專利名稱：籌碼控制用電器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型有關(guān)電控制器，特別是涉及一種籌碼控制用電器。
目前，計(jì)量用電采用感應(yīng)式電度表，表內(nèi)裝有機(jī)械計(jì)數(shù)器，記錄用電量的多少，供電局抄表人員每月要查表抄數(shù)，用戶每月付電費(fèi)，抄表人員和用戶都要花費(fèi)時(shí)間很不方便，當(dāng)供電部門根據(jù)電力供應(yīng)的情況需要進(jìn)行計(jì)劃用電科學(xué)管理時(shí)，目前使用的電度表只能對用電量作出計(jì)量，而無法實(shí)現(xiàn)控制用電。
本實(shí)用新型的目的是提供一種控制用電器，用戶按照用電計(jì)劃預(yù)先購買用電籌碼，將籌碼投入籌碼控制用電器后，即可供電，當(dāng)用電數(shù)達(dá)到用電籌碼數(shù)量時(shí)，即可自動斷電，這樣供電局只需要通過發(fā)售用電籌碼，不再需要每月查表抄數(shù)，并且可以實(shí)現(xiàn)計(jì)劃用電的科學(xué)管理，用戶也可省去交電費(fèi)的麻煩，對于企業(yè)內(nèi)部的用電管理也很方便，有利于節(jié)約用電。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的，在封閉的殼體內(nèi)有籌碼識別裝置，用電檢測裝置、運(yùn)算顯示電路、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、應(yīng)急開關(guān)、電源電路，在封閉的殼體正面下端有一個帶鎖的取籌門，上端有一個籌碼投入口。用電管理部門的鑰匙才能開啟取籌門，打開取籌門后，可以取籌，可以使用應(yīng)急開關(guān)，也可以打開封閉殼體的蓋進(jìn)行檢修?；I碼識別裝置由一個殼體上的籌碼投入口，三個籌碼通道和籌碼箱所組成，籌碼是金屬制的，根據(jù)籌碼通道入口的長度和寬度不同有直徑和厚度不同的大、中、小三種規(guī)格的籌碼，當(dāng)籌碼從投入口投入后，由于自重，同時(shí)根據(jù)籌碼大小，厚度的不同，自動從不同的籌碼通道入口，進(jìn)入相應(yīng)的通道。每個通道的下端有一個與運(yùn)算顯示電路相連接的彈簧觸點(diǎn)，通道的內(nèi)壁一面是金屬材料制的，一面是塑料等絕緣材料制的，彈簧觸點(diǎn)安裝在絕緣材料制的一面，當(dāng)籌碼通過時(shí)，接通電路，即每通過一個籌碼便向運(yùn)算顯示電路輸入一個信號，籌碼通過籌碼通道后進(jìn)入籌碼箱。用電檢測裝置由感應(yīng)式電度表，紅外發(fā)射管、光敏接收管等組成，在電度表內(nèi)的機(jī)械式計(jì)數(shù)器末位數(shù)的轉(zhuǎn)盤上貼有一片能反光的金屬箔，在末位數(shù)轉(zhuǎn)盤的上端，計(jì)數(shù)器支架上裝有紅外發(fā)射管和光敏接收管，使紅外發(fā)射管發(fā)射的光線通過金屬箔的反射到光敏接收管，當(dāng)末位數(shù)轉(zhuǎn)盤一圈表示使用一度電時(shí)，光敏接收管得到一個信號，這一信號輸入到運(yùn)算顯示電路中。運(yùn)算顯示電路由多塊集成塊、數(shù)碼管、電阻、電容等組成，當(dāng)籌碼投入后，由籌碼識別裝置輸出的信號。輸入到運(yùn)算顯示電路，將信號存儲，并由數(shù)碼管顯示出來。用戶用電后，用電檢測裝置將用電信號不斷輸入到運(yùn)算顯示電路，經(jīng)過運(yùn)算，從存儲的籌碼數(shù)相應(yīng)減去用電數(shù)，數(shù)碼管隨時(shí)可以顯示出剩余的籌碼數(shù)，當(dāng)新的籌碼加入時(shí)，籌碼識別裝置輸出信號又輸入運(yùn)算顯示電路，經(jīng)過運(yùn)算，存儲的籌碼數(shù)相應(yīng)加上新的籌碼數(shù)，數(shù)碼管也隨時(shí)顯示相加后的籌碼數(shù)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)有一個控制用電電源閉合與斷開的繼電器以及發(fā)光二極管，揚(yáng)聲器等組成的報(bào)警電路，當(dāng)數(shù)碼管顯示數(shù)為1時(shí)，報(bào)警電路工作，發(fā)光二極管閃爍，揚(yáng)聲器發(fā)出報(bào)警聲，告訴用戶應(yīng)再投入用電籌碼，如果未及時(shí)投入籌碼，顯示為零時(shí)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)自動將用戶的電源切斷，當(dāng)用戶重新投入用電籌碼后，電路又自動接通可以用電?；I碼識別裝置，用電檢測裝置，運(yùn)算顯示電路和執(zhí)行機(jī)構(gòu)有故障時(shí)，為了不影響用戶用電，在殼體內(nèi)裝有應(yīng)急開關(guān)，接通應(yīng)急開關(guān)后，電度表繼續(xù)運(yùn)行，用戶可繼續(xù)用電，此時(shí)用電量靠電度表的讀數(shù)計(jì)算。為了防止電網(wǎng)停電時(shí)，運(yùn)算顯示電路不能工作，造成用電籌碼存儲數(shù)消失，在電路中安裝了備用電源，平時(shí)備用電源處于充電狀態(tài)，一旦停電，備用電源便自動工作，維持運(yùn)算顯示電路的工作。
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步地描述。


圖1、籌碼控制用電器整體示意圖；圖2、籌碼控制用電器的原理方框圖；圖3、籌碼控制用電器的整機(jī)線路圖；圖4、用電檢測裝置正面結(jié)構(gòu)示意圖；圖5、用電檢測裝置側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖；圖6、籌碼通道的結(jié)構(gòu)示意圖。
1、籌碼投入口，2、感應(yīng)式電度表，3、殼體，4、運(yùn)算顯示電路接線板，5、變電器，6、繼電器，7、揚(yáng)聲器，8、電源報(bào)警電路接線板，9、籌碼箱，10、取籌門，11、應(yīng)急開關(guān)，12、取籌門鎖，13、封閉螺絲，14、用電檢測插座，15、顯示板，16、備用電池，17、機(jī)械式計(jì)數(shù)器，18、末位數(shù)轉(zhuǎn)盤，19、計(jì)數(shù)器支架，20、鋁箔，21、絕緣固定板，22、紅外發(fā)射管，23、光敏接收管，24、用電檢測插頭，25、籌碼通道，26、彈簧觸點(diǎn)。
參照附圖1、籌碼控制用電器的器件全部安裝在薄鋼板制的封閉的殼體3內(nèi)，在殼體3正面下端有取籌門10，上端有籌碼投入口1，參照附圖3，Ic1、Ic2、Ic3、Ic4為40192集成塊，Ic5、Ic6、Ic7、Ic8為4511集成塊，Ic9、Ic10為40106集成塊，Ic11、Ic12為4023集成塊，Ic13、Ic14為4009集成塊，Ic14為4002集成塊，紅外發(fā)射管GL為5G12，光敏接收管DM為3DU12，繼電器J為JTXF·22，DC6V的，圖3的原理圖由七個部分組成。
一、加法控制電路圖3下端從左至右起，分別為千位、百位、十位三個微型觸簧開關(guān)。C1、C2、C3為抗干擾電容1R1、R2、R3為下拉電阻，使IC141/6 三個斯密特觸發(fā)器的輸入端平時(shí)為低電平“0”狀態(tài)。如果十位數(shù)觸簧開關(guān)通過一枚籌碼，產(chǎn)生一個脈沖信號，通過斯密特去毛刺、整形，得到一個整齊的反相脈沖，即轉(zhuǎn)換成低電平“0”，再通過IC171/4 的或門控制，送至加減計(jì)數(shù)器IC2的CPU端，在十位數(shù)上加“1”，并編成BCD碼通過上端四根信號線輸出。一路送至與IC6對應(yīng)的四個輸入端，進(jìn)行七段譯碼、驅(qū)動，使數(shù)碼管LED2顯示“10”度電，另一路送到或非門IC101/2 進(jìn)行有無信號檢測。其于百位、千位的工作過程基本相似。千位、百位上的二個與門IC161/4 是控制籌碼信號和進(jìn)位信號用的。
二、溢出電路當(dāng)千位數(shù)上顯示“9”時(shí)，在與門IC161/4 的輸出端產(chǎn)生一個高電平“1”。這個高電平一路經(jīng)過R15、D5，通過BG1放大導(dǎo)通，使發(fā)光二極管LED常亮。用戶看到這個溢出信號，應(yīng)停止投入籌碼。另一路去控制IC171/4 的三個或門，使其輸出均為“1”，IC2、IC3、IC4的CPU端被封鎖，此時(shí)無論那個觸簧開關(guān)通過籌碼，均無效。
三、減法控制電路當(dāng)原電度表內(nèi)的機(jī)械式計(jì)數(shù)器17未位數(shù)轉(zhuǎn)盤18轉(zhuǎn)動一圈時(shí)，紅外線二極管22發(fā)出的紅外線通過轉(zhuǎn)盤上的鋁箔20，反射到光敏接收管23上，光敏接收管23拾取信號后立即導(dǎo)通，產(chǎn)生一個低電平“0”到斯密特觸發(fā)器IC141/6 上，整形后的信號通過IC131/6 、或非門IC121/2 、IC131/6 ，送到IC1的減法輸入端CPD，當(dāng)個位數(shù)顯示“0”時(shí)，如果再來一個減法信號，IC1就會向IC2的CPD借“1”、使十位顯示減“1”、個位數(shù)由“0”跳變成“9”。當(dāng)十位數(shù)“0”時(shí)，IC2就向百位數(shù)IC3的CPD借“1”……依次類推。
四、報(bào)警電路如果四位顯示屏上只顯示“1”度電時(shí)，由千位、百位上的四或非門IC91/2 和十位、個位上的IC101/2 ，輸出“1”電平，使四與門IC121/2 的輸入端均為“1”電平時(shí)，與門才開門，輸出“1”，通過或門IC171/4 再去打開IC151/3 三與非門，此時(shí)由IC141/6 、R6、C6組成的音頻振蕩信號和IC141/6 、R7、C7組成的間歇振蕩信號，通過IC151/3 調(diào)制成脈動音頻信號，再通過非門IC131/6 輸出，一路經(jīng)過D6至BG1放大，使LED產(chǎn)生不斷閃爍的光信號(注LED具有二種顯示功能，常亮表示溢出，前面已經(jīng)說明，閃爍表示報(bào)警)；從IC131/6 輸出的另一路音頻信號經(jīng)過R8至BG2進(jìn)行放大，使揚(yáng)聲器7發(fā)出“嘟－嘟……”的聲音信號，提醒用戶該加籌碼了。如果加一枚“100”度的籌碼，顯示屏?xí)伞?”度電顯示為“101”度電。此時(shí)百位上的四或非門IC91/2 輸出“0”電平，使IC121/2 、IC151/3 關(guān)門，報(bào)警信號被解除。
五、斷電執(zhí)行電路當(dāng)最后“1”度電用完并顯示“0”時(shí)，個位數(shù)上的IC111/2 四或非門輸出“1”，送到四與門IC121/2 的輸入端，其它三個輸入端也必須是“1”電平，與門才會開門。開門后的輸出端即由“0”變?yōu)椤?”，這個“1”的信號分為三路，一路經(jīng)過或門IC171/4 繼續(xù)保持聲光報(bào)警；第二路通過或門IC121/2 封鎖IC1的減法CPD端，使IC1計(jì)數(shù)器不會由“0”變?yōu)椤?”；第三路經(jīng)R12送到由BG3、BG4組成的復(fù)合放大電路，使繼電器6吸合，常閉觸點(diǎn)斷開，從而切斷供電電源。如果投入一枚“10”度電籌碼，籌碼通過十位數(shù)觸簧，顯示屏上的“0”變?yōu)椤?0”度電，此時(shí)十位上的四或非門IC101/2 的輸出端由“1”變?yōu)椤?”電平，使二個四與門IC121/2 同時(shí)關(guān)閉，繼電器6釋放，接通電源向用戶供電。
六、無效零熄滅電路千位上出現(xiàn)“0”數(shù)字時(shí)，四或非門IC91/2 輸出“1”電平，通過IC131/6 非門反相為“0”電平，送到譯碼器IC8滅零控制端B1、使LED4熄滅。如果百位上出現(xiàn)零數(shù)字時(shí)，四或非門IC91/2 輸出“1”電平，送至與非IC151/3 的輸入端，另一輸入端與千位的四或非門相連，如果千位上有數(shù)字，與非門就不開門，百位數(shù)上顯示“0”，這叫有效零。如果千位、百位上都無效，與非門就開門，LED3顯示的無效零就熄滅。十位上的三與非門IC151/3 受到千位、百位、十位控制，只有當(dāng)三個輸入端同時(shí)出現(xiàn)高電平“1”時(shí)，十位“0”才熄滅。個位數(shù)IC5的B1端接在正電源上，因此LED1顯示“0”時(shí)就常亮。
七、電源電路變壓器的次級電壓經(jīng)過D1、D2整流為直流電壓后，一路供給繼電器6、揚(yáng)聲器7、發(fā)光二極管作大電流使用；另一路通過R16、R17降壓、限流后供集成塊用。如果地區(qū)性電網(wǎng)停電，備用電池迅速通過D4向集成塊供電，保持原來的數(shù)據(jù)和各種信號狀態(tài)。由于集成塊全部采用CMOS電路，所以從D4流過的電流僅0.6mA。D3二極管是阻止電池電流流向耗電較大的電路。當(dāng)市電來電后，經(jīng)過D3的電壓略高于電池電壓0.5V，所以備用電池?zé)o電流流出，處于停止供電狀態(tài)。 使用時(shí)，用電籌碼數(shù)額大、中、小規(guī)格分別為1000，100，10當(dāng)用電籌碼數(shù)額為10的籌碼投入后，顯示板15的讀數(shù)為10，同時(shí)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的繼電器自動閉合，用戶可以用電，隨著用電數(shù)的增加，顯示數(shù)相應(yīng)減少，為1時(shí)，報(bào)警電路工作，發(fā)光二極管閃爍，揚(yáng)聲器7發(fā)出報(bào)警聲。當(dāng)顯示數(shù)為零時(shí)，繼電器斷開，電源電路被切斷，達(dá)到自動控制用電的目的。
權(quán)利要求1.一種籌碼控制用電器，其特征是在封閉的殼體內(nèi)有籌碼識別裝置、用電檢測裝置、運(yùn)算顯示電路、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、應(yīng)急開關(guān)、電源電路，殼體正面下端有一個帶鎖的取籌門，上端有一個籌碼投入口。
2.如權(quán)利要求1所述的籌碼控制用電器，其特征是籌碼識別裝置三個不同長度和寬度的籌碼通道入口與籌碼投入口相通，每個籌碼通道的下端有一個與運(yùn)算顯示電路輸入端相連接的彈簧觸點(diǎn)，籌碼通道與籌碼箱相通。
3.如權(quán)利要求1所述的籌碼控制用電器，其特征是在用電檢測裝置中的電度表內(nèi)，機(jī)械式計(jì)數(shù)器的末位數(shù)轉(zhuǎn)盤上有一片能反光的金屬箔，該轉(zhuǎn)盤的上端有裝在計(jì)數(shù)器支架上的紅外發(fā)射管和光敏接收管。
4.如權(quán)利要求1所述的籌碼控制用電器，其特征是運(yùn)算顯示電路由集成塊、數(shù)碼管、電阻、電容等組成，運(yùn)算顯示電路的輸入端與用電檢測裝置的輸出端相連接，運(yùn)算顯示電路的輸出端與執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸入端相連接。
5.如權(quán)利要求所述的籌碼控制用電器，其特征是執(zhí)行機(jī)構(gòu)有一個控制用電電源閉合與斷開的繼電器和一個報(bào)警揚(yáng)聲器。
專利摘要本實(shí)用新型是一種籌碼控制用電器，其特征是封閉的殼體內(nèi)有籌碼識別裝置，用電檢測裝置，運(yùn)算顯示電路，執(zhí)行機(jī)構(gòu)，應(yīng)急開關(guān)及電源電路，用戶將特制的用電籌碼投入后，便可用電，當(dāng)用電數(shù)與投入用電籌碼數(shù)額相同時(shí)，便發(fā)出報(bào)警信號，自動切斷用電電源。本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)計(jì)劃用電的科學(xué)管理，做到計(jì)劃用電，節(jié)約用電。
文檔編號G01R11/00GK2033124SQ8820288
公開日1989年2月22日 申請日期1988年4月3日 優(yōu)先權(quán)日1988年4月3日
發(fā)明者王根祥, 卜恒亮 申請人:王根祥