自动节能电灯开关.pdf

本发明属于电子自动控制装置，它只在环境亮度降低到一定程度时起作用。适用于一切不需长期照明的楼道及走廊等场合，具备人到灯亮、人走灯灭的自动控制节电功能。
    目前，国内外市场上销售的室内电灯开关，虽有多种多样，但不外乎按摸式及声控式两大类。按摸式电灯开关必须由人按动或触摸或拉线方能控制电灯开闭，它有使用不便寿命短等缺点。声控式电灯开关虽然能够利用拍手，吹口哨等声音控制电灯开闭，但仍然克服不了因其他声音干扰而使电灯开闭失控，以及老人儿童使用不便等缺点。上述两类开关都不具备人到灯亮、人走灯灭的自动控制节电的功能。

    本发明针对上述缺点及我国供电紧张的现状，以超声波为媒介利用多卜勒效应为理论依据研制出全自动节能电灯开关。具有自动控制人到灯亮、人走灯灭的节电功能，其方框图见图1。全套开关由活动目标检测装置（A、B、C、F、E）和执行机构D组成，其中活动目标检测装置及在照明和接近开关领域内的应用是本发明的主要内容。

    如图1所示本发明的自动节电功能表现为：当环境亮度降低到正常人视力看不清楚时，开关内部的活动目标检测装置就开始工作。在发射电路E的激励下，连续不断地向外发射超声波。接收传感器A将收到直射信号和经过物体反射回来的信号，这些信号经过放大电路B放大后送给目标识别电路C。目标识别电路C能准确地判断出予定区域内是否有活动目标，如有人运动则向执行机构D发出动作指令。执行机构自动接通电源，使电灯亮。本开关装有继电器，能在一定时间自动切断电源使电灯灭。从而使开关具有人到灯亮、人走灯灭的自动节电功能，避免了许多不必要的电能浪费。如有人相继通过或在予定区内工作，则开关也相继动作而延长熄灯时间。对予定区内的固定物体本开关不起照明作用。开关工作电压为220伏，静态功耗小于0.3瓦/小时，负载能力60瓦以下，工作环境温度为-20～55℃，湿度不大于90%（40℃）亮度自调。本开关作用区域不小于夹角为60度半径为4米的扇形。

    本发明适用于居民楼楼道及办公楼或单身宿舍楼走廊安装使用，可安装在新建楼房，也可取代现有旧楼中的“长明灯”（或者称为“长黑灯”）开关。本发明结构合理、制造工艺简单、原材料易得使用寿命长是一种较理想的节能开关装置。

    本发明地最佳实施例：

    在居民宿舍楼的楼梯走道内的顶棚下面，安装予定支数的自动节能电灯开关，将多层楼梯走道分割成予定数量的照明区。当行人走近任何一个予定照明区时，本开关接通电灯电源使电灯亮，在定时器的作用下一定时间后电灯自行熄灭。行人同时在多个予定照明区内活动，各个照明区内的电灯也随人所愿的亮灭。

    电灯自动节电开关的电路组成如图2所示：

    集成电路IC2、电阻R13和超声传感器UT共同组成发射电路，向予定区域内发射连续超声波。接收传感器UR将收到直射和经物体反射回来的超声波变换成电信号，该信号经BG1、BG2、BG3组成的选频放大器放大后，送给由D1、R3、C5、C6、BG4、R9、R10、R11、R12组成的目标识别电路。如果予定区域只有固定的物体，加在目标识别电路输入端的将是频率固定不变的等幅连续波，目标识别电路无输出，IC4的2脚保持高电平，继电器不动作，灯不亮。当予定区域内有人移动时，由于多卜勒效应，加在目标识别电路输入端的信号将是调频调幅波，检波电路D1、R8、C5将调频调幅波的包络取出来，再经C6和后级输入阻抗组成的频率选择电路选择后加到BG4的基极，BG4的集电极将输出一列正脉冲。R11、D0和与外门G1组一个光电门。当环境亮度较高时，光电门关闭，脉冲列无法通过光电门。当环境亮度较低（如晚上）时，光电门打开，脉冲列通过光电门G1。再经抗干扰电路G2、D2、R12、C7选择后，G3将输出一负脉冲，该负脉冲使IC4组成的定时电路开始工作，驱动继电器动作，使灯亮一段时间后自动熄灭。

    一旦有人在予定区域内移动，BG4的集电极就输出一列正脉冲，光电门将根据环境亮度来决定是否打开光电门，如果光电门是开的，这列正脉冲就会使定时电路工作，从而使灯亮一段时间后自动熄灭。