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基本信息
- 項目名稱：
- 光電自動開斷裝置
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 此作品運用計數(shù)器、比較器、光電傳感器等元件和門電路等輔助電路，經(jīng)過邏輯分析，確定功能所需邏輯關(guān)系，再利用各種元件的特性進(jìn)行電路創(chuàng)作，通過實際元器件和電路的連接實現(xiàn)應(yīng)有功能。該作品制作成本低廉結(jié)構(gòu)簡單，便于批量生產(chǎn)。易于應(yīng)用于只此單一控制的自動控制系統(tǒng)中。有較好的經(jīng)濟性，成本和低運行費用低，使用壽命長，當(dāng)內(nèi)部某器件損壞，更換即可方便有效。節(jié)能環(huán)保，易于推廣。
- 詳細(xì)介紹：
- 作品名稱:光電自動開斷裝置。 主要功能：真正的實現(xiàn)人來燈開人走燈滅（即：當(dāng)房間內(nèi)有人時無人數(shù)多少房間內(nèi)的燈始終保持打開狀態(tài)，當(dāng)房間內(nèi)的人數(shù)為零時燈自動熄滅，無需人為控制）。 本作品運用光電傳感器和電子集成芯片以及輔助電路構(gòu)成。首先，將光電傳感器至于一前一后（設(shè)兩個光電傳感器分別為A和B，先A后B為進(jìn)，先B后A為出），把兩個光電傳感器分別與各自計數(shù)器相接，并將計數(shù)器計數(shù)結(jié)果輸入數(shù)值比較器，又因人經(jīng)過門時對兩光電傳感器觸發(fā)的先后順序不同而產(chǎn)生第一級比較器的比較和輸出，比較結(jié)果不同然后再將計數(shù)結(jié)果輸入二級數(shù)值比較器進(jìn)行比較（即：先A后B則連A的計數(shù)器數(shù)值大于連B的計數(shù)器數(shù)值，經(jīng)比較器比較A＞B的輸出端給對應(yīng)進(jìn)門次數(shù)的計數(shù)器一脈沖，使其計進(jìn)次數(shù)計數(shù)器計進(jìn)一次，反之則為出），當(dāng)進(jìn)次數(shù)和出次數(shù)兩計數(shù)器計數(shù)相等時則證明人進(jìn)入某房間的次數(shù)等于出該房間的次數(shù)，此時輸出高電平信號，再通過與固態(tài)繼電器配合使用，從而實現(xiàn)用直流高電平控制實際電路的效果，實現(xiàn)功能，滿足了設(shè)計要求。（見主圖） 再利用光感電路，實現(xiàn)當(dāng)光線暗達(dá)到一定程度時核心主電路起作用的效果。（見圖2）電路中還利用光電傳感器的常開常閉觸電與實際防抖動電路相結(jié)合，克服了機械裝置觸點吸合斷開的顫動的影響，為電子電路提供精確電平。（見圖1）此電路科學(xué)有效，邏輯嚴(yán)謹(jǐn)，易于推廣。 此作品的主要創(chuàng)新點有:①利用觸發(fā)兩光電傳感器的先后順序不同進(jìn)行瞬時比較，區(qū)別進(jìn)和出方向的不同，從而分別記錄進(jìn)和出的次數(shù)；②利用進(jìn)出門時對光電傳感器的觸發(fā)，實現(xiàn)智能記憶，確定屋內(nèi)人數(shù)(即：屋內(nèi)無需安裝任何檢測裝置，解決了檢測盲區(qū)的問題)；③巧妙的運用了光電傳感器的常開常閉觸電，結(jié)合電路做成防抖動電路；④此作品實現(xiàn)了自動化、智能化，成本低廉，易于投入市場，滿足設(shè)計要求。 本作品還具有很大的推廣性，我們所介紹的模型是為了更好的來證明作品的實效性，其核心電路可以廣泛的應(yīng)用于多種進(jìn)出方向區(qū)別或進(jìn)出次數(shù)區(qū)別而動作的自動化設(shè)備的控制上。并由于電子電路成本低廉，由于同類控制裝置，所以更易于推廣。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 目的：積極響應(yīng)國家節(jié)能號召，運用與自動控制技術(shù)，減少對電能等能源的浪費，提高能源利用率，實現(xiàn)智能化，作品本身成本低廉，能耗低，更加符合節(jié)能要求。 設(shè)計思路：運用計數(shù)器、比較器、光電傳感器等元件和門電路等輔助電路，經(jīng)過邏輯分析，確定功能所需邏輯關(guān)系，再利用各種元件的特性進(jìn)行電路創(chuàng)作，成功后再利用具體元器件連接電路，進(jìn)行調(diào)試與驗證，從而達(dá)到功能效果，滿足技術(shù)設(shè)計要求。 創(chuàng)新點：①利用觸發(fā)兩光電傳感器的先后順序不同進(jìn)行瞬時比較，區(qū)別進(jìn)和出方向的不同，從而分別記錄進(jìn)和出的次數(shù)；②利用進(jìn)與出的次數(shù)相等時作出動作實現(xiàn)弱電對強電自動控制；③巧妙的運用了光電傳感器的常開常閉觸點，結(jié)合電路做成防抖動電路；④作品本身成本低廉，優(yōu)于其他控制裝置，更易于推廣。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 科學(xué)性：首先，在電路創(chuàng)作時我們擁有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，較為準(zhǔn)確的遵循了科技創(chuàng)作的一般步驟，根據(jù)功能技術(shù)要求分析所需邏輯關(guān)系，再利用各種元件的特性進(jìn)行電路創(chuàng)作，創(chuàng)作成功后再利用具體元器件連接電路，進(jìn)行調(diào)試與驗證，從而達(dá)到功能效果，滿足技術(shù)設(shè)計要求。其次，邏輯關(guān)系科學(xué)合理。最后，經(jīng)查證此裝置壽命長（芯片24小時持續(xù)工作可連續(xù)運行5—10年，光電傳感器只做開關(guān)用可運行5000萬次），可以滿足實際生產(chǎn)生活要求。 進(jìn)步性：①利用進(jìn)出某封閉空間時對此電路的觸發(fā)，而實現(xiàn)對該空間內(nèi)部所含物件數(shù)量進(jìn)行智能記憶，空間內(nèi)部無需安裝其他檢測裝置，此優(yōu)于其他同類產(chǎn)品；②只通過兩個光電傳感器和集成電路成功區(qū)分了進(jìn)和出方向的不同，從而做出不同動作；③通過集成元件的級聯(lián)可以達(dá)到巨大數(shù)目的控制，又因為電子集成芯片成本極其低廉（每芯片0.1元左右）壽命較長，故其可長時間低能耗低成本運行，優(yōu)于其他控制系統(tǒng)（如：單片機控制）。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 2011年4月在承德石油高等?？茖W(xué)校舉辦的“數(shù)英杯”科技產(chǎn)品制作競賽中獲得一等獎。
作品所處階段
- 實驗室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 未技術(shù)轉(zhuǎn)讓
作品可展示的形式
- 模型、圖紙 、現(xiàn)場演示、圖片、錄像
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 使用說明：首先將電源插在插座上，然后將強電電路開關(guān)合上，將遮光帽蓋在光敏電阻上，扳動至零開關(guān)將四計數(shù)器同時置零，此后便可實現(xiàn)功能了。 推廣前景：該作品制作成本低廉結(jié)構(gòu)簡單，便于批量生產(chǎn)。易于應(yīng)用于只此單一控制的自動控制系統(tǒng)中。有較好的經(jīng)濟性，成本低運行費用低，使用壽命長，當(dāng)內(nèi)部某器件損壞，更換即可方便有效。在此功能要求的控制中有可能代替其他高級控制裝置（如：可編程單片機控制裝置）。
同類課題研究水平概述
- 當(dāng)前在市場上已經(jīng)有了類似“白天燈不亮，亮度不夠時，有人燈亮，無人燈滅”的產(chǎn)品，這些產(chǎn)品大多是根據(jù)判斷光照強弱和人體特定紅外波譜感應(yīng)原理，結(jié)合國外先進(jìn)的人體感應(yīng)傳感器技術(shù)，通過數(shù)字電路的精確分析判斷，實現(xiàn)“按需用電”之目的。但是太過于復(fù)雜，并且因為這些產(chǎn)品是用紅外感應(yīng)裝置感應(yīng)室內(nèi)是否有人，感應(yīng)存在盲點。而我們所設(shè)計的電路利用進(jìn)出某封閉空間時對此電路的觸發(fā)，而實現(xiàn)對該空間內(nèi)部所含物件數(shù)量進(jìn)行智能記憶，空間內(nèi)部無需安裝其他檢測裝置，解決了上述問題，使效果的全面性更好，更加滿足了設(shè)計要求和功能需要。 還有一些研究“電燈自動亮滅控制”方面的課題，同樣是在白天的時候燈不亮，在晚上有對話聲、腳步聲時燈自動點亮。人走后延時5~10秒鐘燈滅。此類電路被干擾的可能較大，可能被其他的聲音所干擾，產(chǎn)生誤動作。而此電路具有瞬動性及時對判斷做出動作。電路封閉可包裝抗干擾性較強。 經(jīng)多方面查證，其他同類與此電路有交叉功能的電路，大多數(shù)都較為復(fù)雜，所用電路和其他輔助裝置種類較多，生產(chǎn)性實用性較差，故較其他產(chǎn)品此作品有其不小的優(yōu)越性。 除上述電路外，還有一種更高級可實現(xiàn)此功能的控制裝置，那就是可編程單片機，通過程序編寫可以更好的實現(xiàn)此功能，但是由于可編程單片機功能強大，隨之而來就是高額的成本和高級的技術(shù)要求，而此電路結(jié)構(gòu)簡單，可批量生產(chǎn)，最主要的是其成本低廉，故在此功能的實現(xiàn)上比上述有更好市場，有更好的推廣性。
