專利名稱：聲光自動控制限時節電燈頭的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及民用電照明燈頭。
日常用的電燈泡燈頭包含上蓋及安裝電燈用金屬卡口及連接線路的金屬彈簧片，不論帶開關或不帶開關，都需要人來開、關電燈，在不需要照明時，若忘記關燈，則造成了電能的浪費，特別是在公共走廊、廁所等地方尤為嚴重。又使燈泡壽命縮短。目前國內外雖有采用聲音觸發、紅外線觸發、無線電感應觸發、磁敏觸發等方式設置自動燈開關，但多為分離式，功能單一，沒有在燈頭創新，達到聲光控制，自動開關電燈泡的目的。加之電路復雜，成本偏高，性能價格比低，不利于推廣。雖然也有用光檢測控制的，但在光照變化較大的環境中只要有一絲光干擾，整個電路系統原設定的控制功能就要立即失效，要解決這一問題，必需采用兩個以上集成電路塊，勢必增加成本，不宜推廣民用。
本實用新型的目的在于提供一種最新型的聲光自動控制限時節電燈頭，達到在白天用光控自動關燈，晚間用聲控自動開燈，燈開亮至工作所需的時候，又自動熄滅的目的。
本實用新型的目的可以通過以下措施來達到將一塊聲光控制自動限時工作電路組件板置于已有的不帶開關的電燈頭中部，它由聲音檢測放大波形變換電路，光通量檢測電路，單穩態觸發自保鎖定延時電路，供電電路等組成。只用一只555時基集成電路塊利用本身管腳的功能，在其輸出端3腳和復位端4腳間連接一普通開關二極管D4，設置了“自保鎖定”電路以保證電燈在夜間被觸發開亮后，能不怕任何光干擾穩定工作完預定的時間后，自行熄滅；而在白天又能可靠地關斷燈頭電源。
該實用新型僅用一只集成電路塊和少量元器件組成集合體，成批生產成本低，整體印刷板排板緊湊，小巧易于裝配，使用安全方便省電，只要嚴格篩選元器件，只需調測兩個元件即可裝成整機。據實測電路組板自身耗電極微，關閉等待時約需0.08瓦。開啟工作時約需0.16瓦。由于每啟動一次約60秒，如安裝于樓梯口以每晚工作12小時，燈泡功率為60瓦計算，本聲光自動控制限時節電燈頭，設有100人啟動點亮，實耗電為60／3600×100×60≈0.1(度)，而現在使用的普通燈頭耗電為12×60＝0.72(度)，全年可節電226.3度。效果是很明顯的。另外本燈頭可拓展其用途為將燈頭輸出的交流電與其它報警設備的供電部分相接，并將報警裝置安裝于室內，本實用新型安裝于住宅樓梯口入門處，即可延伸為夜間來人報警裝置。
本實用新型的解決方案，可用以下附圖進一步說明。
圖1是聲光自動控制限時節電燈頭結構簡圖。1、自攻螺釘，2、用普通燈泡上部金屬卡來連接該實用新型于普通燈頭上，3、外殼上蓋，4、電路組件板，5、外殼下盒，6、用現行燈頭的卡口作燈泡掛口，其上有電源連接簧片。
圖2是聲光自動控制限時節電燈頭電路方框圖。
圖3是聲光自動控制限時節電燈頭實施例電原理圖。
白天，當光通量較大，日照較強時，由于光電二極管D3檢測到這一環境使其亮阻很小，只有1千歐左右。晶體三極管(NPN)BG3的基極經由電阻R9，光電三極管D3的亮阻注入較大的電流而飽和導通。其集電極到發射極之間的飽和壓降只有0.2伏左右。此時，NE555型時基集成電路的復位端4腳的電位被強制在低電位。由于NE555時基集成電路本身接成單穩態觸發電路和內部功能決定，不論它先前是怎樣一種工作狀態，都將被強制地使其輸出端3腳為低電平，沒有電流或只有很小的電流經由電阻R8傳送給雙向可控硅SCR的控制極G，不足以使SCR導通而呈現截止，即開關處于開斷狀態，負載上沒有電，燈泡也就不亮。如果日光不夠強，如傍晚和黎明時期，BG3不完全飽和，但部分導通時，其集電極上有一定的電壓，則″555″的第4腳的電位也不一定很低。此時，″555″集成塊的3腳可能還有一定的電壓輸出，但又不足以完全觸發SCR控制極，使其出現介于導通和不導通的狀態。如迂有聲觸發則負載(燈)會發生微微閃爍。但由于有二極管D4和三極管BG3所構成的″自保鎖定″電路的作用，只要3腳的輸出電位高于BG3集電極，即″C″點電位，0.7伏，D4必然導通，3腳輸出之高電平也必然經開關二極管D4，三極管BG3集電極到發射極入地泄放，從而保證了3腳始終為低電平，SCR被可靠地截止關斷，燈泡不發生閃爍。一到晚間，當光通量小到一定量，光電二極管檢測到此時的環境光已到了可點亮燈時，光電二極管呈現較大的電阻值，最大可達555K歐以上，可由R9調節光檢測靈敏度，三極管BG3因基極無注入電流而截止。集電極C到發射極間呈很大的電阻。此時，555時基集成電路復位端4腳一方面經電阻R7與電源Vcc相連而為高電平，由于555時基電路內部功能決定，此時其輸出端3腳只要在觸發端2腳送一觸發負脈沖，則一定會輸出一個約等于電源電壓Vcc的高電平。這個高電平經電阻R8向SCR控制極饋送一個觸發脈沖而使SCR導通，負載(燈)的A端經SCRT1到T2與市電電源一根線相連，另一端B直接與市電電源另一根線相連而得到供電而點亮。另一方面，因″555″3腳此時為高電平Vcc，必定高于經R7和BG3集電極到發射極的分壓電壓值，即高于C點電平，開關二極管D4導通。″555″時基集成的3腳的高電平必然經二極管D4饋送給″555″4腳，以保持4腳的電平始終是高電平，直到本實用新型預設的限制工作時間完成，″555″3腳出現低電平為止。在這段時間中，無論外界環境光發生什么變化都不會干擾該燈頭的正常工作程序，使電路起到了″自保鎖定″作用。這種利用一只普通開關二極管在″555″時基集成電路輸出端和復位端之間連接實現電路狀態的″自保鎖定″功能是首創。按上述一到夜間，″555″時基集成電路4腳才接在高電位上，因此，起到了光控的目的，為夜間聲音啟動燈頭 打開作了前題準備。本實用新型的″聲音檢測放大波形變換電路″由駐極話筒MIC電阻R1、R2、R3、R4、R5，微調電位器W1、W2，電容器C3、C4、C5以及晶體三極管BG1、BG2組成。R1為駐極話筒的饋電電阻，采用駐極話筒是為了提高該燈頭的聲音檢測靈敏度；C3為音頻耦合和隔直流電容，BG1、BG2組成直耦放大器；R2和W1為放大器的偏置電阻，R4為直流負反饋電阻，用來穩定工作點；C4為交流旁路電容，用以補償放大器的交流增益；R3為放大器的輸出負載。放大后的信號經C5和W2組成的微分電路進行波形變換，將駐極話筒檢測到的猝 發的微弱的聲音，比如說話聲、腳步聲、掏鑰匙聲、手掌聲、咳嗽聲中的一定頻率分量的信號放大后再變為一個負向觸發脈沖，施加到″555″時基集成電路的觸發端2腳上。事先，經R5和W2將2腳的電位調定在略高于1／3Vcc，一當有負向觸發脈沖時，由″555″時基集成電路組成的單穩態觸發電路內部功能決定，又因4腳為高電位，它的輸出端(3腳)則必定是高電平輸出，使SCR觸發導通，照明燈泡點亮。從點亮的一瞬間開始，電源電壓Vcc經電阻R6向電容C6組成的時延電路向C6充電。在此之前，電容C6上集累的電荷已經″555″集成電路的(7腳)放電端放電器為零。R6的電阻值和C6的電容值決定了充電的時間常數τ。按經驗式，如R6取為220千歐，C6取為220μf時，τ＝1.1×R6×C6≈53秒。調整R6或C6的數值可以改變時間常數的大小。這一時間常數決定了本燈頭的限制工作時間，即延時時間。當C6上的電壓隋著充電時間的延續逐漸升高到2／3Vcc時，″555″時基集成組成的單穩態觸發電路立即又發生翻轉，為低電平輸出。照明燈泡也就自動熄滅。一周期完成了。本實用新型的供電電路包括了負載(燈)驅動開關和燈頭電源兩部分；電阻R8和雙向可控硅SCR組成負載(燈)驅動開關，為照明燈提供了一個電子開關，二極管D1，D2穩壓管DW，阻容降容壓電容C1和電阻R10，濾波電容C2組成本燈頭的直流供電電路。特點是省去了耗能，重量和體積稍大的電源變壓器，為本燈頭的小型化，通用互換性提供了條件。220伏市電經C1，R10降壓后，由D1和D2全 波整流，DW穩壓二極管穩壓，C2濾波后輸出約8伏左右的直流電壓(VCC)供本燈頭各電路使用。
權利要求1.一種聲光自動控制限時節電燈頭包含了燈頭上蓋，安放燈泡的下卡口及接通線路的金屬彈簧片，其特征在于在燈頭中間部位設置有聲、光自動控制限時電路組件板，組件板主要由高靈敏光敏二極管光檢測電路、駐極話筒聲音檢測直耦放大和微分電路實現波形變換，單穩態觸發自保鎖定延時電路組成。
2.按權要求1所述聲光自動控制限時節電燈頭，其特征是采用一只普通開關二極管將其正極連接于時基集成電路的輸出端3腳，其負極連接于時基電路的復位端4腳與一只NPN型三極管BG3組成“自保鎖定”電路。該電路充分利用了“555”時基集成電路自身固有功能和二極管的單方向導電性實現了本燈頭工作狀態的“自保鎖定”，保證燈頭在預設的工作限時內穩定可靠，不怕任何光干擾和影響，在光線變化緩慢時，燈泡也不發生閃爍。
專利摘要聲光自動控制限時節電燈頭為民用電照明燈頭。該燈頭在普通民用電燈泡燈頭中部增加了僅用一只時基集成電路和其它元器件組成的聲音和光檢測、限時電路組件板以達到白天自動關斷，夜間由腳步聲、擊掌聲或說話聲自動開啟，點亮幾秒鐘后又自動關閉的目的。另外，本燈頭首次采用了普通開關二極管自保鎖定電路，使該燈頭的開、關工作可靠。使用本燈頭可以達到節電、增長燈泡壽命和夜間有人自動開燈，無人便自動關斷的目的。
文檔編號H03K17/94GK2068742SQ9021241
公開日1991年1月2日 申請日期1990年3月15日 優先權日1990年3月15日
發明者袁倫成 申請人:袁倫成