專利名稱：多功能開關的制作方法
技術領域：
本實用新型屬電器開關裝置，特別是光控、聲控開關。
目前市場上有很多種光鎖聲控之類的延時開關，基本上是用作路燈開關。市場上也有亞超聲開關出售，但它不是單線出入式開關，很難成為實用性強的家用遙控開關。專利權人張光陽設計的專利申請?zhí)?7237524.4及98228238.9已屬實用性較強的家用遙控開關，現對其作進一步改進，使其性能更好。本實用新型目的在于提供一種具有光控及亞超聲(以下簡稱聲)控功能和觸摸、拉線或按鍵等手動開關功能，特別是可控制一盞或多盞燈具等電器的開關。
本實用新型的目的簡單地說是這樣實現的將聲、光及手動開關在信號輸入級產生的電信號經兩級放大、雙穩(wěn)態(tài)電路和整流電路及可控硅等元件電路后可控制家電的開或關動作，還有電源電路為以上電路供電?，F以附

圖1及實施例附圖8為例說明聲敏元件情形的線路連接情況最基本的信號輸入級由一個聲敏的陶瓷壓電片HT所構成，它的一端接電源地(以下簡稱地)；第一放大級由電阻R1、R2、電容C1、電感L及三極管T1所組成，R1和R2的各一端與電源V+(以下簡稱V+)相接，R1另一端與T1的基極和HT的另一端相接，T1的發(fā)射極接地，集電極接C1和L的各一端，C1和L的另一端接R2的另一端；第二放大級由三極管T2、電阻R3、R4、電容C2組成，T2的發(fā)射極接V+，集電極與R3的一端相接，基極與T1的集電極相接，R3的另一端與R4及C2各一端相接，R4及C2另一端與地相接；雙穩(wěn)態(tài)電路由D觸發(fā)器I1B、電阻R5及電容C4組成，I1B的CLK端與R3、R4的連接點相接，C4的一端接地，另一端與R5的一端和I1B的D端相接，R5的另一端和I1B的Q反端相接；整流電路及可控硅等元件電路由二極管D3、D4、D5、D6、可控硅S1、電阻R6及電容C5甚至電阻R9組成，其中D3、D4、D5、D6組成一整流橋堆，此橋正輸出端接S1的陽極和R9的一端，負輸出端接地，S1的控制極與C5和R6的一端相接，R6的另一端與I1B的Q端相接；電源電路由二極管D1、D2、電阻R7、R8、R9、R10、電容C3及可控硅S2組成，D1陰極接V+，陽極與R10的一端和S2的控制極相接，R10的另一端、R8和C3的各一端均與地相接，R8的另一端與D2的陽極、C5的一端、S1的陰極和S2的陽極相接，D2的陰極接R7的一端，R7、C3及R9的另一端均與V+相接。光敏元件情形見附圖6，基本的原理圖只作如下改變用光敏元件GD代替陶瓷壓電片HT而成為光控開關，相應地第一放大級中T1的集電極與R2的一端直接相接而省掉了聲敏情形的C1及L，并在信號輸入級增加電阻RC和電容C1，GD的一端接V+，另一端接RC和C1的各一端，RC的另一端接地，C1的另一端接T1的基極。附圖6中還有些元件將在以后說明。
在圖1基礎上還可增加鉗位電路，并可增加手動開關即觸摸開關、按健或拉線開關的電路。見圖2及實施例附圖8，鉗位電路由電容CA及電阻RB所組成，CA的一端與V+相接，另一端與RB的一端及I1B的R端相接，RB的另一端與地相接；手動開關電路由開關K、電阻RA及觸摸片CM所組成，K的一端接V+，另一端接CM和RA的一端，RA的另一端與T1的基極相接；在光敏元件情形，見圖6，作此改變時與聲敏情形所不同處僅為把開關K的不與V+連接的一端現改接在GD、RA、RC和C1四元件連接點處。
光敏元件可以是光敏三極管、光敏二極管或紅外線接收管。光控用的光源為手電筒，若用激光電筒更好，聲控用的聲源為一個具有毫米級長度諧振腔的簡單出氣刀口的橡皮球，用手擠壓它時就發(fā)出亞超聲。雙穩(wěn)態(tài)電路可用D觸發(fā)器為主元件?？煽毓柙蛇x用小功率可控硅。放大級可用小型PNP和NPN型晶體三極管為主元件。
以下結合附圖1、附圖2和附圖6詳述本實用新型的工作原理。聲、光及手動開關在信號輸入級產生的電信號在由主元件T1組成的具有L、C1諧振回路的第一放大級選頻放大(在光控情形則省掉此諧振回路)，再經T2放大，經R3、C2組成的積分電路濾掉短時性干擾后觸發(fā)由主元件I1B組成的雙穩(wěn)態(tài)電路使之從一個穩(wěn)態(tài)變到另一穩(wěn)態(tài)；I1B的Q端在此雙穩(wěn)態(tài)為置一態(tài)時輸出的高電平、在清零態(tài)時輸出的低電平經R6至S1的控制極以控制其導通與截止，也就是控制本開關的開啟與關閉。S1的陰極經并聯的R8及S2與地相連，還經D2和R7與V+相連。D3、D4、D5和D6組成橋式整流電路，它的一個輸入端接負載電器RL如電燈，繼而接交流220V市電地線，另一個輸入端接市電火線。整流電路的輸出一路經R9降壓到V+以作為本開關關閉時的電流來源，另一路接S1陽極；S1導通時，整流電路經S1后輸出的電流一部分經D2及R7流到V+對C3充電，使V+電壓升高，致使S2的控制極電位迅速升高而使S2處于導通狀態(tài)，繼而使S2陽極電位突然降低，直到V+電壓稍有下降而使S2截止，才又重復上述充電過程，反復循環(huán)，因此使V+得以保持穩(wěn)定。由于本開關無論處于關閉態(tài)或者開啟態(tài)時V+都有足夠的電流來源，因而在D1穩(wěn)壓、C3濾波作用下，保證了V+電壓總是穩(wěn)定的，且可工作于較大的負載功率范圍。又由于經過D2及R7向V+充電并由D1及S2等元件穩(wěn)壓的這種方式類似一種開關電源，因此該電源很省電。本附圖中的R5及C4的作用是消除一次開關過程中多于一次以上的脈沖去觸發(fā)雙穩(wěn)態(tài)所引起的干擾。
附圖7及實施例附圖8是在附圖2基礎上省掉雙穩(wěn)態(tài)中的D觸發(fā)器I1B的D端與Q反端處的R5和C4，直接連接此D端與Q反端，并在第二放大級與雙穩(wěn)態(tài)級間增加一由一D觸發(fā)器I1A、電阻R5和電容C4組成的單穩(wěn)態(tài)電路所構成，I1A的D端接V+，其CLK端與R3和R4、C2的連接點相接，Q端則與R5的一端和I1B的CLK端相接，R5的另一端與I1A的R端和C4的一端相接，C4的另一端接地。這里的單穩(wěn)態(tài)電路起成形作用，使得在每次開關過程中只向其后雙穩(wěn)態(tài)輸出一個脈沖，保證開關正常工作。在控制單盞燈等電器情行，往往會剩下一只D觸發(fā)器，采用本附圖時就用上了這只D觸發(fā)器，這就更為合理。
在前面所述的多功能開關基礎上，還可增加一套或多套雙穩(wěn)態(tài)電路、整流電路及可控硅等元件電路而構成具有加進位計數器或減進位計數器的兩個或多個開關的線路，控制兩件或更多件電器如電燈的開、關動作。
附圖3是在附圖2基礎上增加第二套雙穩(wěn)態(tài)電路(由C4A、R5A、I1B等構成)、整流電路(由D3A、D4A、D5A、D6A等組成)及可控硅(S1A)等元件電路而構成的具有加進位計數器的雙開關線路，控制兩件電器如電燈的開、關動作。
附圖4是在附圖3基礎上增加第三套雙穩(wěn)態(tài)電路(由C4B、R5B、I2A等構成)、整流電路(由D3B、D4B、D5B、D6B等組成)及可控硅(S1B)等元件電路而構成的具有加進位計數器的三開關線路，控制三件電器如電燈的開、關動作。
附圖5是在附圖4基礎上僅僅把各雙穩(wěn)態(tài)級的輸出端由所在級D觸發(fā)器的Q反端改為Q端而構成的具有減進位計數器的三開關線路，控制三件電器如電燈的開、關動作，其余未作任何改變。
附圖6是完全類似于附圖3的雙開關線路，不同的僅僅是用光敏元件GD代替了聲敏元件以及由此而引起的少量改變，在介紹光敏元件組成的開關時已介紹過此改變。這里需說明的是使用光敏元件GD代替聲敏元件同樣可以構成類似于附圖4和附圖5的三開關線路，所不同的只不過是用手電筒代替橡皮球進行遙控罷了。
附圖8是附圖7的一種實施例。本實用新型有多種實施例，不再一一列舉。
本開關采用單線出入方式連于220V市電火線與燈具等電器間，當需要接通電器RL時，可用觸摸方式或手電筒晃動照射本開關或擠壓橡皮球一次或數次，光或聲敏元件把光或亞超聲信號轉換為電信號，完成上面所說的所選雙穩(wěn)態(tài)電路置一，從而使可控硅觸發(fā)導通，實現所選開關的開啟功能；當需要斷開電器RL時，仍用同樣方式使所選雙穩(wěn)態(tài)電路變?yōu)榍辶銘B(tài)，最終實現所選開關的關閉功能。
上述開關為單線出入式，很適合作室內壁式開關。本開關抗干擾措施強，工作極為可靠。本開關的工作電壓即正電源電壓很低，各種開關動作產生的脈沖電壓也很小，又無電火花，因而安全且壽命長。當使用者就寢上床后，或起床前可用手電筒或橡皮球關閉或打開電燈等電器，而當使用者出入房間時卻可用手動開關打開或關閉這些電器。本開關元件少，結構簡單，成本低廉，兼有光控、聲控和手動功能，使用方便，停電后來電時無常明燈現象，并可控制一盞或多盞電燈等電器，因而具有很強的實用性，完全可以替代現有白熾燈、日光燈及風扇等電器的開關。
綜上所述，本實用新型提供了一種功能很多的多功能開關。
權利要求1.一種多功能開關，其特征在于由亞超聲、光及手動開關在信號輸入級產生的電信號經兩級放大、雙穩(wěn)態(tài)電路和整流電路及可控硅等元件電路后可控制家電的開或關動作，還有電源電路為以上電路供電；現以亞超聲敏元件情形說明其線路連接情況最基本的信號輸入級由一個亞超聲敏元件陶瓷壓電片HT所構成，它的一端接電源地；第一放大級由電阻R1、R2、電容C1、電感L及三極管T1所組成，R1和R2的各一端與電源V+相接，R1另一端與T1的基極和HT的另一端相接，T1的發(fā)射極接電源地，集電極接C1和L的各一端，C1和L的另一端接R2的另一端；第二放大級由三極管T2、電阻R3、R4、電容C2組成，T2的發(fā)射極接V+，集電極與R3的一端相接，基極與T1的集電極相接，R3的另一端與R4及C2各一端相接，R4及C2另一端與電源地相接；雙穩(wěn)態(tài)電路由D觸發(fā)器I1B、電阻R5及電容C4組成，I1B的CLK端與R3、R4的連接點相接，C4的一端接電源地，另一端與R5的一端和I1B的D端相接，R5的另一端和I1B的Q反端相接；整流電路及可控硅等元件電路由二極管D3、D4、D5、D6、可控硅S1、電阻R6及電容C5甚至電阻R9組成，其中D3、D4、D5、D6組成一整流橋堆，此橋正輸出端接S1的陽極和R9的一端，負輸出端接電源地，S1的控制極與C5和R6的一端相接，R6的另一端與I1B的Q端相接；電源電路由二極管D1、D2、電阻R7、R8、R9、R10、電容C3及可控硅S2組成，D1陰極接V+，陽極與R10的一端和S2的控制極相接，R10的另一端、R8和C3的各一端均與電源地相接，R8的另一端與D2的陽極、C5的一端、S1的陰極和S2的陽極相接，D2的陰極接R7的一端，R7、C3及R9的另一端均與V+相接；在光敏元件情形，用光敏元件GD代替陶瓷壓電片HT而成為光控開關，相應地第一放大級中T1的集電極與R2的一端直接相接而省掉了C1及L，并在信號輸入級增加電阻RC和電容C1，GD的一端接V+，另一端接RC和C1的各一端，RC的另一端接電源地，C1的另一端接T1的基極。
2.根據權利要求1所述的多功能開關，其特征在于還可增加鉗位電路，并可增加手動開關即觸摸開關、按健或拉線開關的電路，鉗位電路由電容CA及電阻RB所組成，CA的一端與V+相接，其另一端與RB的一端及I1B的R端相接，RB的另一端與電源地相接；手動開關電路由增加開關K、電阻RA及觸摸片CM所組成，在亞超聲敏元件情形，K的一端接V+，另一端接CM和RA的一端，RA的另一端與T1的基極相接；在光敏元件情形，所不同處僅為把開關K的不與V+連接的一端現改接在GD、RA、RC和C1四元件連接點處。
3.根據權利要求2所述的多功能開關，其特征在于可省調原雙穩(wěn)態(tài)中的D觸發(fā)器I1B的D端與Q反端處的電阻R5和電容C4，直接連接此D端與Q反端，并在第二放大級與雙穩(wěn)態(tài)級間增加一單穩(wěn)態(tài)電路，它由一D觸發(fā)器I1A、電阻R5和電容C4所構成，I1A的D端接V+其CLK端與R3和R4的連接點相接，Q端則與R5的一端和I1B的CLK端相接，R5的另一端與I1A的R端和C4的一端相接，C4的另一端接電源地。
4.根據權利要求2、3所述的多功能開關，其特征在于還可增加一套或多套雙穩(wěn)態(tài)電路、整流電路及可控硅等元件電路而構成具有加進位計數器或減進位計數器的兩個或多個開關的線路，控制兩件或更多件電器如電燈的開、關動作。
專利摘要本實用新型提供一種用聲、光敏元件轉換聲、光信號為電信號,經放大后由加或減計數器進行計數,然后驅動可控硅而打開或關閉市電的遙控開關,還具有簡單而自身功耗極小的電源電路。本開關元件少,結構簡單,成本低廉,工作安全可靠,使用方便,抗干擾強,停電后來電時無常明燈現象,并可控制一盞或多盞電燈等電器,是兼有聲、光控和手動開關功能的單線出入式多功能開關,有很強的實用性,完全可以替代現有家用電燈、風扇等電器的開關。
文檔編號H03K17/00GK2383273SQ9822886
公開日2000年6月14日 申請日期1998年5月21日 優(yōu)先權日1998年5月21日
發(fā)明者張光陽 申請人:張光陽