CN100446353C - 智能遥控灯座装置 - Google Patents

Abstract

一种智能遥控灯座装置，涉及电子技术领域；包括接收灯座及无线遥控器，接收灯座内设有控制电路板，包括一微处理器MCU2、分别连接所述微处理器的无线接收解调单元、电源降压整流稳压单元、控制输出驱动单元、电源检测单元，连接所述控制输出驱动单元的电源输出控制单元，连接所述无线接收解调单元的天线，所述无线接收解调单元、所述温度检测单元和所述电源检测单元均由电源降压整流稳压单元供电，火线输入电极分别连接所述电源降压整流稳压单元和所述电源输出控制单元，零线电极分别连接所述电源降压整流稳压单元、所述电源检测单元和灯座联接器的零线电极，所述电源输出控制单元连接灯座联接器的控制输出电极。

Description

智能遥控灯座装置

技术领域

本发明涉及电子技术，特别是涉及一种用于人们日常生活和工作中灯光的无线遥控的转接灯座装置。

背景技术

家居环境的自动化智能化是信息化社会发展的必然要求。实现家居灯光智能化控制是家居环境智能化过程中不可或缺的一部分。目前，市场上有一些遥控灯具出售，但很少真正进入家庭。主要是由于这些产品安装时，需费时费力地布置/改装电力线路，或买价格昂贵的整体灯具。用户原有的线路只能弃之不用。由于这些遥控灯具设计方案本身的原因，安装极不方便，导致用户实际投入费用高昂。而且对以后的移动、维护极不方便。并且这些产品其功能过于简单，无法满足人们智能化要求。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种采用微处理器控制，安装极其简便、能遥控使用、可用原线路开关控制、能避免意外停电时忘记关灯造成电能浪费、来电时短时闪烁提醒的功能智能遥控灯座装置。本发明提供的智能遥控灯座装置，由于采用灯头灯座的外形结构，用户仅需往原灯具灯座中，旋入本转接灯座，再安入灯，即完成安装，无需对已有的线路作任何更改，同时也大大方便了日后的维护。

本发明进一步所要解决的技术问题是提供一种开灯时有渐亮功能以延长灯泡寿命、灯具温度过高自动断电保护的智能遥控灯座装置。

为了解决上述技术问题，本发明所提供的一种智能遥控灯座装置，包括接收灯座及无线遥控器，接收灯座的顶部设有能与普通灯座连接的灯头，(包括但不限于E27、E24螺纹灯头、B22卡口灯头)，灯头设有能与普通灯座的对应电极相联的火线、零线电极，所述灯头的电极通过导电材料与壳体内的控制电路板连接，为电路板提供电力以及用户所用灯具提供电能；底部为能与普通(灯泡的)灯头连接的灯座联接器，包括螺口联接方式或卡口联接方式等；

壳体内设有控制电路板，包括一设有可在线擦写数据信息的EEPROM数据存储单元的微处理器MCU、分别连接所述微处理器的公知的无线接收解调单元、包括贮能(电容器)元件的电源降压整流稳压单元、控制输出驱动单元、电源(过零点)检测单元、温度检测单元。连接所述控制输出驱动单元的设有可控硅的电源输出控制单元，连接所述无线接收解调单元的环形接收天线，所述无线接收解调单元、所述温度检测单元和所述电源(过零点)检测单元均由电源降压整流稳压单元供电，联接(灯)头的火线输入电极分别连接所述电源降压整流稳压单元和所述电源输出控制单元，联接(灯)头的零线电极分别连接所述电源降压整流稳压单元、所述电源(过零点)检测单元和灯座联接器的零线电极，所述电源输出控制单元连接灯座联接器的控制输出电极。

所述无线遥控器由壳体、按键、MCU、公知的无线发射电路、内置天线、状态指示LED灯组成，在无线遥控器的MCU中写入唯一的ID编号。

所述无线遥控器采用包括无线电、蓝牙、远红外、超声波等遥控方式。

所述微处理器的MCU的控制程序设有学习(编码记忆)功能、手动开灯功能、意外断电后自动复位功能、逐步递增亮度的功能、温度检测功能，其流程如下：

1)安装、上电；

2)控制灯处于闪烁状态，开始T秒计时；

3)接收模块输出有效指令，是则转至4)，否则转至5)；

4)把指令ID编号写入EEPROM，转至2)；

5)计数是否满T秒，是则转至6)，否则转至3)；

6)灯光熄灭，退出学习状态等待遥控指令；

7)是否有有效的遥控指令，是则转至8)，否则转至10)；

8)与EEPROM中ID号一致，是则转至9)，否则转至10)；

9)执行遥控指令，则转至10)；

10)检查温度是否超高，是则转至11)，否则转至12)；

11)禁止开灯；

12)检查是否掉电，是则转至13)，否则转至7)；

13)开始t秒计时；

14)第二次掉电，是则转至15)，否则转至16)；

15)确认手动开灯指令，开灯，转至7)；

16)计时满t秒，是则转至7)，否则转至14)。

所述微处理器的MCU的控制程序流程中，T＝10，t＝5。

所述微处理器的MCU控制程序的学习(编码记忆)功能：通电开始T秒内，MCU进入“学习状态灯座内的MCU2经电源(过零点)检测单元检测过零点信号，在过零点信号发生时刻，再延时K(对于50Hz交流电，K＜10)毫秒，并输出窄脉冲控制信号经控制输出驱动单元驱动控制可控硅的控制极使可控硅小导通角导通，从而使灯处于低亮度闪烁状态，″学习状态″期间MCU(程序)能通过无线接收电路接收信号(ID编号)并解码，得到唯一编码的ID号，MCU(的程序)把该ID号写入EEPROM中保存。

所述微处理器的MCU控制程序的手动开灯功能：通过MCU(的程序)经电源(过零点)检测单元对过零点信号的检测，在正常时刻没有检测到过零点信号即视为用户手动关断操作，t秒内连续两次关断即判断为用户手动开灯请求，MCU(的程序)从而作出开灯操作。

所述微处理器的MCU控制程序的意外断电后自动复位功能：停电时间超过T秒以上，即内部贮能电容彻底放完电；再供电时，MCU重新上电复位运行，然后进入学习状态，学习状态结束后，自动保持熄灭状态。

所述微处理器的MCU控制程序的逐步递增亮度的功能：通过MCU识别开灯，并计算接收到开灯指令的时间，依据开灯指令逐步增大控制输出脉冲的宽度，从而逐步控制(增大)灯座内可控硅的导通角，以增加亮度，直到设定值。

附图说明

图1是本发明实施例智能遥控灯座外形示意图；

图2是本发明实施例无线遥控器的外形示意图；

图3是本发明实施例智能遥控灯座的电路图；

图4是本发明实施例无线遥控器的电路图；

图5是本发明实施例智能遥控灯座的电路原理框图；

图6是本发明实施例智能遥控灯座的MCU2运行流程框图。

具体实施方式

以下结合附图说明对本发明的实施例作进一步详细描述，但本实施例并不用于限制本发明，凡是采用本发明的相似结构及其相似变化，均应列入本发明的保护范围。

本发明实施例所提供的一种智能遥控灯座装置由接收灯座及无线遥控器两部分组成。参见图2所示，遥控器由壳体8、按键、MCU1、公知的无线发射电路、内置天线、状态指示LED灯组成；在生产过程中，由厂家向MCU1中写入唯一的ID编号，ID编号编码量达43亿组，由厂家统一分配管理，确保邻居间使用同类产品不会出现冲突。按键分为总关键6、数字控制键7、测试/复位键9、功能控制键10。本发明实施例的无线遥控器可采用简易的晶极管振荡电路产生无线电载波，经MCU1的编码调制后发射。也可以采用蓝牙、远红外、超声波等遥控方式。如CSR公司的单片蓝牙解决方案BC313141A、红外遥控芯片LW9148A等。

参见图1所示，接收灯座的顶部设有适用于普通灯座的联接(灯)头1，(包括但不限于E27、E24螺纹灯头、B22卡口灯头)，联接头设有能与普通灯座的对应电极相联的火线、零线电极，所述联接头的电极通过导电材料与壳体3内的控制电路板2连接，为电路板提供电力以及用户所用灯具提供电能；底部为可安装普通灯泡的灯座联接器4，包括螺口联接方式或卡口联接方式等。

参见图5所示，壳体内有控制电路板，包括一设有可在线擦写数据信息的EEPROM数据存储单元的微处理器MCU2、分别连接所述微处理器的公知的无线接收解调单元、包括贮能(电容器)元件的电源降压整流稳压单元、控制输出驱动单元、电源(过零点)检测单元、温度检测单元，连接所述控制输出驱动单元的设有可控硅的电源输出控制单元，连接所述无线接收解调单元的环形接收天线，所述无线接收解调单元、所述温度检测单元和所述电源(过零点)检测单元均由电源降压整流稳压单元供电，联接(灯)头的火线输入电极分别连接所述电源降压整流稳压单元和所述电源输出控制单元，联接(灯)头的零线电极分别连接所述电源降压整流稳压单元、所述电源(过零点)检测单元和灯座联接器的零线电极，所述电源输出控制单元连接灯座联接器的控制输出电极；

参见图6所示，微处理器的MCU2控制程序的流程：

1)安装、上电；

2)控制灯处于闪烁状态，开始10秒计时；

3)接收模块输出有效指令，是则转至4)，否则转至5)；

4)把指令ID编号写入EEPROM，转至2)；

5)计数是否满10秒，是则转至6)，否则转至3)；

6)灯光熄灭，退出学习状态等待遥控指令

7)是否有有效的遥控指令，是则转至8)，否则转至10)；

8)与EEPROM中ID号一致，是则转至9)，否则转至10)；

9)执行遥控指令，则转至10)；

10)检查温度是否超高，是则转至11)，否则转至12)；

11)禁止开灯；

12)检查是否掉电，是则转至13)，否则转至7)；

13)开始5秒计时

14)第二次掉电，是则转至15)，否则转至16)；

15)确认手动开灯指令，开灯，转至7)；

16)计时满5秒，是则转至7)，否则转至14)。

所述无线接收解调单元为对应于遥控器的无线电波发射模块的无线电超外差接收模块。

使用时只要把灯座上的安装头安装入原灯具的灯座上。再往本智能灯座装入灯泡，即安装完成。参见图6所示，通电开始10秒内，MCU2进入″学习状态″，灯座内的MCU2经电源(过零点)检测单元检测过零点信号，在过零点信号发生时刻，再延时K(对于50Hz交流电，K＜10)毫秒，并输出窄脉冲控制信号经三极管Q2驱动控制可控硅Q3的控制极使可控硅Q3小角度导通角导通，从而使灯处于低亮度闪烁状态。表示灯座已安装正常，并处在″学习状态″，灯座在所述学习状态时，如果用户按下配套遥控器的数字键。通过遥控器内部MCU1编码。该编码包含有MCU1中的ID编号，经无线发射电路发射出去。智能灯座的MCU2(程序)能通过无线接收电路接收信号(ID编号)并解码，得到唯一编码的ID号，MCU2(的程序)把该ID号写入EEPROM中保存。用同样的方法用户可以设置遥控器的多个数字键对同一个灯座进行控制，或设置多个遥控器的多个数字键对同一个灯座进行控制。在用户停止按按键10秒后，灯座自动退出学习状态。用户此时可按遥控器上的按键对灯座进行控制。

同时本发明实施例设有手动开灯功能，能充分保证用户在没找到遥控器的情况下打开灯。在灯座已正常通电，处于等待状态时(非学习状态)；用户只要利用原有灯具线路中的开关，快速进行：关灯-开灯-关灯-开灯，操作即可把灯打开。各个操作间隔不要超过2秒，关灯时间过长可能会使灯进入学习状态。而无法把灯正常打开。

该功能是通过灯座内部的贮能元件(例如电容器)在灯座通电处于等待状态时，充满电能。保证在关断线路电源开关的状态下，仍能为灯座内的MCU2提供运算处理所需的电能。参见图6所示，通过MCU2(的程序)经电源(过零点)检测单元对过零点信号的检测，在正常时刻没有检测到过零点信号即视为用户手动关断操作，5秒内连续两次关断即判断为用户手动开灯请求，MCU2(的程序)从而作出开灯操作。在人工开灯时要求多次关-开操作是为了减少外界干扰而造成MCU2误判信息而把灯打开。

同时，用户也可以在没有遥控器的情况下，方便地手动把灯关闭。1、通过原线路中的开关，切断电源即可关闭灯具。2、利用原线路中的开关，切断电源10秒钟以后，再打开开关，灯座即进入″学习″状态，″学习″状态结束后，灯即自行熄灭处于等待状态。

本发明实施例设有意外断电后自动复位功能。(参见图6所示)意外停电，停电时间超过10秒以上，即内部贮能电容彻底放完电。再来电时，MCU2重新上电复位运行，然后进入学习状态，学习状态结束后，自动保持熄灭状态。可防止由于忘记关灯，再来电时灯一直开着的后果。

开灯时，本发明实施例设有逐步递增亮度的功能，通过内部MCU2识别开灯，并计算接收到开灯指令的时间，依据开灯指令逐步增大控制输出脉冲的宽度，从而逐步控制(增大)灯座内可控硅的导通角，以增加亮度，直到设定值；由于灯丝凉时电阻值远小于正常发光时的电阻值。所以灯丝常常在开灯瞬间由于电流过大而烧毁。该功能可延长灯泡的使用寿命。

本发明实施例设有温度检测功能，能防止用户在不良环境下应用时，过高温度烧坏电路板上的精密元件；通过热敏电阻，当温度超过设定值时，热敏电阻减小，使得与之相联的分压电阻的采样点电压改变。当该电压达到设定值时，MCU2读取信息后作出关灯处理，以防止温度过高损坏电子元件。

遥控器的按键分为总关键6、数字控制键7、测试/复位键9、功能控制键10。通过MCU1对按下的按键的判断达到以下目的。

按下总关键3秒钟即所有通过该遥控器对码的灯座都会关闭。

按下数字键，并松开。通过该键对过码的灯座的开关状态会翻转。即原来是开，变成关。原来是关变成开。如果转换为开灯状态，即会保持上次控制的亮度。

按下数字键5秒钟以上。LED指示灯闪烁。可通过ON、OFF控制灯的开关。如果此时灯为打开状态即可通过上、下键调节灯的亮度。

在开灯的状态下，按下数字键20秒钟以上，即可把该灯座所保存的对应数字键、亮度信息删除。通过该键将无法再控制该灯座。

MCU根据用户按下按键的功能，再与自身ID号进行编码然后通过无线发射电路发射出去。

按下测试/复位键，MCU1复位，并发射一组测试码，用于工厂生产测试用。也可用于用户对遥控器复位作操。

参见图3所示，接收灯座电路的工作原理：

本发明实施例中MCU2选用PIC12F629型MCU。由降压电阻R6、电阻R7、隔直电容C5、整流二极管D3、稳压二极管D1、滤波电容C2组成了一个电源降压整流稳压单元的半波阻容降压电路，火线输入电极与零线电极之间依次串有稳压二极管D1(由负到正)、并联的隔直电容C5和电阻R7、降压电阻R6，火线输入电极与地之间串有滤波电容C2，整流二极管D3正极接地，负极连接并联的隔直电容C5和电阻R7与稳压二极管D1的连接点；所述半波阻容降压电路把220V交流市电输入电压降低到9V直流电压。

由稳压三极管Q1、电阻R4、稳压二极管D2、贮能电容C3、电容C1组成电源降压整流稳压单元的射极输出稳压电路，火线输入电极连接稳压三极管Q1的集电极，稳压三极管Q1的基极经稳压二极管D2接地，电阻R4连接于稳压三极管Q1的集电极与基极之间，稳压三极管Q1的发射极与地之间分别连接贮能电容C3和电容C1；稳压三极管Q1的发射极连接MCU2的正电源输入端，为MCU2提供5V直流稳定电压；并且贮能电容C3可贮存了足够MCU2工作2秒钟的电能。以实现所述手动开灯功能。

由电阻R1、驱动三极管Q2、电阻R5组成控制输出驱动单元的驱动电路MCU2的输出控制端经电阻R1连接驱动三极管Q2的基极，驱动三极管Q2的发射极接地，驱动三极管Q2的集电极连接可控硅Q3的控制极。

由可控硅(BT134-600)Q3、电容C4组成电源输出控制单元的控制电路，火线输入电极分别经可控硅Q3和电容C4连接控制输出。

由整流二极管D4、电阻R8、检测三极管Q4、电源电阻R3组成电源(过零点)检测单元的电源过零点检测电路，零线电极经整流二极管D4(由正到负)、电阻R8连接检测三极管Q4的基极，检测三极管Q4的发射极接地，5V电源Vcc经电源电阻R3连接检测三极管Q4的集电极，检测三极管Q4的集电极连接MCU2的电源检测输入端；MCU2检测到过零点后，在交流电的半波周期内，延时不同时刻输出控制触发脉冲经驱动三极管Q2缓冲后驱动可控硅Q3。以实现控制可控硅Q3导通角的目的，从而达到控制灯不同亮度的效果。

负温度系数热敏电阻Rt1与分压电阻R2组成温度检测单元的温度采样电路，5V电源Vcc经热敏电阻Rt1连接MCU2的温度检测输入端，MCU2的温度检测输入端经分压电阻R2接地；当灯座内部温度升高时，热敏电阻Rt1电阻值减小。使得采样电路的输出电压V升高。当电压V比MCU2内部的Vref电压高时。比较器COMPA输出低电平，CPU根据该电平控制输出关闭，从而保护电子线路的安全。

利用印刷在PCB上的环形铜箔天线ANT感应到遥控器发射的无线电波后由无线接收解调单元的公知的无线接收解调模块完成信号解调功能。解调后的信号由MCU2进行分析判断，作出相应的处理。

MCU2中连接CPU的EEPROM用于保存“学习”状态时，接收到的遥控器发射的ID编号，以便接收到操作指令时，CPU根据EEPROM中的内容检查是否是有效的遥控器指令。确定是否对操作信号作出响应。同时EEPROM也用于保存用户设定各按键的亮度信息数据。

参见图4所示，遥控器电路工作原理：

本发明实施例中MCU1选用TH48R06型MCU，MCU1的PA、PB用于按键S1-S15的扫描，MCU1的S16为复位键，MCU1的PC0用于遥控操作数据输出，输出数据驱动无线发射模块发射无线电指令，MCU1的PC1为LED状态灯控制输出，MCU1内设有EPROM。生产中在向MCU1中EPROM烧写入运行程序时，写入唯一的ID号，以保证不会出现串码的情况。

Claims (5)

1、一种智能遥控灯座装置，由接收灯座及无线遥控器组成，接收灯座的顶部设有能与普通灯座连接的灯头，底部为能与普通灯头连接的灯座联接器；其特征是，所述接收灯座内设有控制电路板，包括一设有可在线擦写数据信息的EEPROM芯片的数据存储单元的微处理器，分别连接所述微处理器的公知的无线接收解调单元、包括储能元件的电源降压整流稳压单元、控制输出驱动单元、电源过零点检测单元，连接所述控制输出驱动单元的设有可控硅的电源输出控制单元，连接所述无线接收解调单元的环形接收天线，所述无线接收解调单元、所述电源过零点检测单元均由电源降压整流稳压单元供电，接收灯座的灯头的火线输入电极分别连接所述电源降压整流稳压单元和所述电源输出控制单元，接收灯座的灯头的零线电极分别连接所述电源降压整流稳压单元、所述电源过零点检测单元和灯座联接器的零线电极，所述电源输出控制单元连接灯座联接器的控制输出电极；

所述微处理器的控制程序设有学习编码记忆功能、手动开灯功能、意外断电后自动复位功能、逐步递增亮度的功能、温度检测功能控制程序，其流程如下：

1)安装、上电；

2)控制灯处于闪烁状态，开始第二设定时间计时；

3)接收模块输出有效指令，是则转至4)，否则转至5)；

4)把指令ID号写入EEPROM，转至2)；

5)计数是否满第二设定时间，是则转至6)，否则转至3)；

6)灯光熄灭，退出学习状态等待遥控指令；

7)是否有有效的遥控指令，是则转至8)，否则转至10)；

8)与EEPROM中ID号一致，是则转至9)，否则转至7)；

9)执行遥控指令，则转至7)；

10)检查温度是否超高，是则转至11)，否则转至12)；

11)禁止开灯；

12)检查是否掉电，是则转至13)，否则转至7)；

13)开始第一设定时间计时；

14)第二次掉电，是则转至15)，否则转至16)；

15)确认手动开灯指令，开灯，转至7)；

16)计时满第一设定时间，是则转至7)，否则转至14)；

所述微处理器控制程序的手动开灯功能：通过所述微处理器的程序的对过零点信号的检测，在正常时刻没有检测到过零点信号即视为用户手动关断操作，第一设定时间内连续两次关断即判断为用户手动开灯请求，所述微处理器的程序控制电源输出控制单元作出开灯操作；

所述微处理器控制程序的学习编码记忆功能：通电开始第二设定时间内，所述微处理器进入″学习状态″，所述微处理器经电源过零点检测单元检测过零点信号，在过零点信号发生时刻，再延时第三设定时间，并输出窄脉冲控制信号，经控制输出驱动单元驱动控制可控硅的控制极使可控硅小导通角导通，从而使灯处于低亮度闪烁状态，″学习状态″期间所述微处理器程序能通过无线接收电路接收信号ID号并解码，得到唯一编码的ID号，所述微处理器的程序把该ID号写入所述数据存储单元中保存。

2、根据权利要求1所述的智能遥控灯座装置，其特征是，所述第三设定时间在50Hz交流电时＜10毫秒。

3、根据权利要求1所述的智能遥控灯座装置，其特征是，所述微处理器控制程序的逐步递增亮度的功能：通过所述微处理器识别开灯，并计算接收到开灯指令的时间，依据开灯指令经控制输出驱动单元，逐步增大控制输出脉冲的宽度，从而逐步控制增大可控硅的导通角，以增加亮度，直到设定值。

4、根据权利要求1所述的智能遥控灯座装置，其特征是，所述微处理器控制程序的意外断电后自动复位功能：停电时间超过第二设定时间，即内部储能元件彻底放完电；再供电时，所述微处理器重新上电复位运行，然后进入学习状态，学习状态结束后，自动保持熄灭状态。

5、根据权利要求1所述的智能遥控灯座装置，其特征是，所述温度检测功能用于保护自身电子元件工作安全：所述微处理器连接由所述电源降压整流稳压单元供电的温度检测单元，内部有热敏电阻RT与普通电阻R相联，联接点作为采样点与所述微处理器内标准电压值V相比较，由于温度升高致使RT减小，使得采样小电压下降；当小于设定值V时，所述微处理器自动切断输出，从而保护电子线路安全。

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