CN105308708A - 电源插座插口传感器开关 - Google Patents

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switch assembly
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Abstract

一种电网电源插座组合件；所述电源插座组合件包括至少一个电源插座插口；所述电源插座组合件包括微处理器和至少一个用于操作电源切换模块的感测模块；所述感测模块包括传感器，所述传感器响应选择物体向所述传感器的接近；所述选择物体的接近将所述电源插座插口的状态从当前状态切换至另一状态。

Description

电源插座插口传感器开关
技术领域
本发明涉及对电气装置的控制，并更具体地涉及对光源和电源插座(poweroutlet)的切换(switching)。
背景技术
用于控制电网电源(mainspower)应用中的电灯和电源插座的开关机构(switchmechanism)长期依赖于开关组合件内的多个可移动元件之间的机械连接，特别地借助扳扭式机构(togglemechanism)。这类开关容易被磨损和损坏，并且容易形成电弧以及可能随之而来的安全问题。
此外，特别是在国内应用中，期望提供对由开关控制的光源的调光，这需要设置与安装在开关板后方的机械地实现的电位器(potentiometer)连接的外部可旋转旋钮。此外，这种突出的旋钮容易受到损坏并可能会脱落和遗失。
标准的壁装板(wallplate)或开关面板受限于其所能容纳的扳扭式电灯开关的数量。这在还期望通过护板控制电灯的调光的情况下尤其如此。
而且，由于机械开关只能专用于与它们接线的特定电灯或装置，所以它们不灵活。在期望通过多个不同位置来控制光源或其它电气装置的中继开关应用中的这些类型的开关中也存在限制。
扳扭式开关和可旋转调光旋钮对残疾人(例如，手和手指受到关节炎影响)而言可能也存在问题。
常规的由扳扭式开关控制的电源插座对小孩而言存在安全隐患，且尽管可通过将插头插入到插座的插口(socket)中来进行防范，但是这是笨拙的解决方案且它的实施容易被忘记或忽略。
已知的是，利用接近感应来切换电灯电路的电源。Maxwell的US2003/0222508披露一种利用由接近的物体引起的电容量变化来切换电路的开关。Maxwell披露的系统的缺点在于它仅针对对电灯电路的控制。
本发明的目的在于解决或至少改善上面的缺点中的一些缺点。
注意
本说明书中使用的术语“包括”(及其语法变形)具有“具有”或“包括”的包含性意义，而不具有“仅由……组成”的排他性意义。
在本发明的背景技术中对现有技术的上述讨论并不是承认背景技术中所讨论的任何信息是任何国家中的可引用的现有技术或本领域技术人员的公知常识的一部分。
发明内容
一种电网电源插座组合件；所述电源插座组合件包括至少一个电源插座插口；所述电源插座组合件包括微处理器和至少一个用于操作电源切换模块的感测模块；所述感测模块包括传感器，所述传感器响应于选择物体向所述传感器的接近；所述选择物体的接近将所述电源插座插口的状态从当前状态切换至另一状态。
优选地，所述组合件的所述微处理器是可编程的和可重新编程的；所述组合件包括红外线发射器和接收器模块；所述模块适于从远程红外线数据发射器经由红外线数据流接收编程数据；所述数据流经由设置在所述组合件的护板的上外缘与所述模块之间的光导传送到所述模块。
优选地，所述组合件设置有自动调光的光发射器；所述光发射器指示所述组合件的电源开关的状态；环境光传感器对所述开关组合件处的环境光作出反应，所述环境光传感器经由设置在所述组合件的所述护板的上外缘与所述环境光传感器之间的光导接收环境光输入。
优选地，如果可感测物体在所述至少一个电源插座插口的相关的所述传感器的感测距离内保持至少第一预定持续时间，则所述至少一个电源插座插口被切换至锁定的去激活状态；当所述可感测物体在相关的所述传感器的所述感测距离内保持至少第二预定持续时间时，所述锁定的去激活状态被反转到激活状态。
在本发明的另一拓展形式中，提供了一种将电网交流电源的至少一个导体从去激活状态切换至激活状态以及从激活状态切换至去激活状态的方法；所述方法包括以下步骤：
在第一情况下，使可感测物体进入开关组合件的传感器的感测范围内，
在第二情况下，使所述可感测物体进入所述开关组合件的所述传感器的所述感测范围内，
且其中，所述开关组合件包括用于感测所述可感测物体的感测模块以及用于切换所述至少一个导体的状态并与所述感测模块进行通信的电源切换模块。
在本发明的又一拓展形式中，提供了一种电源可编程开关组合件；所述开关组合件包括以可拆除的方式安装到支撑体元件的护板；所述支撑体元件包括用于容纳接近感测模块和电源切换模块的壳体；所述开关组合件适于通过感测可感测物体向所述开关组合件的接近而在通电状态与断电状态之间切换电网电源；所述开关组合件还包括用于从远程数据发射器接收数据输入的传感器；所述数据被接收在非易失性存储器中以用于微处理器执行所述开关组合件的编程操作。
优选地，用于接收数据的所述传感器包括红外线发射器和接收器；所述传感器经由布置在所述护板的上外缘与所述传感器之间的光导接收输入的红外线。
优选地，所述开关组合件的每个开关包括接近传感器和光发射器；所述光发射器通过穿过所述护板射出的颜色编码光来指示所述开关的状态。
优选地，所述组合件还包括环境光传感器，所述微处理器根据由所述环境光传感器感测的环境光来调节穿过所述护板射出的所述光；所述环境光传感器经由布置在所述护板的上外缘与所述环境光传感器之间的光导接收光。
在本发明的又一拓展形式中，提供了一种对电源开关组合件进行编程的方法；所述电源开关组合件包括接近感测模块，当可感测物体进入所述电源开关组合件的感测距离内时，所述接近感测模块在通电状态与断电状态之间切换所述电源开关组合件；所述方法包括以下步骤：
(a)为所述电源开关组合件设置红外线发射器和接收器，
(b)为所述电源开关组合件设置用于将红外线数据信号传输至所述红外线发射器和接收器的光导，
(c)将所述红外线数据信号从远程红外线数据信号装置发送至所述光导。
优选地，通过在第一情况下将所述可感测物体保持在所述传感器的所述感测距离内来激活调光元件，以将与所述开关系统连接的光源调光至暗淡状态；所述光源的朝最小发光方向进行的调光与所述可感测物体在所述传感器的所述感测距离内保持的持续时间成比例。
优选地，如果在之前的激活中，所述光源被调光至所述暗淡状态，则所述光源在所述暗淡状态下被重新激活；所述暗淡状态朝最大发光方向的反转与所述可感测物体在所述感测距离内保持的持续时间成比例。
优选地，所述系统包括至少一个电源插座插口；通过使可感测物体进入与所述电源插口的电源开关继电器相关的所述传感器的感测距离内来实现所述电源插座插口的激活。
优选地，如果可感测物体在相关的所述传感器的感测距离内保持至少第一预定持续时间，则所述至少一个电源插口被切换至锁定的去激活状态。
优选地，当所述可感测物体被保持在相关的所述传感器的感测距离内至少第二预定持续时间时，所述电源插口的所述锁定的去激活状态被反转至激活状态。
优选地，所述组合件包括RF发射器模块；所述RF发射器模块适于与连接到至少一个电气装置或包括在一个或多个其它的所述开关组合件中的一个或多个选择的RF接收器模块进行无线通信。
优选地，所述组合件包括RF接收器模块；所述RF接收器模块适于从所述开关组合件的阵列中的其它的所述开关组合件或从远程控制RF装置无线地接收通信；所述阵列中的至少一个所述开关组合件既包括RF接收器模块，又包括RF发射器模块。
优选地，，所述开关组合件的所述阵列中的多个所述开关组合件中的任一者能够激活与所述阵列中的所述开关组合件中的任一者连接的光源或其它电气装置。
优选地，所述微处理器是可重新编程的；在所述护板后方可用的输入端口提供与程序加载装置的连接。
在本发明的又一拓展形式中，提供了一种将电网交流电源从去激活状态切换至激活状态以及从激活状态切换至去激活状态的方法；所述方法包括以下步骤：
在第一情况下，使可感测物体进入开关组合件的传感器的感测范围内，
在第二情况下，使所述可感测物体进入所述开关组合件的所述传感器的感测范围内，并且
其中，所述传感器组合有接近传感器的功能和光发射器的功能；所述光发射器在所述第一情况下将发射光的颜色从第一颜色改变为第二颜色并在所述第二情况下将所述颜色从所述第二颜色改变回所述第一颜色，且其中，通过可编程微处理器来控制切换和颜色改变。
优选地，通过在所述第一情况之后使所述可感测物体在所述感测距离内保持对与所述电源连接的光源进行调光；所述调光与所述可感测物体保持在所述感测距离内保持的时间长度成比例。
优选地，通过在所述第二情况之后使所述可感测物体在所述感测距离内保持使所述光源的所述调光反转；所述反转与所述可感测物体保持在所述感测距离内保持的时间长度成比例。
优选地，通过在所述第一情况之后使所述可感测物体在所述感测距离内保持第一预定时间防止所述电源被提供至所述开关系统的电源插座插口。
优选地，通过在所述第二情况之后使所述可感测物体在所述感测距离内保持第二预定时间使所述电源被提供至所述电源插座插口。
在本发明的又一拓展形式中，提供了一种用于控制由电网交流电源供电的光源和其它电气装置的方法；所述控制能够从多个位置进行；所述方法包括以下步骤：
提供开关组合件阵列；每个所述开关组合件包括RF接收器模块和RF发射器模块；
在所述开关组合件阵列的开关组合件之间提供通信，
在至少一个所述开关组合件与所述光源之间以及至少一个所述开关组合件与所述电气装置之间提供通信；以及
其中，每个所述开关组合件还包括微处理器和至少一个电源开关；所述电源开关包括传感器。
优选地，所述光源和所述电气装置通过硬接线连接到至少一个所述开关组合件。
优选地，所述光源和所述电气装置通过RF发射和接收模块与任一所述开关组合件进行通信。
优选地，所述开关组合件的所述电源开关的状态可通过远程控制装置与所述开关组合件的所述RF接收器模块之间的RF通信在激活状态与去激活状态之间进行变化。
在本发明的又一拓展形式中，提供了一种用于切换电网交流电源的至少一个导体的状态的电气开关组合件；所述电气开关组合件包括用于容纳感测模块和电源切换模块的壳体；所述开关组合件的特征在于，由所述开关组合件切换的电源是电网交流电源；所述开关组合件包括与所述感测模块以及用于切换所述至少一个导体的状态的所述电源切换模块进行通信的微处理器；所述组合件包括与所述至少一个导体串联的内部负载，且其中，所述内部负载两端的电压降被用来在所述开关组合件的操作周期的至少一部分期间为所述微处理器供电。
优选地，所述电源切换模块包括继电器且所述组合件利用所述电源切换模块的所述继电器的端子间电压降来为所述微处理器供电。
优选地，作为第一选择，所述组合件利用所述电源切换模块的所述继电器两端的电压降来为所述微处理器供电，且作为第二选择，所述组合件利用所述内部负载两端电压降来为所述微处理器供电。
优选地，上述组合件包括与所述微处理器进行通信的环境光传感器；所述微处理器被编程成当由所述环境光传感器感测的环境光的量下降时增大来自所述开关组合件的输出电压，从而在环境光减少时增大了来自由所述开关组合件供应的灯光的光输出。
在本发明的又一拓展形式中，提供了一种用于将电网交流电源的至少一个导体从去激活状态切换至激活状态以及从激活状态切换至去激活状态的方法；所述方法包括以下步骤：
在第一情况下，使可感测物体进入开关组合件的传感器的感测范围内，
在第二情况下，使所述可感测物体进入所述开关组合件的所述传感器的感测范围内，
所述组合件包括与所述至少一个导体串联的内部负载，且其中，所述内部负载两端的电压降被用来在所述开关组合件的操作周期的至少一部分期间为所述开关组合件的内部部件供电。
因此，在本发明的另一拓展形式中，提供了电气电源开关组合件；所述开关组合件包括以可拆除的方式安装至支撑体元件的护板；所述支撑体元件包括用于容纳接近感测模块和电源切换模块的壳体；所述开关组合件的特征在于，由所述开关组合件切换的电气电源是电网交流电源；每个所述开关组合件包括至少一个电源开关和微处理器；每个所述电源开关包括传感器。
优选地，仅通过固态部件来实现电气电源的开关。
优选地，通过双极继电器来实现电气电源的开关。
优选地，所述开关组合件的每个开关包括接近传感器和光发射器。
优选地，所述护板包括透明前板；所述前板的背面设置有不透明层；所述不透明层中的至少一个透明环形圆圈允许光透过所述透明前板。
优选地，所述透明前板安装至周边框架；所述周边框架设置有用于以可拆除的方式与所述壳体的安装板的周边外缘连接的卡扣固定元件。
优选地，所述安装板适于与标准壁装板安装支座进行螺纹连接。
优选地，所述感测模块包括传感器印刷电路板；所述传感器印刷电路板支撑至少一个所述传感器；当所述传感器印刷电路板组装到所述壳体中且所述护板组合件连接到所述周边外缘时，所述传感器位于所述传感器印刷电路板上，以使所述传感器与所述透明环形圆圈对齐。
优选地，所述传感器是设置有LED背光源的电容量传感器。
优选地，当所述接近传感器处于去激活状态时，所述背光源发射第一颜色；当所述接近传感器处于激活状态时，所述背光源发射第二颜色。
优选地，所述接近传感器在首次感测到可感测物体进入所述传感器的感测距离时使继电器关闭；所述接近传感器在所述可感测物体随后接近所述感测距离内时重新打开所述继电器。
优选地，通过在第一情况下将所述可感测物体保持在所述传感器的所述感测距离内来激活调光元件，以将与所述开关系统连接的光源调光至暗淡状态；所述光源的朝最小发光方向进行的调光与所述可感测物体在所述传感器的所述感测距离内保持的持续时间成比例。
优选地，如果在之前的激活中，所述光源被调光至所述暗淡状态，则所述光源在所述暗淡状态下被重新激活；所述暗淡状态朝最大发光方向的反转与所述可感测物体在所述感测距离内保持的持续时间成比例。
优选地，所述系统包括至少一个电源插座插口；通过使可感测物体进入与所述电源插口的电源开关继电器相关的所述传感器的感测距离内来实现所述电源插座插口的激活。
优选地，如果可感测物体在相关的所述传感器的感测距离内保持至少第一预定持续时间，则所述至少一个电源插口被切换至锁定的去激活状态。
优选地，当所述可感测物体被保持在相关的所述传感器的感测距离内至少第二预定持续时间时，所述电源插口的所述锁定的去激活状态被反转至激活状态。
优选地，所述组合件包括RF发射器模块；所述RF发射器模块适于与连接到至少一个电气装置或包括在一个或多个其它的所述开关组合件中的一个或多个选择的RF接收器模块进行无线通信。
优选地，所述组合件包括RF接收器模块；所述RF接收器模块适于从所述开关组合件的阵列中的其它的所述开关组合件或从远程控制RF装置无线地接收通信；所述阵列中的至少一个所述开关组合件既包括RF接收器模块，又包括RF发射器模块。
优选地，所述开关组合件的所述阵列中的多个所述开关组合件中的任一者能够激活与所述阵列中的所述开关组合件中的任一者连接的光源或其它电气装置。
优选地，所述微处理器是可重新编程的；在所述护板后方可用的输入端口提供与程序加载装置的连接。
在本发明的另一拓展形式中，提供了一种将电网交流电源从去激活状态切换至激活状态以及从激活状态切换至去激活状态的方法；所述方法包括以下步骤：
(a)在第一情况下，使可感测物体进入开关组合件的传感器的感测范围内，
(b)在第二情况下，使所述可感测物体进入所述开关组合件的所述传感器的感测范围内，
其中，所述传感器组合有接近传感器的功能和光发射器的功能；所述光发射器在所述第一情况下将发射光的颜色从第一颜色改变为第二颜色并在所述第二情况下将所述颜色从所述第二颜色改变回所述第一颜色，且其中，通过可编程微处理器来控制切换和颜色改变。
其中，所述传感器合并接近传感器和光发射器的功能；所述光发射器在所述第一情况下将发射光的颜色从第一颜色改变为第二颜色并在所述第二情况下将颜色从所述第二颜色改变回所述第一颜色，且其中，通过可编程的微处理器来控制切换和颜色改变。
优选地，通过在所述第一情况之后使所述可感测物体在所述感测距离内保持对与所述电源连接的光源进行调光；所述调光与所述可感测物体保持在所述感测距离内保持的时间长度成比例。
优选地，通过在所述第二情况之后使所述可感测物体在所述感测距离内保持使所述光源的所述调光反转；所述反转与所述可感测物体保持在所述感测距离内保持的时间长度成比例。
优选地，通过在所述第一情况之后使所述可感测物体在所述感测距离内保持第一预定时间防止所述电源被提供至所述开关系统的电源插座插口。
优选地，通过在所述第二情况之后使所述可感测物体在所述感测距离内保持第二预定时间使所述电源被提供至所述电源插座插口。
在本发明的另一拓展形式中，提供了一种用于控制由电网交流电源供电的光源和其它电气装置的方法；所述控制能够从多个位置进行；所述方法包括以下步骤：
(a)设置开关组合件阵列；每个所述开关组合件包括RF接收器模块和RF发射器模块；
(b)在所述开关组合件阵列的开关组合件之间提供通信；
(c)在至少一个所述开关组合件与所述光源之间以及至少一个所述开关组合件与所述电气装置之间提供通信；以及
其中，每个所述开关组合件还包括微处理器和至少一个电源开关；所述电源开关包括传感器。
优选地，所述光源和所述电气装置通过硬接线连接到至少一个所述开关组合件。
优选地，所述光源和所述电气装置通过RF发射和接收模块与任一所述开关组合件进行通信。
优选地，所述开关组合件的所述电源开关的状态可通过远程控制装置与所述开关组合件的所述RF接收器模块之间的RF通信在激活状态与去激活状态之间进行变化。
附图说明
现将参考附图对本发明的实施例进行说明，其中：
图1是根据本发明的开关组合件的第一优选实施例的分解立体图；
图2是图1的安装到建筑物墙体中的开关组合件的部分剖面侧视图；
图3是根据本发明的开关组合件的另一优选实施例的正视图；
图4是图1至图4的开关组合件的主要部件的示意电路图；
图5是针对中继开关布置的若干个图1至图3的开关组合件的示意展示；
图6是根据本发明的设置有环境光感测设备的电源开关组合件的示意剖面图；
图7是图6的还设置有远程编程设备的电源开关组合件的示意剖面图；
图8至图12是图示了本发明的不与本地可用的AC中性点直接连接的开关组合件的供电方法实施例的示意电子电路。
具体实施方式
在本说明书中：
“壁装板”表示安装至墙体或其它支撑表面并包含一个或多个电源开关或电源开关及电源插座的板。
“安装支座”表示凹入地安装到石膏板(或墙板)、木结构墙体(螺柱式安装)或其它类型的墙体结构中的多个支座中的任一者。
“电容量传感器”表示基于电容性耦合效应并对物体的某个范围的接近作出反应的接近传感器。
“RF”接收器模块或发射器模块表示能够从远程装置接收无线电信号或将无线电信号传输至远程装置的射频装置。
“可感测物体”是传感器开关能够检测并响应的任何物体。这可包括人手或诸如手指等人手的一部分。
第一优选实施例
参考图1和图2，在本发明的第一优选实施例中，整体上由数字10表示的交流电网电源开关组合件包括一个或多个用于操作光源或其它电气设备的电源开关的组合。开关组合件10包括护板组合件12和主体元件18，其中护板组合件12包括安装到周边框架16的透明前板14，且主体元件18包括安装板20和整体壳体22。
优选地，透明前板14由玻璃制成，且其后表面覆盖有不透明层24。针对每个电源开关，在此不透明层24中内切有至少一个可透光的透明环形圆圈26。图1所示的示例性开关系统具有两个单独的开关，但是应当理解的是，每个开关所需的较小面积允许具有标准尺寸的壁装板能够容纳较大数量的开关。
周边框架16通过卡扣固定元件30(在图1中，仅外缘28上的卡扣固定元件是可见的)以可拆除的方式连接到安装板20的周边外缘28。
安装板20和壳体18的尺寸和结构被设计成允许安装到建筑墙体34(诸如图2所示的石膏板或壁板墙体36)中的标准开口32中并连接到具有工业标准的电灯开关和电力插座(powerpoint)安装架38。如图2所示，当安装到墙体或其它支撑表面中时，仅透明前板14和它的周边框架16从墙体或其它安装表面突出。
传感器印刷电路板40位于透明前板14的后表面的正后方。至少一个传感器42安装到传感器电路板40的前表面并定位成使得当电路板40装配到壳体22内且护板组合件12连接到外缘28时，每个传感器42位于透明前板14的相应透明环形圆圈26的正后方。
第二或主印刷电路板44安装在壳体22本身内部，第二或主印刷电路板44承载有继电器、一个或多个微处理器逻辑芯片、电路及相关部件和接线端子模块46。在至少一些实施例中，如下面更充分地说明，这些部件可包括RF发射模块和RF接收模块中的任一者或这两者。通过多路(multi-pin)插头和插座连接器48来实现传感器电路板40与主印刷电路板44之间的连接。
传感器42组合有接近传感器开关的功能和光发射器的功能。优选地，传感器包括设置有LED背光源的电容量传感器。当安装并连接到建筑中的电网(powergrid)时，在接近传感器开关处于去激活状态时由传感器42发出的光默认为第一颜色(例如，蓝色)，以表明该开关“断开”。当该传感器检测到进入其感测范围内的可感测物体且开关激活时，发出的光改变为第二颜色(例如，橙色)，从而表明开关“接通”。可感测物体的下一次的短暂接近使开关返回至“断开”状态并使发出的光返回至默认的第一颜色。
系统的传感器42对短暂地接触透明前板14的外表面或在透明前板14的外表面附近经过的手指敏感。手指的这种接近将因此使传感器激活开关，这使相关的单个继电器(单极布置的情况下)或多个继电器(多极布置的情况下)跳闸并使电流流至与开关系统10连接或受开关系统10控制的电灯或其它装置。
优选地，针对每个开关布置，系统10包括电位器(potentiometer)部件或调光元件，以允许对光源进行调光。通过用户将手指保持在传感器的感测距离内(且在开关通过手指的首次靠近而被触发至“接通”之后)，调光元件用于对与开关连接的光源进行调光。该调光是根据用户将手指保持在感测距离内的时间长度来进行的。
调光等级保存在存储器中，使得光源在下次激活时恢复之前设置的发光。将手指保持在感测位置使调光朝最大发光反转，且反转的程度取决于手指保持在感测距离内的时间长度。微控制器50(图4)控制切换和调光的逻辑顺序，并还控制安装的RF接收器模块和RF发射器模块的操作。
第二优选实施例
在第二优选实施例中，如图3所示，开关系统100控制一个电源插座插口110或优选地控制两个电源插座插口110。每个传感器142控制安装到透明前板114中的开口内的相关的电源插座插口。在此情况下，除上述的调光功能之外，用于指示颜色和继电器的切换的传感器如同第一优选实施例。然而，代替用于控制远程光源或其它装置的继电器，传感器的触发将电源切换至其相应的电源插座插口以进行“接通”或“断开”。光发射器如上所述地再次相应地改变颜色。
优选地，本实施例中的电路对用户的手指保持在感测范围内超过第一预定时间长度进行响应。通过这种方式，当从当前的“接通”状态切换时，或当开关已经处于“断开”时，电源插座插口可锁定在“断开”状态。在这种锁定条件下，无法通过使手指短暂地经过传感器的感测区域来接通电源，而是必须将手指刻意地保持在传感器的感测区域内更长的第二时间长度以重新激活电源插座插口。
例如，可通过将手指保持在感测距离内超过五秒来将插座锁定到“断开”状态，而开锁则可需要至少十秒。在一个优选布置中，指示的蓝色“断开”光可设定成不时地闪烁，以显示电源插座插口处于锁定的“断开”状态。
第三优选实施例
在本发明的第三优选实施例中，结构、感测、切换和开关状态指示与上面的第一和第二优选实施例类似。然而，在此实施例中，感测系统使安装在主电路板或保持在壳体内的RF(射频)发射器激活或去激活。
在本实施例中，对用户手指的感测将使RF发射器将“接通”或“断开”信号脉冲发送至安装在与开关组合件相关的光源或其它装置处的RF接收器。
第四优选实施例
在根据本发明的该另一优选实施例中，开关系统可包含RF接收器模块，而不是包含上面的第三实施例的RF发射器模块，或除上面的第三实施例的RF发射器模块之外还可包含RF接收器模块。通过内置的RF接收器模块，可借助远程控制RF发射器操作开关组合件的开关。
当既安装有RF接收器模块又安装有RF发射器模块时，可从某个中心位置或通过远程控制模块无线地操作建筑中的每个开关组合件。至少在多个电灯开关的情况下，可以以此方式控制建筑中的所有电灯。
通过将每个开关组合件安装成具有RF接收器模块和RF发射器模块的开关组合件的阵列，使开关组合件能够通过它们各自的微处理器按照编程进行智能通信。通过这种方法，可按照中继切换布置(intermediateswitchingarrangement)的方式通过阵列中的任一开关组合件控制一个或多个光源或其它电气装置。
本发明的特定特征在于每个开关组合件中包含至少一个微处理器。此元素提供了开关操作编程的灵活性以及对接收的信号的响应或向建筑中的配电系统中的其它开关和RF接收器使能装置(RFreceiverenableddevices)的传输格式的灵活性。
在优选布置中，开关组合件的电路板可包括诸如例如在移除前板之后可访问的USB端口等输入插口，以能够对开关和任何RF模块功能进行重新编程。
另一优选实施例
开关状态指示器的自动调光
现参考图6，在另一优选实施例中，根据本发明的电源开关200设置有环境光感测设备。为了避免如下问题，可根据开关218处的环境光来调节指示器的亮度：用于通过护板14、114中的环形圆圈来指示开关的各种功能和状态的光发射器或发射器42和142(参见图1和图3)的照度在夜间太亮或在白天太暗。
在优选布置中，如图6所示，为了完成这种亮度调节，可将环境光传感器210放置成使得环境光传感器210可响应室内的环境光而不受来自指示器42和142的光的影响。光导212(例如，光纤束)被部分地组合到前板214中，使得它的光进入端216位于前板214的上外缘并延伸到位于壳体222内部的环境光传感器210。
环境光传感器210与微处理器250进行通信，微处理器250控制从如上面的实施例所述的指示器环42和142发出的光。
开关的远程编程
参考图7，在本发明的另一实施例中，电灯开关318设置有光导312。在一个优选实施例中，光导312可以是与针对上述自动调光说明的光导相同的光导，或可以是第二光导。在此情况下，接收端316再次分离地位于前板316的上外缘并延伸到318的壳体322中的红外线发射器和接收器310。
微处理器350中的初始(和任何后续升级)固件通过运行“引导加载器(bootloader)”代码序列来响应来自红外线接收器的特定数据序列。引导加载器352适于从诸如红外线发射远程控制装置等外部装置340接收新的开关编程代码并将该新的编程代码加载到非易失性存储器354中。引导加载器和非易失性存储器可位于微处理器350的内部或外部。
接着，通过与计算机360的连接对外部的红外线发射装置340进行编程。
不使用中性线的供电
本发明的开关组合件依赖于微处理器和其它电子部件。因此，它需要电源来为它的有源内部部件供电。当开关组合件用于切换通用电源插座时，在电网电压处通常存在可用的火线和中性线，可通过使用适合的商用电源芯片从该电网电压提取电源并将该电源转换成DC电源。
特别地，在对电灯进行电源切换的情况下，开关组合件所处的电路可能不包括中性线连接。或者，至少经由开关组合件所意欲控制的负载，中性线才是可用的。
参考图8至图12，对这种情形进行讨论并提供了在没有可用的与中性线的直接连接的情况下允许向开关组合件的有源内部部件供电的解决方案。在具体形式中，即使在对负载调光时，供电也是可靠的。
图8图示了与中性线的直接连接是可用的情形。在此情况下，从火线401和中性线402供应商业高压电源400并使DC电源403用于开关组合件410内部的可能需要DC电源的微处理器404和其它部件。在此情况下，由于高压电源400直接接收火线连接和中性线连接，所以它不受继电器405(控制去往负载406的有源功率)是否处于开启或关闭状态的影响。
参考图9，示意性地图示了对于高压电源400不存在可用的直接中性线连接的情形。使用了间接连接407，在继电器405处于打开状态时，将在火线连接401与间接中性线连接407之间提供电压差。该电压差可用于为高压电源400供电。然而，如图10所示，如果继电器405关闭(或如果存在多个均关闭的继电器)，则在火线连接401与间接中性线连接407之间不存在电压降，且因此在此情况下不存在可向高压电源400供电的电源。
在如图11所示的一个实施例中，解决方案为：在与负载406的火线连接401中包括串联的低压电源408。该低压电源包括内部负载，在优选的形式中，可根据负载406的电流消耗调节该内部负载，以在继电器405关闭时在负载406两端提供稳定的电压降，该电压降足以为微处理器404以及开关组合件410内部所需要的任何其它电子负载供电。当继电器405开启时，如参考图9所述的情况，通过继电器405本身两端的电压降来再次为高压电源400供电。于是，广泛地，经由继电器405两端的电压降或经由低压电源408两端的电压降，本地DC电源总是可用的。
用途/工业适用性
本发明的开关组合件提供了美观的不具有容易被磨损或损坏的拨动开关或可旋转旋钮的开关系统。在本发明的传感器所需的相对较小的空间内的组合开关与可选的调光功能这二者的组合允许通过紧凑的壁装板或通过RF接收器/发射器技术控制相对大的数量的光源。
当配置有RF接收器模块和RF发射器模块时，建筑中的不同的开关组合件可被编程成彼此通信，使得一个开关组合件处的激活或去激活输入可受到被编程成进行响应的其它开关的作用。因此，例如，位于适当位置的一个开关组合件可被编程成与建筑中的所有的或选择数量的光源开关组合件进行通信，以接通或切断相关的光源。
可通过合适的编程使用相同的通信设备来禁用或启动建筑中的所有或选择的电源插座插口。
本发明的开关系统的另一优点在于，如图5所示，超过两个，事实上几乎不限数量的开关组合件可布置成中继开关阵列，以操作同一光源或与阵列中的仅一个开关组合件连接的多个光源。
应当理解的是，本发明的开关组合件在配置有RF发射模块时不需要硬接线到开关组合件的开关所控制的光源或其它电气装置。可通过连接到或组合到光源或电气装置中的RF接收器来实现与远程光源或电气装置的无线连接。
显然，如上面第二优选实施例的本发明的布置所实现的电源插座的简单的锁定和解锁设备提供了方便和重要的安全措施，以防止因儿童将导电物体插入到电源插口而导致的意外触电。
除容易清洗和美观之外，本发明的开关系统还可更容易地由不能十分灵巧地使用手的人来操作。
继电器和其它部件为固态式器件的这一事实消除了形成电弧的可能性。于是，在前前板内的传感器位置的照明在夜间特别实用。
上文仅说明了本发明的一些实施例，且对本领域技术人员而言显而易见的是，可在不偏离本发明的范围的情况下进行各种修改。

Claims (30)

1.一种电网电源插座组合件；所述电源插座组合件包括至少一个电源插座插口；所述电源插座组合件包括微处理器和至少一个用于操作电源切换模块的感测模块；所述感测模块包括传感器，所述传感器响应于选择物体向所述传感器的接近；所述选择物体的接近将所述电源插座插口的状态从当前状态切换至另一状态。
2.如权利要求1所述的电源插座组合件，其中，所述组合件的所述微处理器是可编程的和可重新编程的；所述组合件包括红外线发射器和接收器模块；所述模块适于从远程红外线数据发射器经由红外线数据流接收编程数据；所述数据流经由设置在所述组合件的护板的上外缘与所述模块之间的光导传送到所述模块。
3.如权利要求1或2所述的电源插座组合件，其中，所述组合件设置有自动调光的光发射器；所述光发射器指示所述组合件的电源开关的状态；环境光传感器对所述开关组合件处的环境光作出反应，所述环境光传感器经由设置在所述组合件的所述护板的上外缘与所述环境光传感器之间的光导接收环境光输入。
4.如权利要求1至3中任一项所述的电源插座组合件，其中，如果可感测物体在所述至少一个电源插座插口的相关的所述传感器的感测距离内保持至少第一预定持续时间，则所述至少一个电源插座插口被切换至锁定的去激活状态；当所述可感测物体在相关的所述传感器的所述感测距离内保持至少第二预定持续时间时，所述锁定的去激活状态被反转到激活状态。
5.一种用于将电网交流电源的至少一个导体从去激活状态切换至激活状态以及从激活状态切换至去激活状态的方法，所述方法包括以下步骤：
在第一情况下，使可感测物体进入开关组合件的传感器的感测范围内，
在第二情况下，使所述可感测物体进入所述开关组合件的所述传感器的所述感测范围内，
且其中，所述开关组合件包括用于感测所述可感测物体的感测模块以及用于切换所述至少一个导体的状态并与所述感测模块进行通信的电源切换模块。
6.一种电源可编程开关组合件；所述开关组合件包括以可拆除的方式安装到支撑体元件的护板；所述支撑体元件包括用于容纳接近感测模块和电源切换模块的壳体；所述开关组合件适于通过感测可感测物体向所述开关组合件的接近而在通电状态与断电状态之间切换电网电源；所述开关组合件还包括用于从远程数据发射器接收数据输入的传感器；所述数据被接收在非易失性存储器中以用于微处理器执行所述开关组合件的编程操作。
7.如权利要求6所述的开关组合件，其中，用于接收数据的所述传感器包括红外线发射器和接收器；所述传感器经由布置在所述护板的上外缘与所述传感器之间的光导接收输入的红外线。
8.如权利要求6或7所述的开关组合件，其中，所述开关组合件的每个开关包括接近传感器和光发射器；所述光发射器通过穿过所述护板射出的颜色编码光来指示所述开关的状态。
9.如权利要求6至8中任一项所述的开关组合件，其中，所述组合件还包括环境光传感器，所述微处理器根据由所述环境光传感器感测的环境光来调节穿过所述护板射出的所述光；所述环境光传感器经由布置在所述护板的上外缘与所述环境光传感器之间的光导接收光。
10.如权利要求1至9中任一项所述的开关组合件，其中，通过在第一情况下将所述可感测物体保持在所述传感器的所述感测距离内来激活调光元件，以将与所述开关系统连接的光源调光至暗淡状态；所述光源的朝最小发光方向进行的调光与所述可感测物体在所述传感器的所述感测距离内保持的持续时间成比例。
11.如权利要求10所述的开关组合件，其中，如果在之前的激活中，所述光源被调光至所述暗淡状态，则所述光源在所述暗淡状态下被重新激活；所述暗淡状态朝最大发光方向的反转与所述可感测物体在所述感测距离内保持的持续时间成比例。
12.如权利要求10至11中任一项所述的开关组合件，其中，所述系统包括至少一个电源插座插口；通过使可感测物体进入与所述电源插口的电源开关继电器相关的所述传感器的感测距离内来实现所述电源插座插口的激活。
13.如权利要求12所述的开关组合件，其中，如果可感测物体在相关的所述传感器的感测距离内保持至少第一预定持续时间，则所述至少一个电源插口被切换至锁定的去激活状态。
14.如权利要求13所述的开关组合件，其中，当所述可感测物体被保持在相关的所述传感器的感测距离内至少第二预定持续时间时，所述电源插口的所述锁定的去激活状态被反转至激活状态。
15.如权利要求1至14中任一项所述的开关组合件，其中，所述组合件包括RF发射器模块；所述RF发射器模块适于与连接到至少一个电气装置或包括在一个或多个其它的所述开关组合件中的一个或多个选择的RF接收器模块进行无线通信。
16.如权利要求15所述的开关组合件，其中，所述组合件包括RF接收器模块；所述RF接收器模块适于从所述开关组合件的阵列中的其它的所述开关组合件或从远程控制RF装置无线地接收通信；所述阵列中的至少一个所述开关组合件既包括RF接收器模块，又包括RF发射器模块。
17.如权利要求16所述的开关组合件，其中，所述开关组合件的所述阵列中的多个所述开关组合件中的任一者能够激活与所述阵列中的所述开关组合件中的任一者连接的光源或其它电气装置。
18.如权利要求1至17中任一项所述的开关组合件，其中，所述微处理器是可重新编程的；在所述护板后方可用的输入端口提供与程序加载装置的连接。
19.一种用于将电网交流电源从去激活状态切换至激活状态以及从激活状态切换至去激活状态的方法；所述方法包括以下步骤：
在第一情况下，使可感测物体进入开关组合件的传感器的感测范围内，
在第二情况下，使所述可感测物体进入所述开关组合件的所述传感器的感测范围内，并且
其中，所述传感器组合有接近传感器的功能和光发射器的功能；所述光发射器在所述第一情况下将发射光的颜色从第一颜色改变为第二颜色并在所述第二情况下将所述颜色从所述第二颜色改变回所述第一颜色，且其中，通过可编程微处理器来控制切换和颜色改变。
20.如权利要求19所述的方法，其中，通过在所述第一情况之后使所述可感测物体在所述感测距离内保持对与所述电源连接的光源进行调光；所述调光与所述可感测物体保持在所述感测距离内保持的时间长度成比例。
21.如权利要求20所述的方法，其中，通过在所述第二情况之后使所述可感测物体在所述感测距离内保持使所述光源的所述调光反转；所述反转与所述可感测物体保持在所述感测距离内保持的时间长度成比例。
22.如权利要求21所述的方法，其中，通过在所述第一情况之后使所述可感测物体在所述感测距离内保持第一预定时间防止所述电源被提供至所述开关系统的电源插座插口。
23.如权利要求22所述的方法，其中，通过在所述第二情况之后使所述可感测物体在所述感测距离内保持第二预定时间使所述电源被提供至所述电源插座插口。
24.一种用于控制由电网交流电源供电的光源和其它电气装置的方法；所述控制能够从多个位置进行；所述方法包括以下步骤：
提供开关组合件阵列；每个所述开关组合件包括RF接收器模块和RF发射器模块；
在所述开关组合件阵列的开关组合件之间提供通信，
在至少一个所述开关组合件与所述光源之间以及至少一个所述开关组合件与所述电气装置之间提供通信；以及
其中，每个所述开关组合件还包括微处理器和至少一个电源开关；所述电源开关包括传感器。
25.如权利要求24所述的方法，其中，所述光源和所述电气装置通过硬接线连接到至少一个所述开关组合件。
26.如权利要求25所述的方法，其中，所述光源和所述电气装置通过RF发射和接收模块与任一所述开关组合件进行通信。
27.如权利要求24至26中任一项所述的方法，其中，所述开关组合件的所述电源开关的状态可通过远程控制装置与所述开关组合件的所述RF接收器模块之间的RF通信在激活状态与去激活状态之间进行变化。
28.一种用于对电源开关组合件进行编程的方法；所述电源开关组合件包括接近感测模块，当可感测物体进入所述电源开关组合件的感测距离内时，所述接近感测模块在通电状态与断电状态之间切换所述电源开关组合件；所述方法包括以下步骤：
(a)为所述电源开关组合件设置红外线发射器和接收器，
(b)为所述电源开关组合件设置用于将红外线数据信号传输至所述红外线发射器和接收器的光导，
(c)将所述红外线数据信号从远程红外线数据信号装置发送至所述光导。
29.一种如上文中通过参考任一附图所示内容具体说明的切换电源开关。
30.一种如上文中参考任一附图所示内容具体说明的用于对电网电源或其至少一个导体进行切换的方法。
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