。
4、根據權利要求1所述的超聲波及紅外感應開關，其特征在于所 述中央控制單元(3)具有環境亮度檢測信號輸入端，用于連接環境亮度感 應電路(16);環境亮度感應電路(16)包括光敏電阻及與光敏電阻相連 的運算放大器。
專利摘要本實用新型涉及一種超聲波及紅外感應開關，包括整流濾波穩壓電路、在過零點時通斷的繼電器驅動電路、磁保持繼電器、中央控制單元、紅外傳感器、第一比較電路、第二比較電路、超聲波發射器、超聲波發射驅動電路、超聲波收發控制單元、超聲波接收放大電路和超聲波接收器；中央控制單元根據第一感應信號和第二感應信號的持續時間，控制被控交流回路導通相應的時間長度；同時，中央控制單元根據超聲感應信號的變化而判斷被監控物品是否存在位移，若存在位移，則控制被控交流回路導通，并控制語音喇叭電路報警。
文檔編號H03K17/94GK201383804SQ2009201462
公開日2010年1月13日 申請日期2009年3月25日 優先權日2009年3月25日
發明者陳福華 申請人:溫州市麥特力克電器有限公司