專利名稱：具有聲控、光控、延時(shí)三功能的節(jié)電開關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬H01H中的電開關(guān)類技術(shù)，它涉及到一種節(jié)電開關(guān)的結(jié)構(gòu)。
目前電燈已是人民生活中最普遍的照明用具，但因?yàn)殡娏Φ牟蛔?，?jié)電的問題還是個(gè)長期的任務(wù)。對于普通的開關(guān)來說，稍一疏忽忘記操作，就能造成晝夜通明，形成大量的電能和資金的損失，若能有自動(dòng)的開關(guān)則能既方便而已經(jīng)濟(jì)。經(jīng)調(diào)查知，現(xiàn)有的節(jié)電開關(guān)中，有聲控延時(shí)的，也有光控延時(shí)的，而聲控、光控加延時(shí)三種功能兼?zhèn)涞纳星覜]有。如CN87210193《聲控自動(dòng)延時(shí)開關(guān)》，它有自動(dòng)開和自動(dòng)關(guān)的功能，但對晝夜則不能選擇，在活動(dòng)頻繁的白天，它也在不停的工作，若解決此問題還得加一級(jí)人工白天控制的開關(guān)；另外，它電路上采用的是分離元件，它的功率開關(guān)采用的是繼電器，耗能大且有觸點(diǎn)，因此在穩(wěn)定性、可靠性、及壽命上也都有不足之處。
本實(shí)用新型的目的為克服前述開關(guān)的缺點(diǎn)，為方便照明和節(jié)電，特提供一種具有聲控、光控和延時(shí)三種功能的自動(dòng)開關(guān)，它便于用戶使用、安裝，并有可靠的節(jié)電效果。
按如上構(gòu)思，本方案所提供的具有聲控、光控、延時(shí)三功能的節(jié)電開關(guān)的具體特征是它由外部殼體和內(nèi)部的節(jié)電開關(guān)電路所構(gòu)成。其外殼可以作成燈頭和燈泡之間的接插件的形式，由與燈頭的聯(lián)接部分(3)、與燈泡的聯(lián)接部分(1)、及帶有電位器調(diào)節(jié)孔、話筒的聲孔和光敏電阻透光孔的裝控制元件的殼體(2)組成；其外殼也可以作成燈頭基座的形式，由燈泡的安裝口(1)及帶基板裝控制元件的殼體(4)組成。它的內(nèi)部的節(jié)電開關(guān)電路是由穩(wěn)壓電源、聲電轉(zhuǎn)換器、音頻放大器、電壓比較器、光電轉(zhuǎn)換器、光控電壓比較器、可重觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)延時(shí)電路、及雙向可控硅開關(guān)所組成。其穩(wěn)壓電源包括變壓器、二極管全波整流及帶有穩(wěn)壓器的π型濾波器，輸出是5V的直流。聲電轉(zhuǎn)換器是由串聯(lián)的駐極體話筒MIC和供給它偏流的電阻R1構(gòu)成。其音頻放大器，由耦合用的高通濾波器C1R2及R3、R4、R5、C2與YF1組成的反相放大器，耦合電阻R4與C1串聯(lián)后接在聲電轉(zhuǎn)換器的中點(diǎn)和YF1的負(fù)輸入端，C2、R3并聯(lián)后一端接YF1的正輸入端，一端接地，反饋電阻R5接在YF1的負(fù)輸入端和輸出端之間。它的聲控電壓比較器是由提供比較電位的電位器W1和YF2組成，YF2的負(fù)輸入端與YF1的輸出端相聯(lián)，正輸入端與電位器W1的中點(diǎn)相聯(lián)，其輸出端接時(shí)基電路的觸發(fā)端2腳。它的光電轉(zhuǎn)換器是由串聯(lián)的光敏電阻GR和電位器W2構(gòu)成。光控電壓比較器是由提供比較電位的串聯(lián)分壓器R11、R12、YF4及耦合二極管D4組成，YF4的負(fù)輸入端與電位器W2的中點(diǎn)相聯(lián)，正輸入端與R11、R12分壓器中點(diǎn)相聯(lián)，輸出端與耦合二極管的正端相聯(lián)。它的可重觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)延時(shí)電路由重觸發(fā)器YF3、延時(shí)電路和時(shí)基電路塊組成，其中延時(shí)電路由W3、R6及電容C5串聯(lián)而成，其延時(shí)電路一端接正、一端接地，電容的正端接時(shí)基電路塊的6、7腳，重觸發(fā)器由YF3和R9、R10的比較分壓電路及耦合用的二極管D3組成，分壓器的中點(diǎn)接YF3的負(fù)輸入端，其正輸入端與YF2的輸出端及時(shí)基電路塊的觸發(fā)端2腳相聯(lián)，時(shí)基電路集成塊的8腳接正，1腳接地、5腳接電容C6接地，3腳為輸出端。可控硅開關(guān)是由放大器及可控硅管構(gòu)成，晶體管放大器BG1的基極接時(shí)基電路的輸出端，負(fù)載電阻R7由發(fā)射極接地，耦合電阻R8由BG1的發(fā)射極接可控硅管SCR的觸發(fā)極，SCR的正負(fù)極串聯(lián)在電源和燈泡之間，BG1的反饋二極管D5的正端接基極、負(fù)端與YF4的耦合二極管的負(fù)端相接并與時(shí)基電電的復(fù)位端4腳相聯(lián)，再經(jīng)過R13接地。
采用本方案能體現(xiàn)如下的優(yōu)越性①本方案的節(jié)電開關(guān)具有光控、聲控及延時(shí)三種功能，使用起來方便、可靠且經(jīng)濟(jì)，保證在白天或光線充足時(shí)開關(guān)不會(huì)工作；②該電路采用集成電路，集成度高，可保證工作穩(wěn)定且壽命高；③本方案的聲控部分設(shè)有可重觸發(fā)的技術(shù)措施，保證在需要時(shí)能連續(xù)不間斷的工作，可獲得滿意效果；④聲控部分用駐極體話筒作聲電轉(zhuǎn)換器，比采用壓電陶瓷的靈敏度高，開關(guān)采用無觸點(diǎn)的可控硅型式，工作可靠準(zhǔn)確而且壽命長；⑤結(jié)構(gòu)簡單，容易制造，使用方便，易于推廣。
圖1是本方案具有聲控、光控、延時(shí)三功能的節(jié)電開關(guān)作成燈頭、燈泡接插件形式的外觀示意圖。
圖2是本方案節(jié)電開關(guān)作成燈頭基座形式的外觀示意圖；圖3是本方案節(jié)電開關(guān)電路的電原理圖。
圖中(1)－燈泡的安裝口；(2)－帶有電位器調(diào)節(jié)孔、話筒聲孔及光敏電阻透光孔的裝控制元件的殼體；(3)－與燈頭的聯(lián)接部分；(4)－帶有安裝基板的裝控制元件的殼體；(B)－變壓器；(D1～D5)－二極管；(MIC)－駐極體話筒；(YF1～YF4)－運(yùn)算放大器集成電路；(NE555)－時(shí)基電路集成塊；(SCR)－雙向可控硅；(GR)－光敏電阻；(7805)－穩(wěn)壓集成塊。
現(xiàn)結(jié)合

其工作原理。本方案采用光控措施是保證在需要時(shí)如黑夜或光線較暗作為開關(guān)的工作前提條件。光線由強(qiáng)到弱變化時(shí)光敏電阻值的變化由小到大，當(dāng)光線暗時(shí)GR阻值大，W2中點(diǎn)的電位較低，在比較器中當(dāng)負(fù)輸入端低于正輸入端的電位時(shí)，則輸出端為高電位，經(jīng)D4傳到NE555的復(fù)位端，由于4腳的高電位使得開關(guān)電路可以進(jìn)入工作狀態(tài)。聲電轉(zhuǎn)換器可以把變化的聲頻信號(hào)轉(zhuǎn)變成相應(yīng)變化的電壓信號(hào)，經(jīng)高通濾波器C1、R2送到音頻信號(hào)放大器YF1，高通濾波器只允許音頻以上的信號(hào)通過，R3、R4、R5、C2和YF1構(gòu)成反相放大器，其放大倍數(shù)為R5／R4，設(shè)C2旁路是為防止自激，由于電路為單電源供電，故該放大器兼有整流作用，只對負(fù)向聲頻信號(hào)反相放大，其輸出端得到放大的正向脈沖，送入YF2比較器，W1提供比較電壓，當(dāng)音頻信號(hào)放大后其電壓高于W1中點(diǎn)的電壓時(shí)，YF2的輸出端將出現(xiàn)一個(gè)＋5V到0再到＋5V的負(fù)跳變脈沖，此脈沖送到時(shí)基電路中的觸發(fā)端2腳，供觸發(fā)用。當(dāng)YF2輸出端觸發(fā)脈沖觸發(fā)時(shí)基電路的同時(shí)，由于有瞬時(shí)的OV出現(xiàn)，使得在YF3中正輸入端的電壓低于負(fù)輸入端的電壓，此時(shí)輸出端成低電位，C5經(jīng)W3、R6將平時(shí)充好的電位經(jīng)D3泄入YF3，C5重新充電，當(dāng)C5正端達(dá)到10／3V時(shí)NE555時(shí)基電路翻轉(zhuǎn)，停止觸發(fā)的工作狀態(tài)。C5的充電時(shí)間可用W3調(diào)整，形成一次工作延時(shí)。在一次延時(shí)內(nèi)又有信號(hào)傳來，可使YF2輸出高電位0再到高電位的觸發(fā)脈沖，這時(shí)瞬間的OV使得YF3也出現(xiàn)瞬時(shí)的低電位，使C5放電，重新開始新的延時(shí)，這樣在不斷有信號(hào)傳來時(shí)信號(hào)不斷觸發(fā)，C5一次次放電，重新開始延時(shí)，就保證工作狀態(tài)的聯(lián)續(xù)穩(wěn)定。當(dāng)時(shí)基電路的4腳為高電位時(shí)，2腳有低電位觸發(fā)，則輸出端3腳呈高電位當(dāng)C5充到10／3V時(shí)6、7腳呈高電位，則使時(shí)基電路翻轉(zhuǎn)，3腳變低，同時(shí)使C5放電，開關(guān)停止工作。當(dāng)3腳為高電位，BG1導(dǎo)通，觸發(fā)SCR可控硅導(dǎo)通，燈泡點(diǎn)亮。BG1反饋線路中的D5和YF4的輸出耦合電路的D4對4腳來說是個(gè)“或”的關(guān)系；當(dāng)光線暗時(shí)YF4通過D4給4腳以高電位，BG1導(dǎo)通點(diǎn)亮燈泡時(shí)D5也給4腳提供高電位，只要4腳處于高電位就使整個(gè)開關(guān)有工作的可能。當(dāng)燈光照在光敏電阻上，使得YF4的輸出端變成低電位時(shí)，由于D4的作用D5仍能保持4腳的高電位，保證工作正常，只有延時(shí)期滿6、7腳呈高電位時(shí)時(shí)基電路翻轉(zhuǎn)，燈泡才被關(guān)斷。
在本方案的實(shí)施例中MIC采用駐極體話筒，光敏電阻采用MG45－32型，雙向可控硅采用SCR 1A／400V，D1～D5采用IN4001。YF1～YF4采用四運(yùn)放集成塊LM324，時(shí)基電路采用NE555。本方案的樣品經(jīng)運(yùn)轉(zhuǎn)使用證用工作正常穩(wěn)定，聲頻信號(hào)觸發(fā)靈敏準(zhǔn)確，不會(huì)出現(xiàn)白天亮燈的現(xiàn)象，延時(shí)可在2～100秒內(nèi)調(diào)整。由于工作穩(wěn)定，故節(jié)電效果明顯。特別適用于無人照管的公共地段。
權(quán)利要求1.一種具有聲控、光控、延時(shí)三功能的節(jié)電開關(guān)，其特征是它由外部殼體及內(nèi)部的節(jié)電開關(guān)電路所構(gòu)成，它內(nèi)部的節(jié)電開關(guān)電路是由穩(wěn)壓電源、聲電轉(zhuǎn)換器、音頻放大器、電壓比較器、光電轉(zhuǎn)換器、光控電壓比較器、可重觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)延時(shí)電路、雙向可控硅開關(guān)所組成的。
2.按照權(quán)利要求1所述的節(jié)電開關(guān)，其特征是它的外殼是一個(gè)燈頭與燈泡間的接插件，它由與燈頭的聯(lián)接部分(3)、帶有電位器調(diào)節(jié)孔、話筒的聲孔及光敏電阻透光孔的裝控制元件的殼體(2)、及燈泡安裝口部分(1)組成的。
3.按照權(quán)利要求1所述的節(jié)電開關(guān)，其特征是它的外殼是一燈頭基座，它是由帶有安裝基板的并帶有電位器調(diào)節(jié)孔、話筒聲孔及光敏電阻透光孔的裝控制元件的殼體(4)及燈泡安裝口部分(1)組成的。
4.按照權(quán)利要求1所述的節(jié)電開關(guān)，其特征是它的節(jié)電開關(guān)電路的穩(wěn)壓電源是由變壓器B、二極管全波整流、穩(wěn)壓器及π型濾波器組成的；其聲電轉(zhuǎn)換器是由串聯(lián)的駐極體話筒MIC與供給它偏流的電阻R1構(gòu)成；其音頻放大器由耦合用的高通濾波器C1R2及R3、R4、R5、C2與YF1組成的反相放大器，耦合電阻R4與C1串聯(lián)后接在聲電轉(zhuǎn)換器中點(diǎn)和YF1的負(fù)輸入端，C2和R3并聯(lián)后一端接在YF1的正輸入端，另一端接地，反饋電阻R5接在YF1的負(fù)輸入端與輸出端之間；其電壓比較器由提供比較電位的電位器W1和YF2組成，YF2的負(fù)輸入端與YF1的輸出端相聯(lián)，正輸入端接電位器W1的中點(diǎn)；其光電轉(zhuǎn)換器是由串聯(lián)的光敏電阻GR和電位器W2構(gòu)成；光控電壓比較器是由提供比較電位的串聯(lián)分壓器R11、R12、YF4和耦合二極管D4組成，YF4的負(fù)輸入端與電位器W2的中點(diǎn)聯(lián)接，正輸入端接R11R12分壓器的中點(diǎn)，輸出端接耦合二極管D4的正端，D4的負(fù)端接時(shí)基電路的復(fù)位端腳4；可重觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)延時(shí)電路由重觸發(fā)器YF3、延時(shí)電路和時(shí)基電路塊構(gòu)成，它的延時(shí)電路由W3、R6及C5串聯(lián)而成，電容的正端接時(shí)基電路塊的6、7腳，重觸發(fā)器由YF3和R9、R10的比較分壓電路及耦合用的二極管D3構(gòu)成，分壓器的中點(diǎn)接YF3的負(fù)輸入端，其正輸入端接YF2的輸出端及時(shí)基電路塊的觸發(fā)端2，時(shí)基電路采用集成塊，8腳接正，1腳接地，5腳經(jīng)電容C6接地，3腳為輸出端；可控硅開關(guān)由放大器及可控硅管構(gòu)成，晶體管放大器的基極接時(shí)基電路的輸出端，負(fù)載電阻R7由發(fā)射極接地，耦合電阻R8由晶體管發(fā)射極接可控硅管SCR的觸發(fā)端，SCR的正負(fù)極串在電源和燈之間，反饋二極管D5正端接BG1的基極，負(fù)端接時(shí)基電路塊的復(fù)位端4腳后經(jīng)R13接地。
專利摘要本實(shí)用新型屬于電開關(guān)類技術(shù)。為克服現(xiàn)有技術(shù)中節(jié)電開關(guān)無光控功能及開關(guān)均為有觸點(diǎn)形式的不足，特別供具有聲控、光控及延時(shí)三功能的節(jié)電開關(guān)。它由穩(wěn)壓電源、聲電及光電轉(zhuǎn)換器、比較器、音頻放大器、可重觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)延時(shí)電路及雙向可控硅開關(guān)組成。本方案采用集成電路，有可重觸發(fā)的措施，因此工作可靠，可避免白天亮燈；外殼形式多樣，使用方便；由延時(shí)電路控制，按時(shí)關(guān)閉，因此具有節(jié)電明顯的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H03K17/28GK2089675SQ9120068
公開日1991年11月27日 申請日期1991年1月18日 優(yōu)先權(quán)日1991年1月18日
發(fā)明者李常青, 趙長福, 李海暄 申請人:李常青, 趙長福, 李海暄