基本信息
- 项目名称：
- 光电自动开断装置
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 此作品运用计数器、比较器、光电传感器等元件和门电路等辅助电路，经过逻辑分析，确定功能所需逻辑关系，再利用各种元件的特性进行电路创作，通过实际元器件和电路的连接实现应有功能。该作品制作成本低廉结构简单，便于批量生产。易于应用于只此单一控制的自动控制系统中。有较好的经济性，成本和低运行费用低，使用寿命长，当内部某器件损坏，更换即可方便有效。节能环保，易于推广。
- 详细介绍：
- 作品名称:光电自动开断装置。 主要功能：真正的实现人来灯开人走灯灭（即：当房间内有人时无人数多少房间内的灯始终保持打开状态，当房间内的人数为零时灯自动熄灭，无需人为控制）。 本作品运用光电传感器和电子集成芯片以及辅助电路构成。首先，将光电传感器至于一前一后（设两个光电传感器分别为A和B，先A后B为进，先B后A为出），把两个光电传感器分别与各自计数器相接，并将计数器计数结果输入数值比较器，又因人经过门时对两光电传感器触发的先后顺序不同而产生第一级比较器的比较和输出，比较结果不同然后再将计数结果输入二级数值比较器进行比较（即：先A后B则连A的计数器数值大于连B的计数器数值，经比较器比较A＞B的输出端给对应进门次数的计数器一脉冲，使其计进次数计数器计进一次，反之则为出），当进次数和出次数两计数器计数相等时则证明人进入某房间的次数等于出该房间的次数，此时输出高电平信号，再通过与固态继电器配合使用，从而实现用直流高电平控制实际电路的效果，实现功能，满足了设计要求。（见主图） 再利用光感电路，实现当光线暗达到一定程度时核心主电路起作用的效果。（见图2）电路中还利用光电传感器的常开常闭触电与实际防抖动电路相结合，克服了机械装置触点吸合断开的颤动的影响，为电子电路提供精确电平。（见图1）此电路科学有效，逻辑严谨，易于推广。 此作品的主要创新点有:①利用触发两光电传感器的先后顺序不同进行瞬时比较，区别进和出方向的不同，从而分别记录进和出的次数；②利用进出门时对光电传感器的触发，实现智能记忆，确定屋内人数(即：屋内无需安装任何检测装置，解决了检测盲区的问题)；③巧妙的运用了光电传感器的常开常闭触电，结合电路做成防抖动电路；④此作品实现了自动化、智能化，成本低廉，易于投入市场，满足设计要求。 本作品还具有很大的推广性，我们所介绍的模型是为了更好的来证明作品的实效性，其核心电路可以广泛的应用于多种进出方向区别或进出次数区别而动作的自动化设备的控制上。并由于电子电路成本低廉，由于同类控制装置，所以更易于推广。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 目的：积极响应国家节能号召，运用与自动控制技术，减少对电能等能源的浪费，提高能源利用率，实现智能化，作品本身成本低廉，能耗低，更加符合节能要求。 设计思路：运用计数器、比较器、光电传感器等元件和门电路等辅助电路，经过逻辑分析，确定功能所需逻辑关系，再利用各种元件的特性进行电路创作，成功后再利用具体元器件连接电路，进行调试与验证，从而达到功能效果，满足技术设计要求。 创新点：①利用触发两光电传感器的先后顺序不同进行瞬时比较，区别进和出方向的不同，从而分别记录进和出的次数；②利用进与出的次数相等时作出动作实现弱电对强电自动控制；③巧妙的运用了光电传感器的常开常闭触点，结合电路做成防抖动电路；④作品本身成本低廉，优于其他控制装置，更易于推广。
科学性、先进性
- 科学性：首先，在电路创作时我们拥有严谨的科学态度，较为准确的遵循了科技创作的一般步骤，根据功能技术要求分析所需逻辑关系，再利用各种元件的特性进行电路创作，创作成功后再利用具体元器件连接电路，进行调试与验证，从而达到功能效果，满足技术设计要求。其次，逻辑关系科学合理。最后，经查证此装置寿命长（芯片24小时持续工作可连续运行5—10年，光电传感器只做开关用可运行5000万次），可以满足实际生产生活要求。 进步性：①利用进出某封闭空间时对此电路的触发，而实现对该空间内部所含物件数量进行智能记忆，空间内部无需安装其他检测装置，此优于其他同类产品；②只通过两个光电传感器和集成电路成功区分了进和出方向的不同，从而做出不同动作；③通过集成元件的级联可以达到巨大数目的控制，又因为电子集成芯片成本极其低廉（每芯片0.1元左右）寿命较长，故其可长时间低能耗低成本运行，优于其他控制系统（如：单片机控制）。
获奖情况及鉴定结果
- 2011年4月在承德石油高等专科学校举办的“数英杯”科技产品制作竞赛中获得一等奖。
作品所处阶段
- 实验室阶段
技术转让方式
- 未技术转让
作品可展示的形式
- 模型、图纸 、现场演示、图片、录像
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 使用说明：首先将电源插在插座上，然后将强电电路开关合上，将遮光帽盖在光敏电阻上，扳动至零开关将四计数器同时置零，此后便可实现功能了。 推广前景：该作品制作成本低廉结构简单，便于批量生产。易于应用于只此单一控制的自动控制系统中。有较好的经济性，成本低运行费用低，使用寿命长，当内部某器件损坏，更换即可方便有效。在此功能要求的控制中有可能代替其他高级控制装置（如：可编程单片机控制装置）。
同类课题研究水平概述
- 当前在市场上已经有了类似“白天灯不亮，亮度不够时，有人灯亮，无人灯灭”的产品，这些产品大多是根据判断光照强弱和人体特定红外波谱感应原理，结合国外先进的人体感应传感器技术，通过数字电路的精确分析判断，实现“按需用电”之目的。但是太过于复杂，并且因为这些产品是用红外感应装置感应室内是否有人，感应存在盲点。而我们所设计的电路利用进出某封闭空间时对此电路的触发，而实现对该空间内部所含物件数量进行智能记忆，空间内部无需安装其他检测装置，解决了上述问题，使效果的全面性更好，更加满足了设计要求和功能需要。 还有一些研究“电灯自动亮灭控制”方面的课题，同样是在白天的时候灯不亮，在晚上有对话声、脚步声时灯自动点亮。人走后延时5~10秒钟灯灭。此类电路被干扰的可能较大，可能被其他的声音所干扰，产生误动作。而此电路具有瞬动性及时对判断做出动作。电路封闭可包装抗干扰性较强。 经多方面查证，其他同类与此电路有交叉功能的电路，大多数都较为复杂，所用电路和其他辅助装置种类较多，生产性实用性较差，故较其他产品此作品有其不小的优越性。 除上述电路外，还有一种更高级可实现此功能的控制装置，那就是可编程单片机，通过程序编写可以更好的实现此功能，但是由于可编程单片机功能强大，随之而来就是高额的成本和高级的技术要求，而此电路结构简单，可批量生产，最主要的是其成本低廉，故在此功能的实现上比上述有更好市场，有更好的推广性。
