CN109725583A - 一种蓝牙智能开关控制器及其控制方法 - Google Patents

Abstract

一种蓝牙智能开关控制器，包括：主控U1、蓝牙天线、主控晶振单元、普通开关单元、ADC转换单元、RTC时钟单元、电源转换供电单元、负载控制单元。上述蓝牙智能开关控制器的控制方法，主控U1开发6个功能程序模块：定时开关模块、循环控模块、定时+循环模块、打铃器模块、温控器模块、普通开关模块，可任选其中一个功能程序模块作为使用，通过蓝牙与手机APP连接，在APP上直接设置所需功能和数据，主控U1运行对应的模块程序控制output的高电平或低电平，通过三极管Q1的控制继电器JDQ1的吸合或释放，控制负载的通电或断电。本发明操作方便，更加实用，产品功能多样化。

Description

一种蓝牙智能开关控制器及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种蓝牙智能开关控制器及其控制方法。

背景技术

目前，市场上有传统的定时开关控制器、打铃开关控制器、温度开关控制器、循环开关控制器、定时循环控制器，这些开关控制器基本上是单一产品，并且操作设置都需要在产品上进行，产品上都有显示屏幕和按键，设置方法复杂，显示能力有限。而一些智能家居产品，虽然也有APP的方便操作，但都对网络和供电极度的依赖，并不能满足使用者的家居环境以外的使用要求。

发明内容

本发明提供一种蓝牙智能开关控制器及其控制方法，操作方便，更加实用，产品功能多样化。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种蓝牙智能开关控制器，包括：

主控U1采用AC6905B单片机作为控制芯片，集成蓝牙通讯模块；

蓝牙天线，主控U1的21脚串联一个电容C3后与蓝牙天线ANT1连接，蓝牙数据通信皆由此蓝牙天线发送数据和接收数据；

主控晶振单元，主控U1的23脚、24脚与主控晶振Y1的两个脚相连，同时各并联一个C1、C2电容来调节主控的工作频率；

普通开关单元，包括按键K1，主控U1的15脚与按键K1相连到地，检测按键；

ADC转换单元，包括温度传感器R6，主控U1的16脚并联一个滤波电容C12及上拉电阻R3与温度传感器R6相连，检测温度传感器的温度；

RTC时钟单元，包括时钟芯片U2，时钟芯片U2采用AT8563T，主控U1的13脚、14脚分别与时钟芯片U2的5脚、6脚相连，作为时钟芯片U2与主控U1的数据通信用；

电源转换供电单元，包括依次连接的交流电压转直流12V单元和直流电压12V转直流5V单元，直流电压12V转直流5V单元输出端与主控U1的18脚相连供电；交流电压转直流12V单元包括电源芯片U4和整流桥BR1，电源芯片U4采用非隔离开关电源恒压芯片FT8400；市电220V火线接线端子JT1通过保险电阻R20与压敏电阻RZ1和整流桥BR1的1脚相连，市电220V零线接线端子JT2与压敏电阻RZ1的另一端和整流桥BR1的2脚相连；整流桥BR1的3脚连接整个地线，整流桥BR1的4脚并联一个电解电容EC6到地同时与电源芯片U4的5脚相连；电源芯片U4的4脚与电感L1的1脚、电容C22的1脚、电容C23的1脚、二极管D7的1脚、电源芯片U4的2脚连接，二极管D7的2脚与地线连接；电源芯片U4的1脚与电容C23的2脚、R21的1脚连接；电源芯片U4的3脚与电容C22的2脚、二极管D8的1脚连接，二极管D8的2脚与电感L1的2脚、电阻R21的2脚、电解电容EC8的1脚、电阻R21的1脚、电压标号12V连接，电解电容的EC8和电阻R22的2脚与地线连接；

负载控制单元，交流电压转直流12V单元的输出端通过二极管D9与继电器JDQ1的2脚相连，同时与二极管D10的1脚相连，继电器JDQ1的1脚与三极管Q1的集电极相连，同时与二极管D10的2脚相连，三极管Q1的发射极与地线相连；主控U1的5脚与相同标号output线路连接，串接电阻R24与指示灯LED3连接，同时串联电阻R23与三极管Q1的基极相连；继电器JDQ1的3脚与接线端子JT3相连，接线端子JT3为负载的接线；继电器JDQ1的4脚与标号LIN、接线端子JT1相连，接线端子JT1为市电220V的火线接入。

直流电压12V转直流5V单元，交流电压转直流12V单元输出端电压标号12V并联一个电容C20与低压转换芯片U3的3脚相连，低压转换芯片U3的2脚接地，低压转换芯片U3的1脚并联两个电容C21、EC5到地，同时串联二极管D4为主控芯片U1供电。

时钟芯片U2的1脚、2脚与一个低频晶振Y2连接在一起，低频晶振可以为时钟芯片提供准确的系统时钟，同时时钟芯片U2的1脚并联一个电容C9到地，可根据C9电容值微调时钟芯片的系统时钟。

RTC时钟单元还连接有备用电池单元，备用电池单元包括备用电池BT1，备用电池BT1正极串联二极管D2后，一路连接时钟芯片U2的8脚，并联另一路连接电容C11后接地。

主控U1的1脚通过电阻R1与LED1指示灯相连，主控U1的2脚通过电阻R2与LED2指示灯相连，主控U1的3脚和4脚为升级或烧录程序的接口。

主控U1的12脚为主控内置的电压转换器输出脚，外接一个电容C8到地，同时给ADC转换提供参考电压，通过二极管D1与时钟芯片U2的8脚相连，为时钟芯片U2供电。

主控U1的8脚、9脚分别连接电容C6、C7到地，滤波增加主控U1抗干扰性；主控U1的18脚与供电相连的同时并联一个电容C5滤波，增加主控U1的抗干扰性；主控U1的19脚外接一个电容C4滤波，增加主控U1的抗干扰性；主控U1的17脚、20脚、22脚接电源地线。

上述蓝牙智能开关控制器的控制方法，主控U1开发6个功能程序模块：定时开关模块、循环控模块、定时+循环模块、打铃器模块、温控器模块、普通开关模块，可任选其中一个功能程序模块作为使用，通过蓝牙与手机APP连接，在APP上直接设置所需功能和数据，主控U1运行对应的模块程序控制output的高电平或低电平，通过三极管Q1的控制继电器JDQ1的吸合或释放，控制负载的通电或断电。

定时开关模块：手机APP通过蓝牙与智能开关控制器连接，在APP上操作选择定时开关功能，根据需要设置开时间、关时间及星期，主控U1接收到定时数据后，依据时钟芯片U2提供的实时时钟，根据设置的开关时间，主控U1控制继电器JDQ1的吸合或释放，控制负载的通电或断电；

循环控模块：手机APP通过蓝牙与智能开关控制器连接，在APP上操作选择循环控功能，根据需要设置循环开时间、关时间，主控U1接收到循环数据后，主控U1按照设置的循环开关时间，控制继电器JDQ1的吸合或释放，控制负载的通电或断电；

定时+循环模块：手机APP通过蓝牙与智能开关控制器连接，在APP上操作选择定时+循环功能，根据需要设置开时间、关时间及星期和循环开时间、关时间，主控U1接收到定时+循环数据后，依据时钟芯片U2提供的实时时钟，主控U1按照设置的开时间段、按照循环开关时间控制继电器JDQ1的吸合或释放，控制负载的通电与断电；

打铃器模块：手机APP通过蓝牙与智能开关控制器连接，在APP上操作选择打铃功能，根据需要设置打铃时间、打铃时长，主控U1接收到打铃数据后，依据时钟芯片U2提供的实时时钟，主控U1按照设置的打铃时间和时长控制继电器JDQ1的吸合或释放，控制负载的通电与断电；

温控器模块：通过ADC转换单元的温度传感器R6，发送温度数据给主控U1，根据温度设定，主控U1控制继电器JDQ1的吸合或释放，控制负载的通电或断电；

普通开关模块：通过普通开关单元检测按键开关状态发送数据给主控U1，主控U1控制继电器JDQ1的吸合或释放，控制负载的通电或断电；

在对负载控制系统控制运行时，只能运行其中一个功能程序模块，其他功能程序模块不可同时运行，但可相互切换。

相对于现有技术，本发明的开关控制器接入供电和负载后，通过手机蓝牙连接，连接后可在手机APP上进行功能设置，无需直接接触产品，按所需功能设置好后，设备可直接运行。若该开关控制器接入的外部供电断开，本设备的设置时间因内部电池供电而不受影响，仍能确保产品功能正常运行。由于是用手机app进行设置，所以显示功能特别强大，还能进行密码设置，以避免其他人的误操作。该开关控制器还能做到一机多能，它有六大功能，分别是定时开关控制器、打铃开关控制器、温度开关控制器、循环开关控制器、定时+循环控制器和普通开关。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

实施例：如图1所示，一种蓝牙智能开关控制器，包括：

主控U1采用珠海杰理科技有限公司的AC6905B单片机作为控制芯片，共24个引脚，集成蓝牙通讯模块；

蓝牙天线，主控U1的21脚串联一个电容C3后与蓝牙天线ANT1连接，蓝牙数据通信皆由此蓝牙天线发送数据和接收数据；

主控晶振单元，主控U1的23脚、24脚与主控晶振Y1的两个脚相连，同时各并联一个C1、C2电容来调节主控的工作频率；

普通开关单元，包括按键K1，主控U1的15脚与按键K1相连到地，检测按键；

ADC转换单元，包括温度传感器R6，主控U1的16脚并联一个滤波电容C12及上拉电阻R3与温度传感器R6相连，检测温度传感器的温度；

RTC时钟单元，包括时钟芯片U2，时钟芯片U2采用AT8563T，主控U1的13脚、14脚分别与时钟芯片U2的5脚、6脚相连，作为时钟芯片U2与主控U1的数据通信用；

电源转换供电单元，包括依次连接的交流电压转直流12V单元和直流电压12V转直流5V单元，直流电压12V转直流5V单元输出端与主控U1的18脚相连供电；交流电压转直流12V单元包括电源芯片U4和整流桥BR1，电源芯片U4采用深圳辉芒微电子的非隔离开关电源恒压芯片FT8400；市电220V火线接线端子JT1通过保险电阻R20与压敏电阻RZ1和整流桥BR1的1脚相连，市电220V零线接线端子JT2与压敏电阻RZ1的另一端和整流桥BR1的2脚相连；整流桥BR1的3脚连接整个地线，整流桥BR1的4脚并联一个电解电容EC6到地同时与电源芯片U4的5脚相连；电源芯片U4的4脚与电感L1的1脚、电容C22的1脚、电容C23的1脚、二极管D7的1脚、电源芯片U4的2脚连接，二极管D7的2脚与地线连接；电源芯片U4的1脚与电容C23的2脚、R21的1脚连接；电源芯片U4的3脚与电容C22的2脚、二极管D8的1脚连接，二极管D8的2脚与电感L1的2脚、电阻R21的2脚、电解电容EC8的1脚、电阻R21的1脚、电压标号12V连接，电解电容的EC8和电阻R22的2脚与地线连接；市电220V经过整流桥BR1整流之后高压进入开关电源芯片U4，开关电源芯片是一款高性能、高精度、低成本的非隔离buck 功率开关。它包含一个专门的电流模PFM控制器和一个高压功率开关管。外围搭配电容C23、C22，电阻R21，R22，电感L1，电解EC8，二极管D7、D8可稳定输出电压12V。

负载控制单元，交流电压转直流12V单元的输出端通过二极管D9与继电器JDQ1的2脚相连，同时与二极管D10的1脚相连，继电器JDQ1的1脚与三极管Q1的集电极相连，同时与二极管D10的2脚相连，三极管Q1的发射极与地线相连；主控U1的5脚与相同标号output线路连接，串接电阻R24与指示灯LED3连接，同时串联电阻R23与三极管Q1的基极相连；继电器JDQ1的3脚与接线端子JT3相连，接线端子JT3为负载的接线；继电器JDQ1的4脚与标号LIN、接线端子JT1相连，接线端子JT1为市电220V的火线接入。主控U1的5脚输出高电平时，通过R23为三极管Q1的基极供电，基极饱和后三极管Q1的集电极到发射极允许电流通过，继电器JDQ1的线圈通电吸合，继电器JDQ1的3脚与4脚导通，主控U1的5脚输出低电平时，三极管Q1的基极无电流，三极管Q1的集电极到发射极不允许电流通过，继电器JDQ1的线圈断电释放，继电器JDQ1的3脚与4脚断开。

直流电压12V转直流5V单元，交流电压转直流12V单元输出端电压标号12V并联一个电容C20与低压转换芯片U3的3脚相连，低压转换芯片U3的2脚接地，低压转换芯片U3的1脚并联两个电容C21、EC5到地，同时串联二极管D4为主控芯片U1供电。

时钟芯片U2的1脚、2脚与一个低频晶振Y2连接在一起，低频晶振可以为时钟芯片提供准确的系统时钟，同时时钟芯片U2的1脚并联一个电容C9到地，可根据C9电容值微调时钟芯片的系统时钟。时钟芯片U2是低功耗CMOS实时时钟/日历芯片，内置一个包括世纪、年月日时分秒的计时器，在电路中起到钟表的作用。

RTC时钟单元还连接有备用电池单元，备用电池单元包括备用电池BT1，备用电池BT1正极串联二极管D2后，一路连接时钟芯片U2的8脚，并联另一路连接电容C11后接地。

主控U1的1脚通过电阻R1与LED1指示灯相连，主控U1的2脚通过电阻R2与LED2指示灯相连，主控U1的3脚和4脚为升级或烧录程序的接口。

主控U1的12脚为主控内置的电压转换器输出脚，外接一个电容C8到地，同时给ADC转换提供参考电压，通过二极管D1与时钟芯片U2的8脚相连，为时钟芯片U2供电。

主控U1的8脚、9脚分别连接电容C6、C7到地，滤波增加主控U1抗干扰性；主控U1的18脚与供电相连的同时并联一个电容C5滤波，增加主控U1的抗干扰性；主控U1的19脚外接一个电容C4滤波，增加主控U1的抗干扰性；主控U1的17脚、20脚、22脚接电源地线。

主控U1开发6个功能程序模块：定时开关模块、循环控模块、定时+循环模块、打铃器模块、温控器模块、普通开关模块，可任选其中一个功能程序模块作为使用，通过蓝牙与手机APP连接，在APP上直接设置所需功能和数据，主控U1运行对应的模块程序控制output的高电平或低电平，通过三极管Q1的控制继电器JDQ1的吸合或释放，控制负载的通电或断电。

定时开关模块：手机APP通过蓝牙与智能开关控制器连接，在APP上操作选择定时开关功能，根据需要设置开时间、关时间及星期，主控U1接收到定时数据后，依据时钟芯片U2提供的实时时钟，根据设置的开关时间，主控U1控制继电器JDQ1的吸合或释放，控制负载的通电或断电；

循环控模块：手机APP通过蓝牙与智能开关控制器连接，在APP上操作选择循环控功能，根据需要设置循环开时间、关时间，主控U1接收到循环数据后，主控U1按照设置的循环开关时间，控制继电器JDQ1的吸合或释放，控制负载的通电或断电；

定时+循环模块：手机APP通过蓝牙与智能开关控制器连接，在APP上操作选择定时+循环功能，根据需要设置开时间、关时间及星期和循环开时间、关时间，主控U1接收到定时+循环数据后，依据时钟芯片U2提供的实时时钟，主控U1按照设置的开时间段、按照循环开关时间控制继电器JDQ1的吸合或释放，控制负载的通电与断电；

打铃器模块：手机APP通过蓝牙与智能开关控制器连接，在APP上操作选择打铃功能，根据需要设置打铃时间、打铃时长，主控U1接收到打铃数据后，依据时钟芯片U2提供的实时时钟，主控U1按照设置的打铃时间和时长控制继电器JDQ1的吸合或释放，控制负载的通电与断电；

温控器模块：通过ADC转换单元的温度传感器R6，发送温度数据给主控U1，根据温度设定，主控U1控制继电器JDQ1的吸合或释放，控制负载的通电或断电；

普通开关模块：通过普通开关单元检测按键开关状态发送数据给主控U1，主控U1控制继电器JDQ1的吸合或释放，控制负载的通电或断电；

在对负载控制系统控制运行时，只能运行其中一个功能程序模块，其他功能程序模块不可同时运行，但可相互切换。

本发明通过专用的手机APP采用蓝牙通信技术连接，APP发送命令经过蓝牙传输到主控芯片，主控芯片解析命令后设置用户所需要的功能模块，对应的功能模块就会按照设置的功能实现对负载控制系统的控制。

Claims (9)

1.一种蓝牙智能开关控制器，其特征在于，包括：

主控U1采用AC6905B单片机作为控制芯片，集成蓝牙通讯模块；

蓝牙天线，主控U1的21脚串联一个电容C3后与蓝牙天线ANT1连接，蓝牙数据通信皆由此蓝牙天线发送数据和接收数据；

主控晶振单元，主控U1的23脚、24脚与主控晶振Y1的两个脚相连，同时各并联一个C1、C2电容来调节主控的工作频率；

普通开关单元，包括按键K1，主控U1的15脚与按键K1相连到地，检测按键；

ADC转换单元，包括温度传感器R6，主控U1的16脚并联一个滤波电容C12及上拉电阻R3与温度传感器R6相连，检测温度传感器的温度；

RTC时钟单元，包括时钟芯片U2，时钟芯片U2采用AT8563T，主控U1的13脚、14脚分别与时钟芯片U2的5脚、6脚相连，作为时钟芯片U2与主控U1的数据通信用；

电源转换供电单元，包括依次连接的交流电压转直流12V单元和直流电压12V转直流5V单元，直流电压12V转直流5V单元输出端与主控U1的18脚相连供电；交流电压转直流12V单元包括电源芯片U4和整流桥BR1，电源芯片U4采用非隔离开关电源恒压芯片FT8400；市电220V火线接线端子JT1通过保险电阻R20与压敏电阻RZ1和整流桥BR1的1脚相连，市电220V零线接线端子JT2与压敏电阻RZ1的另一端和整流桥BR1的2脚相连；整流桥BR1的3脚连接整个地线，整流桥BR1的4脚并联一个电解电容EC6到地同时与电源芯片U4的5脚相连；电源芯片U4的4脚与电感L1的1脚、电容C22的1脚、电容C23的1脚、二极管D7的1脚、电源芯片U4的2脚连接，二极管D7的2脚与地线连接；电源芯片U4的1脚与电容C23的2脚、R21的1脚连接；电源芯片U4的3脚与电容C22的2脚、二极管D8的1脚连接，二极管D8的2脚与电感L1的2脚、电阻R21的2脚、电解电容EC8的1脚、电阻R21的1脚、电压标号12V连接，电解电容的EC8和电阻R22的2脚与地线连接；

负载控制单元，交流电压转直流12V单元的输出端通过二极管D9与继电器JDQ1的2脚相连，同时与二极管D10的1脚相连，继电器JDQ1的1脚与三极管Q1的集电极相连，同时与二极管D10的2脚相连，三极管Q1的发射极与地线相连；主控U1的5脚与相同标号output线路连接，串接电阻R24与指示灯LED3连接，同时串联电阻R23与三极管Q1的基极相连；继电器JDQ1的3脚与接线端子JT3相连，接线端子JT3为负载的接线；继电器JDQ1的4脚与标号LIN、接线端子JT1相连，接线端子JT1为市电220V的火线接入。

2.根据权利要求1所述的一种蓝牙智能开关控制器，其特征在于：直流电压12V转直流5V单元，交流电压转直流12V单元输出端电压标号12V并联一个电容C20与低压转换芯片U3的3脚相连，低压转换芯片U3的2脚接地，低压转换芯片U3的1脚并联两个电容C21、EC5到地，同时串联二极管D4为主控芯片U1供电。

3.根据权利要求1所述的一种蓝牙智能开关控制器，其特征在于：时钟芯片U2的1脚、2脚与一个低频晶振Y2连接在一起，低频晶振可以为时钟芯片提供准确的系统时钟，同时时钟芯片U2的1脚并联一个电容C9到地，可根据C9电容值微调时钟芯片的系统时钟。

4.根据权利要求1所述的一种蓝牙智能开关控制器，其特征在于：RTC时钟单元还连接有备用电池单元，备用电池单元包括备用电池BT1，备用电池BT1正极串联二极管D2后，一路连接时钟芯片U2的8脚，并联另一路连接电容C11后接地。

5.根据权利要求1所述的一种蓝牙智能开关控制器，其特征在于：主控U1的1脚通过电阻R1与LED1指示灯相连，主控U1的2脚通过电阻R2与LED2指示灯相连，主控U1的3脚和4脚为升级或烧录程序的接口。

6.根据权利要求1所述的一种蓝牙智能开关控制器，其特征在于：主控U1的12脚为主控内置的电压转换器输出脚，外接一个电容C8到地，同时给ADC转换提供参考电压，通过二极管D1与时钟芯片U2的8脚相连，为时钟芯片U2供电。

7.根据权利要求1所述的一种蓝牙智能开关控制器，其特征在于：主控U1的8脚、9脚分别连接电容C6、C7到地，滤波增加主控U1抗干扰性；主控U1的18脚与供电相连的同时并联一个电容C5滤波，增加主控U1的抗干扰性；主控U1的19脚外接一个电容C4滤波，增加主控U1的抗干扰性；主控U1的17脚、20脚、22脚接电源地线。

8.上述蓝牙智能开关控制器的控制方法，其特征在于：主控U1开发6个功能程序模块：定时开关模块、循环控模块、定时+循环模块、打铃器模块、温控器模块、普通开关模块，可任选其中一个功能程序模块作为使用，通过蓝牙与手机APP连接，在APP上直接设置所需功能和数据，主控U1运行对应的模块程序控制output的高电平或低电平，通过三极管Q1的控制继电器JDQ1的吸合或释放，控制负载的通电或断电。

9.根据权利要求7所述的蓝牙智能开关控制器的控制方法，其特征在于：

定时开关模块：手机APP通过蓝牙与智能开关控制器连接，在APP上操作选择定时开关功能，根据需要设置开时间、关时间及星期，主控U1接收到定时数据后，依据时钟芯片U2提供的实时时钟，根据设置的开关时间，主控U1控制继电器JDQ1的吸合或释放，控制负载的通电或断电；

循环控模块：手机APP通过蓝牙与智能开关控制器连接，在APP上操作选择循环控功能，根据需要设置循环开时间、关时间，主控U1接收到循环数据后，主控U1按照设置的循环开关时间，控制继电器JDQ1的吸合或释放，控制负载的通电或断电；

定时+循环模块：手机APP通过蓝牙与智能开关控制器连接，在APP上操作选择定时+循环功能，根据需要设置开时间、关时间及星期和循环开时间、关时间，主控U1接收到定时+循环数据后，依据时钟芯片U2提供的实时时钟，主控U1按照设置的开时间段、按照循环开关时间控制继电器JDQ1的吸合或释放，控制负载的通电与断电；

打铃器模块：手机APP通过蓝牙与智能开关控制器连接，在APP上操作选择打铃功能，根据需要设置打铃时间、打铃时长，主控U1接收到打铃数据后，依据时钟芯片U2提供的实时时钟，主控U1按照设置的打铃时间和时长控制继电器JDQ1的吸合或释放，控制负载的通电与断电；

温控器模块：通过ADC转换单元的温度传感器R6，发送温度数据给主控U1，根据温度设定，主控U1控制继电器JDQ1的吸合或释放，控制负载的通电或断电；

普通开关模块：通过普通开关单元检测按键开关状态发送数据给主控U1，主控U1控制继电器JDQ1的吸合或释放，控制负载的通电或断电；

在对负载控制系统控制运行时，只能运行其中一个功能程序模块，其他功能程序模块不可同时运行，但可相互切换。