CN104615050A - 一种具有电流及故障检测功能的智能开关电路 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具有电流及故障检测功能的智能开关电路，包括MCU控制器，其特征是：所述MCU控制器分别连接电源模块、电流互感器模块、故障检测模块、无线传输模块、触摸按键检测模块、继电器模块和背光灯模块。本发明MCU控制器实现智能开关电路的自动控制功能，能够检测电流，来判断用电设备的状态；能够进行故障判断，自动判断开关是否开启、用电设备的好坏；支持触摸控制、遥控控制和云端控制等多种方式对开关的状态进行控制，突破了普通智能开关的地域范围限制。通过开关的智能控制自动分析产生故障的原因，节省人力的支出，节约社会资源。

Description

一种具有电流及故障检测功能的智能开关电路
技术领域
本发明涉及开关电路领域，具体地讲，涉及一种具有电流及故障检测功能的智能开关电路。
背景技术
目前普及的普通开关，纯人力控制分析模式带来人们操作上的不便，而且极大地浪费人们的时间。而市面上已经出现的普通智能开关一般仅具有相互控制、远程遥控等功能，仅仅是对开关本身进行控制，是一种单线程的控制。普通的开关只能进行开断电的操作，无其他功能，如果遇上灯泡不亮，不能判断出是开关的问题还是线路的问题，所以不能使得人们直观的了解故障原因，而且只能通过专业人士判断，极大提高了维修成本。而且普通智能开关的控制平台受到限制，不能突破时间、空间的局限。受制于单一的控制模式，使得普通的智能开关的操作不便，覆盖范围缩小，在推广上受到很大的限制，不能够满足所有人群、多样化的需求。
发明内容：
本发明要解决的技术问题是提供一种具有电流及故障检测功能的智能开关电路，智能化程度高，节约能源。
本发明采用如下技术手段实现发明目的：
一种具有电流及故障检测功能的智能开关电路，包括MCU控制器，其特征是：所述MCU控制器分别连接电源模块、电流互感器模块、故障检测模块、无线传输模块、触摸按键检测模块、继电器模块和背光灯模块。
作为对本技术方案的进一步限定，所述电流互感器模块采用精密电路互感器ZDCT103C。
作为对本技术方案的进一步限定，所述故障检测模块包括TPL181芯片，所述TPL181芯片的引脚1通过串接的电阻R45和二极管D21连接用电设备，所述TPL181芯片的引脚2接零线，所述TPL181芯片的引脚3通过并接的电阻R52和电容C32接地，同时还连接所述MCU控制器，所述TPL181芯片的引脚4通过电阻R44连接3.3V电源。
作为对本技术方案的进一步限定，所述无线传输模块采用NFR24101芯片。
作为对本技术方案的进一步限定，所述触摸按键检测模块采用触摸芯片SC04A，所述触摸芯片SC04A的引脚1接地，所述触摸芯片SC04A的引脚2和引脚3分别通过电容C21和电容C22接地，所述触摸芯片SC04A的引脚4、引脚5和引脚6分别通过电阻R10、电阻R11和电阻R12对应连接按键输入信号CM0、CM1和CM2，所述触摸芯片SC04A的引脚11、引脚12和引脚13分别通过电阻R02、电阻R03和电阻R04连接3.3V电源, 所述触摸芯片SC04A的引脚14和引脚16连接3.3V电源，所述触摸芯片SC04A的引脚15通过电容C20连接3.3V电源，所述触摸芯片SC04A的引脚11、引脚12和引脚13同时连接所述MCU控制器。
作为对本技术方案的进一步限定，所述继电器模块包括继电器电路一、继电器电路二和继电器电路三，所述继电器电路一包括继电器U3和三极管Q2，所述三极管Q2集电极连接所述继电器U3，所述三极管Q2发射极接地，所述三极管Q2基极连接所述MCU控制器，所述继电器电路二包括继电器U4和三极管Q3，所述三极管Q3集电极连接所述继电器U4，所述三极管Q3发射极接地，所述三极管Q3基极连接所述MCU控制器，所述继电器电路三包括继电器U5和三极管Q4，所述三极管Q4集电极连接所述继电器U5，所述三极管Q4发射极接地，所述三极管Q4基极连接所述MCU控制器。
作为对本技术方案的进一步限定，所述MCU控制器采用STM32F103C8T6芯片。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明MCU控制器实现智能开关电路的自动控制功能，能够检测电流，来判断用电设备的状态；能够进行故障判断，自动判断开关是否开启、用电设备的好坏；支持触摸控制、遥控控制和云端控制等多种方式对开关的状态进行控制，突破了普通智能开关的地域范围限制。通过开关的智能控制自动分析产生故障的原因，节省人力的支出，节约社会资源。
附图说明
图1为本发明的原理方框图。
图2为本发明的电流互感器模块的电路图。
图3为本发明的故障检测模块的电路图一。
图4为本发明的故障检测模块的电路图二。
图5为本发明的故障检测模块的电路图三。
图6为本发明的无线传输模块的电路图。
图7为本发明的触摸按键检测模块的电路图。
图8为本发明的继电器模块的电路图一。
图9为本发明的继电器模块的电路图二。
图10为本发明的继电器模块的电路图三。
图11为本发明的背光灯模块的电路图。
图12为本发明的MCU控制器的电路图。
具体实施方式:
下面结合实施例，进一步说明本发明。
参见图1-图12，本发明包括MCU控制器，所述MCU控制器分别连接电源模块、电流互感器模块、故障检测模块、无线传输模块、触摸按键检测模块、继电器模块和背光灯模块。
电源模块电路通过开关电源将220V转为直流4V，4V经LM1117电压转变芯片，得到3.3V电压。
电流互感器模块电路，当有电流时，互感器可以测出电流的大小从而测量开关所接用电设备消耗的电流。
故障检测模块电路当开关接通时会产生信号，信号经光电耦合器U10,U11,U12光耦隔离后传输给MCU控制器。
无线传输模块电路采用NRF24L01 2.4G通信模块，实现与控制主机的无线通信。
触摸按键检测模块，当有按键按下时，触摸芯片U9会检测到信号，并将信号传给MCU控制器。
继电器模块电路，当引脚PB13,PB14,PB15来信号时控制相应的继电器动作，从而实现开关的通断。
背光灯模块电路当开关开或关时，MCU控制器给引脚PA9,PA10,PA11,PA12信号，控制指示灯的亮灭，同时可为夜间提供背光。
MCU控制器采用STM32F103C8T6单片机控制整个电路正常工作。
所述电流互感器模块采用精密电路互感器ZDCT103C。
所述故障检测模块包括TPL181芯片，所述TPL181芯片的引脚1通过串接的电阻R45和二极管D21连接用电设备，所述TPL181芯片的引脚2接零线，所述TPL181芯片的引脚3通过并接的电阻R52和电容C32接地，同时还连接所述MCU控制器，所述TPL181芯片的引脚4通过电阻R44连接3.3V电源。
所述无线传输模块采用NFR24101芯片。
所述触摸按键检测模块采用触摸芯片SC04A，所述触摸芯片SC04A的引脚1接地，所述触摸芯片SC04A的引脚2和引脚3分别通过电容C21和电容C22接地，所述触摸芯片SC04A的引脚4、引脚5和引脚6分别通过电阻R10、电阻R11和电阻R12对应连接按键输入信号CM0、CM1和CM2，所述触摸芯片SC04A的引脚11、引脚12和引脚13分别通过电阻R02、电阻R03和电阻R04连接3.3V电源, 所述触摸芯片SC04A的引脚14和引脚16连接3.3V电源，所述触摸芯片SC04A的引脚15通过电容C20连接3.3V电源，所述触摸芯片SC04A的引脚11、引脚12和引脚13同时连接所述MCU控制器。
所述继电器模块包括继电器电路一、继电器电路二和继电器电路三，所述继电器电路一包括继电器U3和三极管Q2，所述三极管Q2集电极连接所述继电器U3，所述三极管Q2发射极接地，所述三极管Q2基极连接所述MCU控制器，所述继电器电路二包括继电器U4和三极管Q3，所述三极管Q3集电极连接所述继电器U4，所述三极管Q3发射极接地，所述三极管Q3基极连接所述MCU控制器，所述继电器电路三包括继电器U5和三极管Q4，所述三极管Q4集电极连接所述继电器U5，所述三极管Q4发射极接地，所述三极管Q4基极连接所述MCU控制器。

Claims (7)

1.一种具有电流及故障检测功能的智能开关电路，包括MCU控制器，其特征是：所述MCU控制器分别连接电源模块、电流互感器模块、故障检测模块、无线传输模块、触摸按键检测模块、继电器模块和背光灯模块。
2.根据权利要求1所述的具有电流及故障检测功能的智能开关电路，其特征是：所述电流互感器模块采用精密电路互感器ZDCT103C。
3.根据权利要求1所述的具有电流及故障检测功能的智能开关电路，其特征是：所述故障检测模块包括TPL181芯片，所述TPL181芯片的引脚1通过串接的电阻R45和二极管D21连接用电设备，所述TPL181芯片的引脚2接零线，所述TPL181芯片的引脚3通过并接的电阻R52和电容C32接地，同时还连接所述MCU控制器，所述TPL181芯片的引脚4通过电阻R44连接3.3V电源。
4.根据权利要求1所述的具有电流及故障检测功能的智能开关电路，其特征是：所述无线传输模块采用NFR24101芯片。
5.根据权利要求1所述的具有电流及故障检测功能的智能开关电路，其特征是：所述触摸按键检测模块采用触摸芯片SC04A，所述触摸芯片SC04A的引脚1接地，所述触摸芯片SC04A的引脚2和引脚3分别通过电容C21和电容C22接地，所述触摸芯片SC04A的引脚4、引脚5和引脚6分别通过电阻R10、电阻R11和电阻R12对应连接按键输入信号CM0、CM1和CM2，所述触摸芯片SC04A的引脚11、引脚12和引脚13分别通过电阻R02、电阻R03和电阻R04连接3.3V电源, 所述触摸芯片SC04A的引脚14和引脚16连接3.3V电源，所述触摸芯片SC04A的引脚15通过电容C20连接3.3V电源，所述触摸芯片SC04A的引脚11、引脚12和引脚13同时连接所述MCU控制器。
6.根据权利要求1所述的具有电流及故障检测功能的智能开关电路，其特征是：所述继电器模块包括继电器电路一、继电器电路二和继电器电路三，所述继电器电路一包括继电器U3和三极管Q2，所述三极管Q2集电极连接所述继电器U3，所述三极管Q2发射极接地，所述三极管Q2基极连接所述MCU控制器，所述继电器电路二包括继电器U4和三极管Q3，所述三极管Q3集电极连接所述继电器U4，所述三极管Q3发射极接地，所述三极管Q3基极连接所述MCU控制器，所述继电器电路三包括继电器U5和三极管Q4，所述三极管Q4集电极连接所述继电器U5，所述三极管Q4发射极接地，所述三极管Q4基极连接所述MCU控制器。
7.根据权利要求1-6之一所述的具有电流及故障检测功能的智能开关电路，其特征是：所述MCU控制器采用STM32F103C8T6芯片。
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