專利名稱:微計算機控制的燈開關(guān)的制作方法
本發(fā)明涉及一種手動開關(guān)，例如用來控制燈具光強度的壁裝燈開關(guān)，具體涉及使用帶有微計算機的開關(guān)啟動的一種光強控制器，微計算機啟動控制程序來調(diào)節(jié)光強度。
帶有調(diào)光器的壁裝燈開關(guān)日益盛行，尤其盛行在需要精確控制特殊室內(nèi)光強度的住宅里使用。這種燈開關(guān)通常包括一個手動可變電阻，用來控制燈的輸入電壓，可變電阻串接在家用交流電源線上，希望這種開關(guān)具有一種特性能使燈從全功率開態(tài)或全功率關(guān)態(tài)回復(fù)到預(yù)定的光強度。然而，目前這種開關(guān)沒有這種記憶能力，只有依靠手動和估計才可使先前確定的光強度重現(xiàn)。
然而，有一種按式啟動的調(diào)光器，用來控制從暗到亮、再從亮到暗的周期變化，它有這樣一種記憶功能，就是當(dāng)將手離開開關(guān)時就會使周期變化停止，并把該點的光強度記在存儲器內(nèi)。按一次開關(guān)關(guān)燈，再按一次，燈按照存在存儲器內(nèi)的光強值恢復(fù)到先前的光強值。盡管這是對手動可變電阻調(diào)光器的一種改進，然而這種調(diào)光器要求使用者手動操作一個從暗到亮的全周期才能達到所需的光強值。這后一種開關(guān)稱為DECORA按式調(diào)光器，它是由紐約利特爾內(nèi)克(Littleneck)總公司所屬的萊維敦(Leviton)制造公司生產(chǎn)的，然而，這種DECORA按式調(diào)光器缺乏某種藝術(shù)效果所需的多方面適應(yīng)性，例如從一種亮度自動漸變到另一種亮度，并且它不能改變方向，即在增加光強度或減弱光強度時，不能在沒有完成一個從暗到亮又從亮到暗這樣一個完整周期的情況下從一個方向改變到另一方向。此外，這種按式調(diào)光器不能“遙控”，不能使遠處(例如門廳或另一房間的)人們直接使用它。全功能遙控普遍采用兩位的燈開關(guān)來實現(xiàn)，但是，由于電站的復(fù)雜性，全功能控制一直未用于調(diào)光器。
還有另一種按式光控裝置在漢密頓(Hamilton)的第3，805，096號美國專利和逢坡(Hosaka)等人的第4，359，670號美國專利中已予說明。這些裝置能對“按”的持續(xù)時間起響應(yīng)，執(zhí)行各種控制功能。但不包括光從一種強度到另一種強度的自動漸變的功能。
在過去，自動漸變方式只用于舞臺燈光系統(tǒng)，這種系統(tǒng)采用非常復(fù)雜的開關(guān)輸入電路，例如鍵盤指令或若干組精制的開關(guān)組，這種系統(tǒng)的幾個實例在威廉斯(Willians)第4，241，295號美國專利;延奇(Dinges)等人的第4，240，011號美國專利，范布倫(Van Buren)第3，706，914號美國專利和艾薩克(Isaacs)第3，766，431和3，668，467號美國專利上都已說明了。
本發(fā)明提出一種具有多方面高度適應(yīng)能力的微計算機控制光強度開關(guān)，它依靠向微計算機提供輸入信號的一對非鎖定開關(guān)進行工作。這對非鎖定開關(guān)以“上”和“下”兩個開關(guān)安裝在一塊折彎的按板上或安裝在一對單獨的按板上，它們通常置于“中間”位置。每個非鎖定開關(guān)與交流電源線串聯(lián)，以便當(dāng)任一個開關(guān)被按下時，就向計算機提供一串連續(xù)脈沖形式的信號。
當(dāng)此開關(guān)被按下(或是增強或是減弱方向)，微計算機首先判斷此開關(guān)的按下是瞬間的(即短暫的按通)，還是保持了一段比短暫持續(xù)時間還長的時間。當(dāng)此開關(guān)在“保持”狀態(tài)時，微計算機就按照開關(guān)指示的方向來改變光強度，或朝亮的方向改變，或朝暗的方向改變。接著，當(dāng)此開關(guān)被放開時，微計算機就把當(dāng)前的光強度值作為一個預(yù)置值存入它的存儲器內(nèi)。如果在某種靜態(tài)強度下，此開關(guān)起初在任一方向被“短暫按通”，則微計算機將使光強度向著預(yù)定值自動地前進或“漸變”，預(yù)定值可為“全功率開”，“全功率關(guān)”或“預(yù)置”。光強度漸變的速率可編入計算機程序。如果有必要，漸變速率可根據(jù)漸變是從暗到亮還是從亮到暗而改變。例如，可能有這樣的程序，即可使所有的“漸弱”比所有的“漸強”進行得慢些。當(dāng)光強度向著預(yù)置值漸變時，如果開關(guān)再被“短暫按通”，則微計算機將停止這種漸變，并使光強值突變到預(yù)定值。當(dāng)光源在預(yù)置值時，如果“短暫按通”“增強”開關(guān)，則光強度將漸變到最亮。如果此開關(guān)是在“漸弱”開關(guān)，并且光強度在預(yù)置位置對開關(guān)“短暫按通”，則光強度將漸變到零。這樣，計算機譯出指令的特性即“保持”或“短暫按通”，并確定當(dāng)前的控制方式，相應(yīng)執(zhí)行光強度控制功能。三種程序是“預(yù)置”、“自動漸變”和“突變”。
非鎖定開關(guān)提供從交流電源得到的輸入脈沖，并將它通過一個鉗位和半波整流網(wǎng)絡(luò)送到燈開關(guān)，因此，輸入到微計算機的是一串方波脈沖。微計算機有一個計數(shù)連續(xù)脈沖個數(shù)的內(nèi)部程序，以便判斷此開關(guān)是正被“短暫按通”還是處于“保持”狀態(tài)，并執(zhí)行相應(yīng)的控制程序方式。
微計算機通過可控硅固態(tài)開關(guān)連到光源(例如一個40～2000瓦的白熾燈泡)，可控硅在相對交流電源相位的一個預(yù)定相角的接通，來控制白熾燈的電源。為此目的，可控硅受到微計算機根據(jù)操作程序所產(chǎn)生的定時點火信號的控制，由過零點檢測器(它檢測出交流電源從正到負(fù)的過渡)使此點火信號與輸入電源同步。微計算機接收過零點信息并使它與微計算機的內(nèi)部時鐘信號同步，內(nèi)部時鐘信號控制可控硅點火信號的定時，以這種方式，可控硅點火信號的定時被校準(zhǔn)到所需的光強值上，并表示交流電源被選通到白熾光源時的相角。
當(dāng)“增強”或“減弱”兩開關(guān)中的任一個處于“保持”狀態(tài)時，計算機首先檢測當(dāng)前的光強值。然后，微計算機通過點火信號點燃可控硅(或是超前于選通交流波形的相位，或是滯后于它)使光強值以預(yù)定的增量增加(對應(yīng)于“增強”)或減小(對應(yīng)于“減弱”)，只要任何一個開關(guān)“保持”接通，光強值將逐漸增強或減弱。每當(dāng)光強值增加一個增量時，它就取代了存儲器里當(dāng)前的光強值，并繼續(xù)在一個閉合環(huán)路內(nèi)取樣直到開關(guān)被放開為止。當(dāng)開關(guān)被放開時，當(dāng)前的光強值作為預(yù)置值存入存儲器內(nèi)。
當(dāng)任一開關(guān)被“短暫按通”時，微計算機就詢問存儲器，以便弄清楚當(dāng)前光強值是否等于預(yù)置值。這就決定了是否進行漸變，或者光強值是否不變。緊接著的控制方式(“漸變”和“突變”)取決于存儲器內(nèi)的新光強值是“預(yù)置”、“全功率開”還是“全功率關(guān)”、以及當(dāng)前的光強值是高于、低于還是等于此光強值。
這二個開關(guān)連接到120伏的交流電源干線上，由于開關(guān)總是處于“開”或“關(guān)”，并且光強值的調(diào)節(jié)功能不使用可變電阻，因此可以用一組與其并聯(lián)的遙控開關(guān)也連接到交流電源線來提供全部遙控功能。于是，在門廳或鄰近房間內(nèi)可放置另一種開關(guān)箱就能充分地重復(fù)先前開關(guān)箱的功能，而不需要雙倍的微計算機及其有關(guān)電路。這些遙控開關(guān)通過它們的壁裝開關(guān)箱與先前的開關(guān)并聯(lián)，形成微計算機的第二個并聯(lián)輸入信號。
本發(fā)明的主要目的是提出一種這樣的光強控制器，它按照使用者的要求在改變光強值方面可提供最大的靈活性。
本發(fā)明的另一個目的是提出一種這樣的光強控制器，它包括一個逐漸地使光強值從當(dāng)前值變到預(yù)置值的自動光強調(diào)節(jié)器。
本發(fā)明的第三個目的是提出一種這樣的光強控制器，它有一種用手動操作代替自動光強調(diào)節(jié)器使光強值從當(dāng)前光強值突變到預(yù)定值的裝置。
本發(fā)明的第四個目的是提出一種這樣的光強控制器，它具有上述特征，能安裝在標(biāo)準(zhǔn)的壁裝開關(guān)箱內(nèi)，并與標(biāo)準(zhǔn)的60赫茲家用交流電源相連接。
本發(fā)明的第五個目的是提供一種這樣的光強控制器，它受微計算機控制，并對給微計算機提供數(shù)字輸入信號的非鎖定開關(guān)所處的狀態(tài)起響應(yīng)。
本發(fā)明的第六個目的是提供一種這樣的光強控制器，它有多種光強控制方式，在這些方式中所選用的特定方式是非鎖定控制開關(guān)被按下的那段時間的函數(shù)。
本發(fā)明的第八個目的是提供一種具有全部遙控功能的壁裝光強控制器。
本發(fā)明上述目的和其它目的，特點及優(yōu)點通過本發(fā)明的以下詳述，并結(jié)合附圖就會更容易地了解到。
圖1是按照本發(fā)明組成的電路原理方框圖。
圖2是裝有圖1所示的本發(fā)明電路的壁裝開關(guān)的側(cè)視圖。
圖3是另一種壁裝開關(guān)的前視圖。
圖3(A)是圖3壁裝開關(guān)的側(cè)視圖。
圖4是說明圖1所示電路工作方式的流程圖。
圖4(a)是圖4流程圖的一個接讀部分。
圖4(b)是圖4流程圖的另一個接續(xù)部分。
圖5是說明對輸入到圖1電路所采用的光源干線電壓控制方式的波形圖。
光源10(以一個40～2000瓦功率的白熾燈光源為例)通過一個可控硅開關(guān)14連接到交流電源12。交流電源12是標(biāo)準(zhǔn)的家用電源(交流60赫茲，120伏)，可控硅開關(guān)14是一種雙向可控硅開關(guān)，可控硅開關(guān)14的控制線11連接到微計算機16，微計算機16由直流電源18供電，并有一個從過零點檢測器20來的輸入信號，過零點檢測器也連接到交流電源12。壁裝開關(guān)裝置22(圖1中虛線部分)包括一對非鎖定開關(guān)24a、24b和一個發(fā)光二極管指示器26，發(fā)光二極管指示器用總線28連到微計算機，總線可以是任何一種適合的多芯線。在圖1的實例中，線28是一種八芯總線，每個非鎖定開關(guān)24a和24b都分別有一個整流鉗位電路30a和30b，它們進行半波整流和電壓鉗位。開關(guān)24a和24b通過電阻17和二極管13、15連接到交流電源12，整流鉗位電路30a和30b的輸出端連接到微計算機16，作為微計算機16的輸入信號，微計算機16還內(nèi)含一個時鐘，例如它可以是一個晶體振蕩器32，微計算機16還有一個來自復(fù)位網(wǎng)絡(luò)34的輸入信號。遙控輸入電路19也并列輸入到電路30a和30b，遙控輸入電路19與包括電阻17(它連到交流電源)和二極管(13、15)在內(nèi)的開關(guān)網(wǎng)絡(luò)24a、24b在各方面全部相同。這樣，壁裝開關(guān)裝置22和遙控輸入電路19中的任一個都可以啟動下述操作。
在可控硅開關(guān)14和光源10之間有一個扼流圈(或感應(yīng)線圈)36，它扼制光源10的電流，如果沒有這個扼流圈36，在某些情況下，諸如光源10這樣的白熾燈里的燈絲會產(chǎn)生振蕩?？煽毓栝_關(guān)可輸出上升時間相當(dāng)快的交流脈沖。扼流圈36使這些脈沖波形變得平滑，以使在光源10內(nèi)不會發(fā)生減幅振蕩(沖擊激勵產(chǎn)生的)或寄生振蕩。
從整流鉗位電路30a和30b輸入到微計算機的是一串連續(xù)的方波脈沖，這些脈沖是從交流電源輸入通過開關(guān)24a或24b產(chǎn)生的。例如，如果按下開關(guān)24a，則電源電壓就送到整流鉗位電路30a進行半波整流，并將電壓峰值鉗位在適合微計算機輸入的電平(約為5伏)上。設(shè)置開關(guān)24a和24b能分別“增強”和“減弱”光強值，下文將從原理上詳細說明按下任何一個開關(guān)的后果。鑒于開關(guān)24a通常是增加光源10的亮度，因此可以認(rèn)為它是“增強”開關(guān)，而開關(guān)24b減小光源10的亮度，因而認(rèn)為它是“減弱”開關(guān)。因此整流鉗位電路30b向微計算機16輸入提供負(fù)向方波脈沖，而電路30a提供正向方波脈沖。當(dāng)本系統(tǒng)開始供電后，復(fù)位網(wǎng)絡(luò)34產(chǎn)生一個信號使微計算機復(fù)位，而不受直流電源18波動的影響。這種電路在電子技術(shù)中是眾所周知的。過零點檢測器20檢測交流電源12的輸入波形的過零點。這個過零點信息與晶體振蕩器32同步，以使可控硅開關(guān)14在對應(yīng)于過零點的預(yù)定時間接受來自交流電源12到光源10的選通電壓的控制。
微計算機16是一個單片微型控制器，它包括只讀存儲器和隨機存取存儲器。這種微型控制器是國家半導(dǎo)體公司(National Semiconductor Co)生產(chǎn)的。型號為COP 413L。這種微計算機16接收來自整流鉗位電路30a和30b的指令，并利用來自過零點檢測器20的信號，使這些指令信號與交流電源的零點同步，還通過連接線11向可控硅開關(guān)提供相應(yīng)的點火指令。微計算機16執(zhí)行的程序以及為達到程序結(jié)果對開關(guān)24a、24b所使用的操作方法將說明如下。
現(xiàn)在參閱圖4，4(a)和4(b)的流程圖，對于開關(guān)24a和24b，這里有四種可能的開關(guān)狀態(tài)，這些開關(guān)狀態(tài)都作為判定塊“增強保持”(up held)、“減弱保持”(down held)、“增強有效”(up valid)、“減弱有效”(down valid)來鑒定。還有一種可能性，即上述四種情況不存在，光源將保持當(dāng)前亮度值每次1/120秒繼續(xù)執(zhí)行過零點(“Z、C”)子程序(見圖4的下半部的虛線輪廓線)，這個子程序在連接線11上產(chǎn)生一個點火(或指令)信號來控制二端雙向可控硅開關(guān)的相角，并在60赫茲交流輸入電源的隔1/2周期內(nèi)可控硅以這個相角點火。如果有必要，過零點子程序可每隔一個半周期或每隔兩個半周期執(zhí)行一次。這樣，在此程序中可提供一種指令，在執(zhí)行過零點子程序之前來跳過一定數(shù)目的半周期。這種指令的作用是使自動漸變或預(yù)置得更慢些。
過零點子程序的第一步是確定當(dāng)前的光強值“C”是否等于一個新的或所需要的光強值，用字母“N”表示的新光強值可能是三個值中的一個，它可能等于“預(yù)置值”、“全功率開”或“全功率關(guān)”。這樣，在N等于C時，即在上述通常存在的四個判定塊中鑒別的開關(guān)狀態(tài)都沒有的情況，微計算機16將以自己內(nèi)部的時鐘為基準(zhǔn)來確定交流輸入波形的過零點的時間，一檢測出過零點已發(fā)生，微計算機16就開始計數(shù)，直到它達到交流電波形的當(dāng)前的半周期內(nèi)的某一時間點為止，在該時間點輸入電壓將使光源10達到所需的光強值N(見圖5)。這個時間點可以用輸入電源波形的相角來表示。在預(yù)定的相角處微計算機將使點火信號“點燃”可控硅開關(guān)14，將交流電壓波形的剩余部分選通到光源10。合成的輸入電壓(圖5中表示為“負(fù)載電壓”)是一種突然上升的脈沖，它的功率含量相當(dāng)于總的可供利用的輸入交流功率的一部分。這個突然上升的輸入脈沖波形由扼流圈36使之平滑，以便消除光源10的燈上振蕩和由于沖擊激勵產(chǎn)生的減幅振蕩。
可控硅開關(guān)14每半個周期點燃一次，在每次點燃后，微計算機16詢問來自電路30a和30b的輸入信號，以便判斷開關(guān)24a和24b的狀態(tài)。詢問程序和進行計算(以便確定正確的光強值)發(fā)生在輸入波形的每半個周期開始和終了的一段很短時間內(nèi)(這段時間如圖5的輸入波曲線的陰影部分所示)。在這段時間內(nèi)不產(chǎn)生點火信號，可控硅開關(guān)14保持關(guān)斷。然而，這些時間是周期內(nèi)輸入電壓最低時的那些點，因此對所用功率的影響是可以忽略的。
在每個取樣周期內(nèi)，微計算機16根據(jù)其在每個開關(guān)輸入處計數(shù)而得的來自電路30a和30b的序列方波脈沖的個數(shù)，判斷開關(guān)24a和24b的狀態(tài)，按下開關(guān)24a或24b，就使電路30a或30b在按開關(guān)的時間內(nèi)產(chǎn)生一串方波脈沖，因此，收到的序列脈沖的個數(shù)是使用者手按開關(guān)的按板(參考圖2和3)-能啟動開關(guān)24a和24b的按板-時間長短的函數(shù)。為了判斷是“保持”狀態(tài)還是“短暫按通”狀態(tài)，微計算機計數(shù)脈沖數(shù)。當(dāng)微計算機詢問一個開關(guān)輸入信號時，如果它讀得一個預(yù)定脈沖數(shù)“n”，它就可以將這種狀態(tài)譯為“保持”，如果它收到的脈沖數(shù)大于預(yù)定的最小數(shù)“m”，但小于“n”，它可以將這種開關(guān)狀態(tài)譯為“短暫按通”。這個預(yù)定的最小數(shù)是必要的，它可以使微計算機不至于把寄生雜波當(dāng)作有效的開關(guān)狀態(tài)。
再參閱圖4的上部，當(dāng)對來自整流鉗位電路30a的輸入取樣時，如果有n個脈沖被計數(shù)到，則微計算機16確定“增強”開關(guān)是處于“保持”狀態(tài)，然后，它確定當(dāng)前的光強值C是“全功率開”的光強值還是小于“全功率開”的光強值。如果當(dāng)前的光強值C是小于“全功率開”的光強值，則微計算機使C增大，同時令剛達到的這個新值等于C，并使預(yù)置值P等于C。然后執(zhí)行過零點子程序。這個環(huán)路的結(jié)果是只要使用者繼續(xù)按開關(guān)24a，微計算機16將在每半個周期內(nèi)使C增加一步，直到放開此開關(guān)為止。如果開關(guān)24b保持按著，則微計算機16將同時減小C，使N等于C，P等于C，直到光源或是“全功率關(guān)”掉或是直到使用者放開控制開關(guān)24b的按鈕為止。N＝C和P＝C的操作也是存儲器操作，N和P的值儲存在存儲器內(nèi)供以后的操作使用。上述的環(huán)路說明了光強度控制的預(yù)置方式，并在通過過零點子程序使光源10建立起一個新的光強值的同時，用來在存儲器內(nèi)為光強值建立一個新值。
如果，在一個取樣周期內(nèi)，微計算機16發(fā)現(xiàn)“增強”開關(guān)24a處于“短暫按通”狀態(tài)，則它執(zhí)行圖4a所示的計算程序。首先，微計算機16確定當(dāng)前的光強值是否等于新的(或所需的)光強值N，N可以是儲存在存儲器內(nèi)的預(yù)置值，也可以是對應(yīng)于“全功率開”的光強值。如果C＝N，則微計算機16就判斷是否C＝“全功率開”的光強值。如果是，則執(zhí)行過零點子程序。如果否，則微計算機16判斷那時N是否等于P。如果是，則微計算機16使N等于“全功率開”的光強值，并執(zhí)行過零點子程序。如果否，則微計算機使N等于P，并執(zhí)行過零交點子程序。當(dāng)N＝P或N＝“全功率開”的光強值并執(zhí)行子程序時，N將不等于C，同時在過零點子程序中將執(zhí)行指令“使C向N移動一步”。由于圖4(a)的計算程序所建立的N值不等于當(dāng)前的光強值C，過零點子程序本身將要重復(fù)進行，直到N＝C為止(假設(shè)那時沒有開關(guān)被按下)，在N＝C時，光強值將保持在新值N上不變。這樣，在過零點子程序中，當(dāng)N不等于C時，啟用“自動漸變”方式，當(dāng)循環(huán)每重復(fù)一次，就使C向N移動一個增量值。循環(huán)每秒鐘執(zhí)行一選定的次數(shù)，通過對這個定數(shù)的選擇或者C移動時增量步子大小的選擇，設(shè)計者可以調(diào)整“自動漸變”方式的斜率。例如C的增量做得非常小(較慢的漸變)，這將比C的增量做得大時(較快的漸變)要完成更多次循環(huán)來使C移動到N。按照最佳實施例，每半個周期分成160個增量步子，過零點子程序則每隔一個周期執(zhí)行一次，其結(jié)果是，在漸變時，光強度增強的增量可覺察不出來，漸變表現(xiàn)得平滑而連續(xù)。
當(dāng)“自動漸變”方式在工作時，如果增強按鈕被“短暫按通”，則在圖4(a)的第一種判定塊處將存在一組不同的狀態(tài)，此時因為N＝P≠C，而微計算機16將處于使C向N漸變的過程，所以C將不等于N，在這種情況下，微計算機首先判斷N是否大于或小于C，如果N大于C，則C被指定為等于N。這就引起光強度突然從C到N的躍變。當(dāng)執(zhí)行過零點子程序時，N那時等于C，同時“自動漸變”方式將被繞過去(如圖4所示)，這樣，“漸變”和“突變”之間的區(qū)別在于是使C等于一個新的(或所需的)值N，還是使C等于某值(此值不是在執(zhí)行過零點子程序前的N值)。例如，在圖4(a)中如果N不大于C，微計算機16使N等于P，它是一個小于C的預(yù)置值。由于在過零點子程序開關(guān)時N不等于C，C就向小于C的N方向移動，每次走一步“自動漸弱”的漸變就這樣開始了。
當(dāng)“減弱”按鈕“短暫按通”時，開關(guān)的工作情況與“增強”按鈕“短暫按通”時遇到的工作情況相似。當(dāng)“減弱”按鈕“短暫按通”時，如果不進行漸變，則C將等于N。接著，將使N等于零，而過零點子程序?qū)⑹构鈴娭禎u變直到關(guān)掉。當(dāng)“減弱”按鈕“短暫按通”時，如果漸變過程在進行中，那么N或是等于，或是大于、或是小于e，光強度或是漸變到關(guān)掉，或者突然跳變到關(guān)掉。當(dāng)“減弱漸變”在進行中，可提供“延時”方式，使“減弱漸變”比“增強漸變”更為緩慢，因此，如果在過零點子程序過程中檢測到“減弱漸變”時，微計算機16就延遲可控硅開關(guān)點火直到延時子程序執(zhí)行完畢時為止，使延時作用每次增加一步，直到延時子程序完成為止。當(dāng)“增強漸變”在進行時，如果“漸弱”按鈕被按下，則使N等于零，在過零點子程序中C向N漸變。當(dāng)系統(tǒng)向關(guān)燈漸變時，如果“減弱”按鈕被按下，則N將小于C，微計算機16將使C等于N，并使過零點子程序中的“自動漸變”方式被繞過去，燈將突變到關(guān)掉。
從外形上看，圖1方框圖所表示的系統(tǒng)可以裝在一個壁裝燈開關(guān)內(nèi)。這種開關(guān)的一個實例如圖2中開關(guān)的側(cè)視圖所示。圖2開關(guān)包括一個外罩38和一個矩形框40鑲著折彎形按板42，此按板包括二個向內(nèi)延伸的爪釘44a和44b，爪釘44a和44b適合與非鎖定按鈕46a和46b接觸。按鈕46a和46b安裝在印刷電路板48上，電路板48還包括圖1方框圖中的電路部件(除白熾燈光源10和交流電源12外)，印刷電路板48安裝在一個鋁散熱片50上?？諝庀栋踩_關(guān)52也安裝在此散熱片上，當(dāng)滑動觸頭67被推動時，就使電路斷開。燈開關(guān)的元件裝在箱54內(nèi)，此箱的尺寸與現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)尺寸的壁裝燈開關(guān)箱的尺寸相同。箱54內(nèi)有扼流圈36，箱54里的小孔56是為導(dǎo)線58連到白熾燈10走線用的，折彎按板包括n個小孔60(在圖2中只示出一個這樣的小孔)，在窗孔里裝有發(fā)光二極管62，發(fā)光二極管62就是圖1中所示的發(fā)光二極管指示器26的組成部分，在那里需要多少個發(fā)光二極管就可以設(shè)置多少個。按照最佳實施例，因為微計算機16所用的國家半導(dǎo)體公司(National Semiconductor Co)的單板有八位輸出，用它們提供一個指示當(dāng)前光強值的信號，所以這里應(yīng)有八個發(fā)光二極管。例如，發(fā)光二極管可以沿著折彎嵌板42從頂部到底部排成一個陣列，由發(fā)光二極管陣列中發(fā)光的那個垂直位置指明光強值。非鎖定按鈕46a和46b在功能上相當(dāng)于圖1中的開關(guān)24a和24b，因此，按折彎按板42的上部，就使爪釘44a推動按鈕46a并使“增強”開關(guān)24a閉合。同樣地，按折彎按板42的下部，將使“減弱”開關(guān)24b閉合。折彎按板42被一對腳鉤64a和64b卡住，此腳鉤在散熱片50的小孔內(nèi)緊密配合，當(dāng)無人按折彎按板42的任何半部(上半部或下半部)時，腳鉤64a和64b使爪釘44a和44b放開按鈕46a和46b。
圖2那種壁裝開關(guān)包括一個外罩66和二個按板68a和68b。發(fā)光二極管62分別串過按板68a和68b的窗孔從上到下垂直排列，每個按板68a、68b都包括二個向內(nèi)凸出的爪釘70a和70b，它們分別用來推動按鈕72a和72b(與按鈕46a和46b完全相同)。按板68a和68b由象彈簧(未示出)那樣的頂壓裝置頂住。圖1的電氣部件從與圖2所示的相同方法裝入箱74內(nèi)。
雖然非鎖定開關(guān)是最好的，但是，也能使用中位斷開式撥動開關(guān)(即壁裝的標(biāo)準(zhǔn)開關(guān))。需要“短暫按通”時使用者可簡單地以任何方向瞬時地?fù)軇娱_關(guān)并使它回到中間位置，需要“保持”時，可較長時間保持撥此開關(guān)。
在實際操作中，當(dāng)e關(guān)掉此燈時，推按上按板68a(或折彎按板42的上半部)，將使光強值上升，并向預(yù)置值漸變。如果漸變在進行中，則“短暫按通”按板68a(或折彎按板42的上半部)，將使光強度突然躍變到預(yù)置值。當(dāng)光強度在預(yù)置值時，如果“增強”開關(guān)被壓按，則光強度將漸強到“全功率開”狀態(tài)。當(dāng)光強度正在向“全功率開”狀態(tài)漸變時，如果“增強”開關(guān)被按則光強度將突變到“全功率開”狀態(tài)。如果“減弱”開關(guān)68b(或折彎按板42的下半部)被壓按，則指示“減弱”開關(guān)狀態(tài)光強度將向關(guān)掉或零方向漸變。當(dāng)“減弱”漸變在進行中，如果“減弱”開關(guān)被按，則燈突然躍變到關(guān)掉。另一方面，當(dāng)“漸弱”漸變在進行時，如果“增強”開關(guān)68a(或折彎按板42的上部)被按下，則光強度將漸變到預(yù)置值。每當(dāng)按板68a或68b以長于瞬間持續(xù)的時間保持在一個位置時，光強值將一直“增強”或“減弱”，只有當(dāng)按板被放開時才停止。同時，微計算機16將把當(dāng)前的光強值作為預(yù)置值P儲存到存儲器內(nèi)。這個預(yù)置值保留在存儲器內(nèi)，直到任何一個開關(guān)繼續(xù)保持而建立新值時為止。
如果有必要，開關(guān)的功能可分為“短暫按通”和“保持接通”，并提供第二組開關(guān)來承擔(dān)上述的某一種功能。例如可用一個折彎嵌板來承擔(dān)用于“漸強”和“漸弱”的“短暫按通”，而用第二個嵌板或撥動開關(guān)為預(yù)置提供“保持接通”功能。并且，“短暫按通”和“保持接通”功能不需要取決于按開關(guān)的持續(xù)時間的長短。如果使用兩組開關(guān)，微計算機16的程序可編制成在一個輸入插頭處接收一組開關(guān)的“短暫按通”輸入信號，在另一插頭處接收第二組開關(guān)的“保持接通”或預(yù)置的輸入信號，這與任何一個開關(guān)按下保持時間的長短無關(guān)。
在以上說明書中所使用的術(shù)語和措辭是敘述用語， 沒有約束力。在使用這樣的術(shù)語和措辭中，沒有任何想要排除所述特性或所述部分同義的術(shù)語和措辭的傾向。
人們公認(rèn)，本發(fā)明的范圍只由以下權(quán)利要求
加以明確和限制。
權(quán)利要求
1.包括至少與一個具有“按”與“不按”兩種狀態(tài)的控制開關(guān)裝置相連接的一個光源在內(nèi)的光強控制器包括(a)一個予置光強的裝置，當(dāng)上述控制開關(guān)裝置保持一段比瞬間還長的持續(xù)時間“按”狀態(tài)時，它使燈呈現(xiàn)所需的光強度，(b)一個自動漸變裝置，當(dāng)上述開關(guān)瞬間“按”時，它使燈漸變到所需的光強值。
2.如權(quán)利要求
1提到的光強控制器還包括瞬間光強突變裝置，當(dāng)上述控制開關(guān)裝置瞬間“按”通，燈向著所需光強值漸變時，它使燈突變到上述所需值。
3.如權(quán)利要求
1提到的光強控制器，上述控制開關(guān)裝置包括兩個非鎖定開關(guān)，其中第一開關(guān)使上述漸變裝置將燈由當(dāng)前的光強值漸變到更亮的光強值，第二開關(guān)使上述自動漸變裝置將燈由當(dāng)前的光強值漸變到更暗的光強值。
4.如權(quán)利要求
3提到的光強控制器，其中上述非鎖定開關(guān)由壁裝開關(guān)按板來推動。
5.如權(quán)利要求
4提到的光強控制器，其中上述壁裝開關(guān)按板包括一個用來推動上述第一開關(guān)的上彎部分和一個用來推動上述第二開關(guān)的下彎部分，在上述開關(guān)中的任何一個都不被按的狀態(tài)下，上述有雙重動作的按板被頂壓中間位置。
6.如權(quán)利要求
4提到的光強控制器還包括一個通過上述壁裝開關(guān)連接的遙控開關(guān)輸入電路。
7.如權(quán)利要求
1提到的光強控制器還包括微計算機裝置，用來確定上述控制開關(guān)被按下所持續(xù)的那段時間，根據(jù)上述那段時間的函數(shù)，分別啟用上述予置光強度裝置和上述自動漸變裝置。
8.如權(quán)利要求
7提到的控制器，其中上述微計算機裝置還包括存貯裝置，當(dāng)上述控制開關(guān)被放開，而上述予置光強裝置建立起所需的光強值時，將代表上述光源當(dāng)前光強值的予置信號存入存貯器中。
9.包括至少一個具有“按”與“不按”兩種狀態(tài)的非鎖定開關(guān)相連接的一個光源在內(nèi)的燈光控制器包括(a)對上述開關(guān)起響應(yīng)的信號發(fā)生裝置，它在上述開關(guān)處于按下狀態(tài)時產(chǎn)生電信號，此狀態(tài)的持續(xù)時間就是信號產(chǎn)生的時間。(b)計算上述信號持續(xù)時間，并相應(yīng)地啟動光強控制方式所用的計算機裝置，它包括用來建立予置光強值“予置”方式和用來使當(dāng)前的光強值向著予定的光強值漸變的“自動漸變”方式。
10.如權(quán)利要求
9提到的光強控制器還包括在交流電源和上述微計算機裝置之間的同步裝置，用來判斷交流電源的過零點，以便使微計算機裝置與交流電源同步。
11.如權(quán)利要求
9提到的光強控制器還包括在上述光源和交流電源之間連接的電子開關(guān)裝置，上述電子開關(guān)裝置被在上述控制方式期間所產(chǎn)生的脈沖所響應(yīng)，而上述脈沖是在相對于上述過零點的予定時間產(chǎn)生的。
12.如權(quán)利要求
9提到的光強控制器，其中上述信號發(fā)生裝置包括脈沖發(fā)生裝置，用來在上述開關(guān)處于被按狀態(tài)所持續(xù)的時間內(nèi)產(chǎn)生一串序列脈沖，當(dāng)連續(xù)產(chǎn)生n個以上脈沖時，上述微計算機啟用“予置”方式，這里n表示大于瞬間持續(xù)時間的一個予定數(shù)。
13.如權(quán)利要求
12提到的光強控制器，其中上述微計算機裝置包括比較裝置，當(dāng)連續(xù)收到小于n個脈沖時，它將當(dāng)前的光強值P與取樣的光強值C比較，并啟用對“接收小于n個脈沖和C≠P”的狀態(tài)起響應(yīng)的上述“自動漸變”方式。
14.如權(quán)利要求
13提到的光強控制器，其中上述微計算機裝置包括突變裝置，當(dāng)上述光源向著上述予置值漸變，并連續(xù)收到小于n個脈沖時，使上述光強值向著上述予置值突變。
15.包括一臺用來控制光源光強值的微計算機的光強控制器，至少包括一個手動開關(guān)的上述光強控制器包括(a)“予置”方式控制裝置，當(dāng)上述手動開關(guān)處于第一開關(guān)狀態(tài)時，用它建立一個予置的光強值，(b)“自動漸變”方式控制裝置，當(dāng)上述手動開關(guān)處于第二開關(guān)狀態(tài)時，用它將當(dāng)前的光強值自動地向著予置值漸變。(c)“瞬間”方式控制裝置，當(dāng)上述開關(guān)處于上述第二開關(guān)狀態(tài)，并且“自動漸變”方式控制正在進行時，用它將光強度從當(dāng)前的光強值突變到予定的光強值。
16.如權(quán)利要求
15提到的光強控制器，其中上述第一開關(guān)狀態(tài)包括第一段時間的工作狀態(tài)，上述第二開關(guān)狀態(tài)包括第二段時間的工作狀態(tài)，第二段時間比第一段時間短。
17.包括一個光源和為此光源供電的交流電源以及在上述光源和交流電源之間交互起作用的控制開關(guān)裝置在內(nèi)的光強控制器包括一個起動裝置，當(dāng)上述開關(guān)裝置處于第一開關(guān)位置時，它起動上述光源的“自動漸變”方式，和另一個起動裝置，當(dāng)上述控制裝置處于第二開關(guān)位置時，起動“予置”方式。
18.如權(quán)利要求
17提到的光強控制器還包括遙控開關(guān)裝置，它與上述控制開關(guān)裝置相并聯(lián)，用來在遙遠位置重復(fù)上述控制開關(guān)裝置的功能。
專利摘要
光強控制器有一由微計算機控制、響應(yīng)手動開關(guān)“短暫”或“長時”按通、啟動光源各種控制方式的燈開關(guān)。微計算機存貯器存貯的預(yù)置值可啟動自動漸變方式，光強值以預(yù)定速率從當(dāng)前值漸變到預(yù)置值。控制器響應(yīng)開關(guān)的“短暫”按通、啟動自動漸變方式。在漸變過程中，若開關(guān)“短暫”按通、光源根據(jù)所需光強值增強還是減弱而突變到最亮或關(guān)掉。當(dāng)按開關(guān)的時間比瞬間長時，光強值繼續(xù)改變直到開關(guān)被放開為止，并將此光強值存入存貯器。
文檔編號H02M5/257GK86102632SQ86102632
公開日1986年12月3日 申請日期1986年4月16日
發(fā)明者格頓·W·彼爾曼, 史蒂文·B·卡爾森 申請人:萊托利爾公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan