专利名称：筹码控制用电器的制作方法
技术领域：
本实用新型有关电控制器，特别是涉及一种筹码控制用电器。
目前，计量用电采用感应式电度表，表内装有机械计数器，记录用电量的多少，供电局抄表人员每月要查表抄数，用户每月付电费，抄表人员和用户都要花费时间很不方便，当供电部门根据电力供应的情况需要进行计划用电科学管理时，目前使用的电度表只能对用电量作出计量，而无法实现控制用电。
本实用新型的目的是提供一种控制用电器，用户按照用电计划预先购买用电筹码，将筹码投入筹码控制用电器后，即可供电，当用电数达到用电筹码数量时，即可自动断电，这样供电局只需要通过发售用电筹码，不再需要每月查表抄数，并且可以实现计划用电的科学管理，用户也可省去交电费的麻烦，对于企业内部的用电管理也很方便，有利于节约用电。
本实用新型是这样实现的，在封闭的壳体内有筹码识别装置，用电检测装置、运算显示电路、执行机构、应急开关、电源电路，在封闭的壳体正面下端有一个带锁的取筹门，上端有一个筹码投入口。用电管理部门的钥匙才能开启取筹门，打开取筹门后，可以取筹，可以使用应急开关，也可以打开封闭壳体的盖进行检修。筹码识别装置由一个壳体上的筹码投入口，三个筹码通道和筹码箱所组成，筹码是金属制的，根据筹码通道入口的长度和宽度不同有直径和厚度不同的大、中、小三种规格的筹码，当筹码从投入口投入后，由于自重，同时根据筹码大小，厚度的不同，自动从不同的筹码通道入口，进入相应的通道。每个通道的下端有一个与运算显示电路相连接的弹簧触点，通道的内壁一面是金属材料制的，一面是塑料等绝缘材料制的，弹簧触点安装在绝缘材料制的一面，当筹码通过时，接通电路，即每通过一个筹码便向运算显示电路输入一个信号，筹码通过筹码通道后进入筹码箱。用电检测装置由感应式电度表，红外发射管、光敏接收管等组成，在电度表内的机械式计数器末位数的转盘上贴有一片能反光的金属箔，在末位数转盘的上端，计数器支架上装有红外发射管和光敏接收管，使红外发射管发射的光线通过金属箔的反射到光敏接收管，当末位数转盘一圈表示使用一度电时，光敏接收管得到一个信号，这一信号输入到运算显示电路中。运算显示电路由多块集成块、数码管、电阻、电容等组成，当筹码投入后，由筹码识别装置输出的信号。输入到运算显示电路，将信号存储，并由数码管显示出来。用户用电后，用电检测装置将用电信号不断输入到运算显示电路，经过运算，从存储的筹码数相应减去用电数，数码管随时可以显示出剩余的筹码数，当新的筹码加入时，筹码识别装置输出信号又输入运算显示电路，经过运算，存储的筹码数相应加上新的筹码数，数码管也随时显示相加后的筹码数。执行机构有一个控制用电电源闭合与断开的继电器以及发光二极管，扬声器等组成的报警电路，当数码管显示数为1时，报警电路工作，发光二极管闪烁，扬声器发出报警声，告诉用户应再投入用电筹码，如果未及时投入筹码，显示为零时，执行机构自动将用户的电源切断，当用户重新投入用电筹码后，电路又自动接通可以用电。筹码识别装置，用电检测装置，运算显示电路和执行机构有故障时，为了不影响用户用电，在壳体内装有应急开关，接通应急开关后，电度表继续运行，用户可继续用电，此时用电量靠电度表的读数计算。为了防止电网停电时，运算显示电路不能工作，造成用电筹码存储数消失，在电路中安装了备用电源，平时备用电源处于充电状态，一旦停电，备用电源便自动工作，维持运算显示电路的工作。
以下结合附图对本实用新型作进一步地描述。
图1、筹码控制用电器整体示意图；图2、筹码控制用电器的原理方框图；图3、筹码控制用电器的整机线路图；图4、用电检测装置正面结构示意图；图5、用电检测装置侧面结构示意图；图6、筹码通道的结构示意图。
1、筹码投入口，2、感应式电度表，3、壳体，4、运算显示电路接线板，5、变电器，6、继电器，7、扬声器，8、电源报警电路接线板，9、筹码箱，10、取筹门，11、应急开关，12、取筹门锁，13、封闭螺丝，14、用电检测插座，15、显示板，16、备用电池，17、机械式计数器，18、末位数转盘，19、计数器支架，20、铝箔，21、绝缘固定板，22、红外发射管，23、光敏接收管，24、用电检测插头，25、筹码通道，26、弹簧触点。
参照附图1、筹码控制用电器的器件全部安装在薄钢板制的封闭的壳体3内，在壳体3正面下端有取筹门10，上端有筹码投入口1，参照附图3，Ic1、Ic2、Ic3、Ic4为40192集成块，Ic5、Ic6、Ic7、Ic8为4511集成块，Ic9、Ic10为40106集成块，Ic11、Ic12为4023集成块，Ic13、Ic14为4009集成块，Ic14为4002集成块，红外发射管GL为5G12，光敏接收管DM为3DU12，继电器J为JTXF·22，DC6V的，图3的原理图由七个部分组成。
一、加法控制电路图3下端从左至右起，分别为千位、百位、十位三个微型触簧开关。C1、C2、C3为抗干扰电容1R1、R2、R3为下拉电阻，使IC141/6 三个斯密特触发器的输入端平时为低电平“0”状态。如果十位数触簧开关通过一枚筹码，产生一个脉冲信号，通过斯密特去毛刺、整形，得到一个整齐的反相脉冲，即转换成低电平“0”，再通过IC171/4 的或门控制，送至加减计数器IC2的CPU端，在十位数上加“1”，并编成BCD码通过上端四根信号线输出。一路送至与IC6对应的四个输入端，进行七段译码、驱动，使数码管LED2显示“10”度电，另一路送到或非门IC101/2 进行有无信号检测。其于百位、千位的工作过程基本相似。千位、百位上的二个与门IC161/4 是控制筹码信号和进位信号用的。
二、溢出电路当千位数上显示“9”时，在与门IC161/4 的输出端产生一个高电平“1”。这个高电平一路经过R15、D5，通过BG1放大导通，使发光二极管LED常亮。用户看到这个溢出信号，应停止投入筹码。另一路去控制IC171/4 的三个或门，使其输出均为“1”，IC2、IC3、IC4的CPU端被封锁，此时无论那个触簧开关通过筹码，均无效。
三、减法控制电路当原电度表内的机械式计数器17未位数转盘18转动一圈时，红外线二极管22发出的红外线通过转盘上的铝箔20，反射到光敏接收管23上，光敏接收管23拾取信号后立即导通，产生一个低电平“0”到斯密特触发器IC141/6 上，整形后的信号通过IC131/6 、或非门IC121/2 、IC131/6 ，送到IC1的减法输入端CPD，当个位数显示“0”时，如果再来一个减法信号，IC1就会向IC2的CPD借“1”、使十位显示减“1”、个位数由“0”跳变成“9”。当十位数“0”时，IC2就向百位数IC3的CPD借“1”……依次类推。
四、报警电路如果四位显示屏上只显示“1”度电时，由千位、百位上的四或非门IC91/2 和十位、个位上的IC101/2 ，输出“1”电平，使四与门IC121/2 的输入端均为“1”电平时，与门才开门，输出“1”，通过或门IC171/4 再去打开IC151/3 三与非门，此时由IC141/6 、R6、C6组成的音频振荡信号和IC141/6 、R7、C7组成的间歇振荡信号，通过IC151/3 调制成脉动音频信号，再通过非门IC131/6 输出，一路经过D6至BG1放大，使LED产生不断闪烁的光信号(注LED具有二种显示功能，常亮表示溢出，前面已经说明，闪烁表示报警)；从IC131/6 输出的另一路音频信号经过R8至BG2进行放大，使扬声器7发出“嘟－嘟……”的声音信号，提醒用户该加筹码了。如果加一枚“100”度的筹码，显示屏会由“1”度电显示为“101”度电。此时百位上的四或非门IC91/2 输出“0”电平，使IC121/2 、IC151/3 关门，报警信号被解除。
五、断电执行电路当最后“1”度电用完并显示“0”时，个位数上的IC111/2 四或非门输出“1”，送到四与门IC121/2 的输入端，其它三个输入端也必须是“1”电平，与门才会开门。开门后的输出端即由“0”变为“1”，这个“1”的信号分为三路，一路经过或门IC171/4 继续保持声光报警；第二路通过或门IC121/2 封锁IC1的减法CPD端，使IC1计数器不会由“0”变为“9”；第三路经R12送到由BG3、BG4组成的复合放大电路，使继电器6吸合，常闭触点断开，从而切断供电电源。如果投入一枚“10”度电筹码，筹码通过十位数触簧，显示屏上的“0”变为“10”度电，此时十位上的四或非门IC101/2 的输出端由“1”变为“0”电平，使二个四与门IC121/2 同时关闭，继电器6释放，接通电源向用户供电。
六、无效零熄灭电路千位上出现“0”数字时，四或非门IC91/2 输出“1”电平，通过IC131/6 非门反相为“0”电平，送到译码器IC8灭零控制端B1、使LED4熄灭。如果百位上出现零数字时，四或非门IC91/2 输出“1”电平，送至与非IC151/3 的输入端，另一输入端与千位的四或非门相连，如果千位上有数字，与非门就不开门，百位数上显示“0”，这叫有效零。如果千位、百位上都无效，与非门就开门，LED3显示的无效零就熄灭。十位上的三与非门IC151/3 受到千位、百位、十位控制，只有当三个输入端同时出现高电平“1”时，十位“0”才熄灭。个位数IC5的B1端接在正电源上，因此LED1显示“0”时就常亮。
七、电源电路变压器的次级电压经过D1、D2整流为直流电压后，一路供给继电器6、扬声器7、发光二极管作大电流使用；另一路通过R16、R17降压、限流后供集成块用。如果地区性电网停电，备用电池迅速通过D4向集成块供电，保持原来的数据和各种信号状态。由于集成块全部采用CMOS电路，所以从D4流过的电流仅0.6mA。D3二极管是阻止电池电流流向耗电较大的电路。当市电来电后，经过D3的电压略高于电池电压0.5V，所以备用电池无电流流出，处于停止供电状态。 使用时，用电筹码数额大、中、小规格分别为1000，100，10当用电筹码数额为10的筹码投入后，显示板15的读数为10，同时执行机构的继电器自动闭合，用户可以用电，随着用电数的增加，显示数相应减少，为1时，报警电路工作，发光二极管闪烁，扬声器7发出报警声。当显示数为零时，继电器断开，电源电路被切断，达到自动控制用电的目的。
权利要求1.一种筹码控制用电器，其特征是在封闭的壳体内有筹码识别装置、用电检测装置、运算显示电路、执行机构、应急开关、电源电路，壳体正面下端有一个带锁的取筹门，上端有一个筹码投入口。
2.如权利要求1所述的筹码控制用电器，其特征是筹码识别装置三个不同长度和宽度的筹码通道入口与筹码投入口相通，每个筹码通道的下端有一个与运算显示电路输入端相连接的弹簧触点，筹码通道与筹码箱相通。
3.如权利要求1所述的筹码控制用电器，其特征是在用电检测装置中的电度表内，机械式计数器的末位数转盘上有一片能反光的金属箔，该转盘的上端有装在计数器支架上的红外发射管和光敏接收管。
4.如权利要求1所述的筹码控制用电器，其特征是运算显示电路由集成块、数码管、电阻、电容等组成，运算显示电路的输入端与用电检测装置的输出端相连接，运算显示电路的输出端与执行机构输入端相连接。
5.如权利要求所述的筹码控制用电器，其特征是执行机构有一个控制用电电源闭合与断开的继电器和一个报警扬声器。
专利摘要本实用新型是一种筹码控制用电器，其特征是封闭的壳体内有筹码识别装置，用电检测装置，运算显示电路，执行机构，应急开关及电源电路，用户将特制的用电筹码投入后，便可用电，当用电数与投入用电筹码数额相同时，便发出报警信号，自动切断用电电源。本实用新型可实现计划用电的科学管理，做到计划用电，节约用电。
文档编号G01R11/00GK2033124SQ8820288
公开日1989年2月22日 申请日期1988年4月3日 优先权日1988年4月3日
发明者王根祥, 卜恒亮 申请人:王根祥