CN107528574A - 一种基于传统机械开关的无线智能装置 - Google Patents

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韩大鹏
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Abstract

本发明具体涉及一种基于传统机械开关的无线智能装置；包括供电模块，开关控制模块与无线发射和控制模块；还包括与机械开关的一端相连的机械开关信号侦测电路；所述机械开关信号侦测电路包括二极管D1，电阻R1、R2、R3，MOS管Q1，电容C1和稳压管ZD1；将MOS管的d极信号Conl1连接到无线发射和控制模块的控制I/O引脚，来检测Conl1的电平变化。本发明用于将传统机械开关/插座改造为无线智能装置，实现对家中现有传统的开关、插座面板无线远程控制、定时控制等，并且不改变用户多年使用习惯，不改变家中原有的装修风格，用户体验好，成本低，接线方式简单、安全、可靠。

Description

一种基于传统机械开关的无线智能装置
技术领域
本发明涉及电器开关技术领域，具体涉及一种基于传统机械开关的无线智能装置。
背景技术
随着科技的飞速发展，智能家居成为使人们的生活更加便捷化的一个新兴技术领域，其中，利用物联网技术实现对家电的智能控制和远程控制，如对灯光照明进行场景设置和远程控制、电器的自动控制和远程控制等，是智能家居技术领域的一项基本技术。智能开关使用无线驱动继电器技术，通过无线技术和微处理器控制继电器等开关器件实现对回路的通断控制。
传统的机械开关面板虽然价格便宜，但是无法实现远程、定时控制等功能，已远远无法满足现代用户对智能便捷生活的需求。而现在市面上比较火热的无线智能开关成功解决了传统机械开关的诸多问题，但是安装此类无线智能开关需要完全拆除用户原有的机械开关面板，改变了用户家装风格和多年使用习惯，且这样的无线智能开关通常价格不菲，并不能被广大消费者所接受。目前市面上也有一些基于传统机械开关的无线模块出现，但是此类产品普遍体积较大，需要改变传统机械开关接线方式，需要改变了用户多年的接线习惯，存在对于接口处也没有防错误接线措施的问题，一旦接线错误极有可能造成整个产品失效。
现有技术专利申请号为CN2016208024865，名称为基于传统机械开关的智能开关装置该装置，公布了一种基于传统机械开关的智能开关装置，该装置避免了用户对原有布线进行改造，且原有传统机械开关可继续使用，减少了资源的浪费，轻松实现对传统机械开关向智能开关的改造。在本装置中采用的是电池供电，无法保证该装置能长久运行，需过一段时间便要更换电池，给用户的使用带来诸多不便；且机械开关的两个触点是直接与装置中的无线控制模块相连，改变了机械开关的原有接法，一旦用户错误接入火线便会造成这个装置的失效甚至是引起火灾。因此需要一种装置，能够实现将机械开关实现智能化改造，并且安全性能更高。
发明内容
1、所要解决的技术问题：
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种基于传统机械开关的无线智能装置，通过对现有的传统机械开关实现智能化改造，达到以下的两个目的：（1）不改变用户使用习惯，保留了原有机械开关；（2）当用户将机械开关的本该接火线L的触点误接了零线N时，装置不会有任何失效故障，重新正确接回火线L仍可正常控制。
2、技术方案：
一种基于传统机械开关的无线智能装置，包括供电模块，开关控制模块与无线发射和控制模块，其特征在于：还包括与机械开关的一端相连的机械开关信号侦测电路；所述机械开关信号侦测电路包括二极管D1，电阻R1、R2、R3，MOS管Q1，电容C1和稳压管ZD1；所述机械开关连接二极管D1的阳极，电阻R1一端连接D1阴极，另一端连接MOS管Q1的g极；电阻R2、电容C1和稳压管ZD1的阴极均与Q1的g极相连，R2的另一端和C1的另一端以及ZD1的阳极分别接系统的参考地GND；电阻R3的一端连接无线发射和控制模块的供电电源的正极Vcc，另一端与MOS管的d极相连，并将MOS管的d极信号Conl1连接到无线发射和控制模块的控制I/O引脚，来检测Conl1的电平变化。
进一步地，所述无线智能装置为传统开关面板或者传统插座面板；当为传统插座面板时，所述机械开关的一端与机械开关信号侦测电路通过插入插头的插头相连。
进一步地，所述MOS管的d极信号Conl1连接到无线发射和控制模块3的控制I/O引脚，通过边沿检测来检测Conl1的电平变化。
进一步地，所述机械开关为单开、双开或者多开。
进一步地，所述电阻R1为1206电阻或0805电阻。
进一步地，所述无线智能装置安装在86暗盒内。
3、有益效果：
（1）本发明通过采用一种机械开关信号侦测电路采集机械开关动作信号发送给无线发射和控制模块，从而保留了原有传统的机械开关的本地开关控制功能。
（2）本发明通过采用一种机械开关信号侦测电路从而能够防止安装时接线电路错误；若用户将机械开关的本该接火线L的触点误接了零线N时，本装置不会有任何失效故障，当装置重新接回火线L时该装置仍能正常控制。
（3）本发明应用广泛：通过采用本发明可以实现对传统机械开关的改造，可以实现对传统的插座进行改造，还可以实现将传统多开机械开关面板改造为场景开关面板：通过取消智能模块中的内部开关控制模块，根据机械开关键数增加智能模块中的机械开关信号检测电路的个数即可。
（4）本装置体积小，适合86暗盒安装环境。
附图说明
图1为本发明的框架图及接线方法；
图2为本发明的所采用的机械开关信号侦测电路的电路图。
具体实施方式
如附图1所示，本发明包括的机械开关6；机械开关含两个触点：触点a和触点b；86盒中装有智能模块7；所述智能模块7包括供电模块1、开关控制模块2、无线发射和控制模块3和机械开关信号侦测电路4。智能模块3中的供电模块通过与火线L、零线N相连给智能模块供电；与零线N的负载5与智能模块中的开关控制模块相连从而控制负载的工作状态；与火线L相连的是机械开关的触点a；机械开关的另一个触点b与智能模块中的机械开关信号侦测电路相连从而控制该机械开关。
附图1中供电模块1为整个智能模块提供工作电压，为常见的AC-DC电源，可以为Buck或者flyback等拓扑结构。其中AC-DC电源为半波整流，以零线N为整个电源系统的参考地GND。开关控制模块2为继电器或者为可控硅等开关器件及其驱动电路。无线发射和控制模块3包括无线发射模块和控制模块，无线发射模块为RF、WiFi、zigbee或Z-wave，其中的控制模块由微处理器及其外围电路组成，接收本地机械开关信号和无线开关指令，并控制开关控制模块2实现对负载的通断控制 。
如图2所示为本发明中的一种机械开关信号侦测电路4，该电路通过连接机械开关的触点b，采集机械开关动作信号发送给无线发射和控制模块3。
其中，机械开关的触点b连接二极管D1的阳极，电阻R1一端连接D1阴极，另一端连接MOS管Q1的g极，电阻R2、电容C1和稳压管ZD1的阴极均与Q1的g极相连，R2的另一端和C1的另一端以及ZD1的阳极分别接系统的参考地GND。电阻R3的一端连接无线发射和控制模块的供电电源的正极Vcc，另一端与MOS管的d极相连，并将MOS管的d极信号Conl1连接到无线发射和控制模块3的控制I/O引脚，来检测Conl1的电平变化，软件上通常设置为边沿检测。
当用户按下机械开关时，触点a和触点b导通，D1将输入的交流电压整流成半波直流，通过电阻R1、R2分压MOS管Vgs大于开启电压Vth，MOS管导通（考虑到电阻耐压，通常R1为多个1206或0805电阻），此时Conl1处为低电平。C1起稳定g极电压的作用，ZD1为保护MOS管g极。
若机械开关没有闭合，则Conl1处为高电平；机械开关的开与关的状态造成了此处Conl1的电平变化，故模块3可采集该处电位变化从而控制开关控制模块2，实现对负载的通断控制。
若机械开关触点a误接了零线N时，则无论机械开关是否动作，Conl1处不会有电平变化（均为高电平），智能模块不会出现任何失效现象，接线恢复正确后智能模块便能正常工作。
在本发明中的机械开关可以为单开、双开或者多开。
本发明也可以用于传统插座面板，此时机械开关的触点b与智能模块相应的端口不连接即可实现对传统插座面板的智能改造。
本发明也可以用于将传统的多开机械开关面板改造为场景开关面板，通过取消智能模块中的内部开关控制模块2，根据机械开关键数增加智能模块中的机械开关信号检测电路4的个数即可。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但它们并不是用来限定本发明的，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明之精神和范围内，自当可作各种变化或润饰，因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求保护范围所界定的为准。

Claims (6)

1.一种基于传统机械开关的无线智能装置，与机械开关相连，包括供电模块，开关控制模块与无线发射和控制模块，其特征在于：还包括与机械开关的一端相连的机械开关信号侦测电路；
所述机械开关信号侦测电路包括二极管D1，电阻R1、R2、R3，MOS管Q1，电容C1和稳压管ZD1；
所述机械开关连接二极管D1的阳极，电阻R1一端连接D1阴极，另一端连接MOS管Q1的g极；电阻R2、电容C1和稳压管ZD1的阴极均与Q1的g极相连，R2的另一端和C1的另一端以及ZD1的阳极分别接系统的参考地GND；电阻R3的一端连接无线发射和控制模块的供电电源的正极Vcc，另一端与MOS管的d极相连，并将MOS管的d极信号Conl1连接到无线发射和控制模块的控制I/O引脚，来检测Conl1的电平变化。
2.根据权利要求1所述的一种基于传统机械开关的无线智能装置，其特征在于：所述无线智能装置为传统开关面板或者传统插座面板；当为传统插座面板时，所述机械开关的一端与机械开关信号侦测电路通过插入插头的插头相连。
3.根据权利要求1所述的一种基于传统机械开关的无线智能装置，其特征在于：所述MOS管的d极信号Conl1连接到无线发射和控制模块3的控制I/O引脚，通过边沿检测来检测Conl1的电平变化。
4.根据权利要求1所述的一种基于传统机械开关的无线智能装置，其特征在于：所述机械开关为单开、双开或者多开。
5.根据权利要求1所述的一种基于传统机械开关的无线智能装置，其特征在于：所述电阻R1为1206电阻或0805电阻。
6.根据权利要求1---5任一条权利要求所述的一种基于传统机械开关的无线智能装置，其特征在于：所述无线智能装置安装在86暗盒内。
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