CN201260254Y - 遥控电灯开关 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电气开关产品技术领域，特别是单线进出接线方式和高频收发信息编码的遥控电灯开关，主要用于电灯的遥控开关。其特征在于：其由控制器和遥控器两部分构成，其中控制器由电子变压器、电流互感器、电子开关、整流稳压电路、驱动电路、单片机(MCU)、高频接收电路、按键以及指示灯等组成；遥控器由单片机(MCU)、按键、电池、电源管理电路、高频发射电路和指示灯组成。经采用上述电路，相比目前同类产品，本实用新型具有安装容易、操作简单、适用范围广、电路抗雷抗干扰能力强、使用可靠安全等优点。

Description

遥控电灯开关

技术领域：

本实用新型涉及电气开关产品技术领域，特别是单线进出接线方式和高频收发信息编码的遥控电灯开关，主要用于电灯的遥控开关。

背景技术：

现有的电灯开关多为机械式触点开关，不具备遥控功能。目前，市场出现了某些类型的遥控电灯开关，这些类型的产品虽然也能以单一火线或单一零线控制技术，能够直接替代现有的机械式开关，但其缺点较多，使用不方便，难以推广，如：1、需要在负载两端并接电容补偿配件，安装不方便；2、无用户编码，无法分别控制两个以上开关，无法集中控制；3、没有手动控制按钮，用户一时找不到按键将不知所措；4、一个控制器仅控制一个负载，如果需要控制多个负载则需要使用多个控制器，这样不仅造成了控制器装置的体积大，难以安装，且不便于使用者操作；5、取电方式是通过串联接在交流220V的二极管、电阻、电容、稳压管等来获得稳压电源，其电源跟交流220V强电并没有实现隔离，电源受市电交流220V的供电电压、电流等因素的影响，容易受到干扰，且容易遭受雷击而损坏；6、适用的负载少，有的产品仅适用于白炽灯。

发明内容：

本实用新型的目的是提供一种遥控电灯开关，该开关的控制器采用单线进出接线方式，遥控器与控制器通过高频信号进行收发通讯，采用单片机进行用户编码，具有按键控制开关功能，抗雷性能强，可直接替换传统的机械式开关，即串联在单根火线(或零线)上使用，无需任何配件，设来电自熄功能，适用范围广，如日光灯、节能灯、白炽灯等各类负载。

本实用新型的实现方式是：其由控制器和遥控器两部分构成。其中控制器由电子变压器、电流互感器、电子开关、整流稳压电路、驱动电路、单片机(MCU)、高频接收电路、按键以及指示灯等组成；遥控器由单片机(MCU)、按键、电池、电源管理电路、高频发射电路和指示灯组成。

附图说明：

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明：

图1是本实用新型的总体电路原理框图

图2是本实用新型的遥控器部分的电路原理示意图

图3是本实用新型的控制器部分的电路原理示意图

图4是本实用新型的控制器部分的多通道(多个负载)的电路实施原理示意图

图5是本实用新型的控制器部分的高频接收电路模块的电路原理示意图

具体实施方式：

如图1、图2所示，本实用新型的遥控器部分由单片机(MCU)、按键、电池、电源管理电路、高频发射电路和指示灯组成。其电源管理电路是由电池(B1)提供电源，经保护二极管(D1)连接到三端稳压管(VR1)的输入端，三端稳压管(VR1)的输出端与单片机(U1)的VDD端连接。其中，保护二极管(D1)的作用是防止电池(B1)接反而烧毁电路，电池的电压是12伏，由三端稳压管(VR1)转为单片机(U1)适用的电压，由于使用电池供电，三端稳压管(VR1)采用的是低功耗的低压差线性稳压管(LDO)，且单片机也是采用具有低功耗技术的MICROCHIP单片机PIC12C508，当没有按键按下时，其处于睡眠状态，所耗电能极少。电池(B1)的电源通过三极管(Q1)连接到高频发射电路的电源端(电感L2)和指示灯(LED1)的正极端，而三极管(Q1)是由单片机(U1)发出的控制信号经过三极管(Q2)来控制开关的，这样，在没有按键按下的情况下，单片机(U1)发出控制信号关闭高频发射电路的电源和指示灯(LED1)，在扫描到相应的按键按下时，才打开电源，通过上述处理，采用单节电池就能够维持长时间的使用。

遥控器设有四个按键，单片机(U1)的GP0～GP2脚分别连接到按键S1～S3的信号输出端和二极管D2～D4的负极，单片机(U1)的GP3脚连接到按键S4的信号输出端和三极管(Q5)的集电极，二极管D2～D4的正极连接在一起，并通过一个电阻(R2)连接到三极管(Q6)的基极，三极管(Q6)的集电极通过一个电阻(R1)连接到三极管(Q5)的基极和分压电阻(R3)，经上述电路，当没有按键按下时，单片机(U1)的引脚GPO～GP3上是高电平，这时，二极管(D2～D4)不导通，三极管Q6、Q5也不导通，单片机平时处于睡眠状态。当按键S4按下时，单片机(U1)的GP3跳变为低电平，触发信号使单片机(U1)从睡眠状态醒过来，然后进行按键扫描，进行相应的控制操作。当按键S1～S3的任一按键按下时，相应的单片机(U1)引脚GPO～GP2有一为低电平，相应的二极管D2～D4有一个导通，则三极管Q6导通，三极管Q5因而也导通，这样就把GP3拉为低电平，促使单片机(U1)从睡眠状态苏醒过来，进行按键扫描，进行相应的控制操作。

遥控器通过高频电路发射的数字信号，由地址编码和命令编码组成，在每个单片机(U1)的程序里，都设有一个固定的地址编码，编码采用5个字节，这样不同地址编码的遥控器可达到2^5×8＝1099511627776(个)，命令编码则由1个字节组成，这个命令编码是根据相应的按键来编码的，以构成对应按键的相应数字编码。高频发射电路采用通用的315MHz或433MHz发射电路，这个电路的数据输入端是接到单片机(U1)的GP4引脚上。

如图1、图3所示，本实用新型的控制器部分由电子变压器、电流互感器、电子开关、整流稳压电路、驱动电路、单片机(MCU)、高频接收电路、按键以及指示灯等组成。其电路连接实施方式是：市电交流220V的一根A线连接到电子变压器(T1)初级线圈的一端，并和电流互感器(T2)的一个输入端连在一起，电流互感器(T2)的另一输入端连接到交流可控硅(BCR1)的MT2端，交流可控硅(BCR1)的MT1端连接到电子变压器初级线圈的另一端，并和电灯(LP1)的一端连在一起，电灯(LP1)的另一端连接到市电交流220V的另一根B线，由上述连接方式，当电灯(LP1)不亮时(交流控制硅关闭)，电子变压器(T1)和电灯(LP1)串联工作，这时因为电子变压器的初级形成的阻抗很大，绝大部分电压落在电子变压器上，这时电流才几毫安，电灯(LP1)不发光，而电子变压器(T1)处于工作状态，向控制器提供所需的电源；当电灯(LP1)受控点亮时(交流可控硅导通)，电流互感器(T2)、交流可控硅(BCR1)、电灯(LP1)串联工作，由于电流互感器和交流可控硅上几乎不存在阻抗，绝大部分电压落在电灯(LP1)上，电灯发光，这时，电流互感器通过感应流过其初级线圈上的电流而提供控制器所需的电源。由于电源采用电子变压器和电流互感器，实现了控制器的电源与强电的完全隔离，使本控制器的抗干扰和抗雷能力得到极大的提高。

控制器的整流稳压电路是这样实现的，由电子变压器(T1)的输出端连接到全桥整流器(XD1)的交流输入端，电流互感器(T2)的输出端连接到全桥整流器(XD2)的交流输入端，全桥整流器(XD1)的正极输出端与全桥整流器(XD2)的正极输出端连接并连接到电容(C1)的正极、电阻(R1)的一端，电阻(R1)的另一端连接到稳压管二极管(ZD1)的负极、电容(C2)的正极以及三端稳压管(VR1)的输入端，全桥整流器(XD1)的负极输出端与全桥整流器(XD2)的负极输出端相连接并作为控制器的电源地，三端稳压管(VR1)的输出端连接到单片机(U1)的VDD端。由上述电路，电子变压器(T1)和电流互感器(T2)输出的电源，经过整流、滤波、稳压等措施后，能得到一个稳定的工作电源。

控制器中单片机(U1)的GP0引脚连接到按键(S1)的信号输出端，单片机(U1)的GP1、GP2引脚连接到数据存储器EEPROM(U2)的SDA、SCL引脚，单片机(U1)的GP3引脚连接到高频接收电路模块(M1)的数据输出端，单片机(U1)的GP4引脚连接一个指示灯(LED1)。驱动电路是由驱动芯片(U3)和交流可控硅(BCR1)组成，单片机(U1)的GP5引脚发出控制信号输送到驱动芯片(U3)，驱动芯片(U3)接收到控制信号后，输出驱动电平到交流可控硅(BCR1)的触发极G，从而控制交流可控硅(BCR1)的导通。由上述电路，控制器的操作首先可以用按键(S1)来进行，从而避免了丢失遥控器时无法操作的缺点，每当按键(S1)按下时，单片机将控制输出的引脚GP5取反，这样能实现按键和遥控器交替控制的目的；单片机(U1)上还连接有数据存储器(U2)，可以用来存储相应遥控器的地址编码和命令编码的数据，避免停电时数据的丢失；单片机(U1)的GP3引脚用来接收高频接收电路模块(M1)解调得来的数字信号，经单片机内部程序运算解码，得到相应的地址编码和命令编码的数据，然后进行相应的控制操作。当单片机(U1)的GP5引脚产生低电平时，驱动芯片(U3)导通，从而使交流可控硅(BCR1)导通，电灯点亮；单片机(U1)的GP4引脚控制指示灯(LED1)，该指示灯在电灯(LP1)点亮时熄灭，在电灯(LP1)关闭时点亮，在夜里时，能起到指示位置的作用。

如图4所示，本实用新型的控制器部分可以实现多通道(多个负载)的控制，其增加多个负载控制的电路很简单，只需要将对应的单片机改换成MICROCHIP系列的或其他低功耗的单片机，并在其上增加多个的驱动芯片。

如图5所示，是本实用新型控制器部分高频接收电路模块的电路原理示意图，其采用通用的315MHz或433MHz的高频接收电路。

本实用新型由控制器和遥控器两部分组成，其相应的控制方法是这样的：当遥控器上有按键按下时，遥控器打开高频发射电路电源，发射三次相同的由相应按键的地址编码和命令编码组成的高频信号，控制器接收到连续两次相同的高频信号即认为接收数据成功，进行相应的开关灯操作；控制器上的按键(S1)，每单按一次，即可实现电灯的开或关，当长按下该按键达三秒时，指示灯(LED1)开始闪烁，这时，控制器变成学习状态，在该状态下，可接收任意由本实用新型制作的遥控器发射的高频信号，控制器收到连续两次相同的数据即认为学习成功，指示灯(LED1)停止闪烁，并将当前遥控器的信号与相应通道的电灯对应起来进行开关灯操作，控制器上的数据存储器EEPROM(U2)用来存储对应的遥控器的地址编码和命令编码，以防断电数据丢失，每一个电灯最多可用六个遥控器来控制，方便用户使用；当控制器上的按键(S1)连续按下6秒时，指示灯(LED1)快速闪烁六秒，然后清除数据存储器EEPROM(U2)的地址数据和命令数据，即控制器恢复初始状态，不受任何遥控器控制，这时，可再通过学习的方法，输入要使用的遥控器信号。当控制器掉电时(停电状态)，再来电后，控制器将保持电灯熄灭状态，防止浪费电能。

Claims (8)

1、一种遥控电灯开关，其特征在于：由控制器和遥控器两部分构成，控制器由电子变压器和电流互感器经整流稳压电路后给电路提供电源，单片机连接高频接收电路、按键以及指示灯，并控制驱动电路进行开关灯操作；遥控器由电池经过电源管理电路后给电路提供电源，单片机连接高频发射电路、按键以及指示灯。

2、根据权利要求1所述的遥控电灯开关，其特征在于：控制器部分的电路连接实施方式是市电交流220V的一根A线连接到电子变压器(T1)初级线圈的一端，并和电流互感器(T2)的一个输入端连在一起，电流互感器(T2)的另一输入端连接到交流可控硅(BCR1)的MT2端，交流可控硅(BCR1)的MT1端连接到电子变压器初级线圈的另一端，并和电灯(LP1)的一端连在一起，电灯(LP1)的另一端连接到市电交流220V的另一根B线。

3、根据权利要求1所述的遥控电灯开关，其特征在于：控制器部分的整流稳压电路是电子变压器(T1)的输出端连接到全桥整流器(XD1)的交流输入端，电流互感器(T2)的输出端连接到全桥整流器(XD2)的交流输入端，全桥整流器(XD1)的正极输出端与全桥整流器(XD2)的正极输出端连接并连接到电容(C1)的正极、电阻(R1)的一端，电阻(R1)的另一端连接到稳压管二极管(ZD1)的负极、电容(C2)的正极以及三端稳压管(VR1)的输入端，全桥整流器(XD1)的负极输出端与全桥整流器(XD2)的负极输出端相连接并作为控制器的电源地，三端稳压管(VR1)的输出端连接到单片机(U1)的VDD端。

4、根据权利要求1所述的遥控电灯开关，其特征在于：控制器部分的单片机(U1)的GP0引脚连接到按键(S1)的信号输出端，单片机(U1)的GP1、GP2引脚连接到数据存储器EEPROM(U2)的SDA、SCL引脚，单片机(U1)的GP3引脚连接到高频接收电路模块(M1)的数据输出端，单片机(U1)的GP4引脚连接一个指示灯(LED1)。

5、根据权利要求1所述的遥控电灯开关，其特征在于：控制器部分的驱动电路是由驱动芯片(U3)和交流可控硅(BCR1)组成，单片机(U1)发出的控制信号输送到驱动芯片(U3)，驱动芯片(U3)接收到控制信号后，输出驱动电平到交流可控硅(BCR1)的触发极G，从而控制交流可控硅(BCR1)的导通。

6、根据权利要求2或权利要求3所述的遥控电灯开关，其特征在于：电子变压器(T1)与电流互感器(T2)既可以是两个分立的电子元器件，也可以将这两个电子元器件封装成一个新的元器件。

7、根据权利要求1所述的遥控电灯开关，其特征在于：遥控器部分的电源管理电路是由电池(B1)提供电源，经保护二极管(D1)连接到三端稳压管(VR1)的输入端，三端稳压管(VR1)的输出端与单片机(U1)的VDD端连接，电池(B1)的电源还通过三极管(Q1)连接到高频发射电路的电源端(电感L2)和指示灯(LED1)的正极端，而三极管(Q1)是由单片机(U1)发出的控制信号通过三极管(Q2)来控制开关的。

8、根据权利要求1所述的遥控电灯开关，其特征在于：遥控器部分的按键电路是单片机(U1)的GP0～GP2脚分别连接到按键S1～S3的信号输出端和二极管D2～D4的负极，单片机(U1)的GP3脚连接到按键S4的信号输出端和三极管(Q5)的集电极，二极管D2～D4的正极连接在一起，并通过电阻(R2)连接到三极管(Q6)的基极，三极管(Q6)的集电极通过电阻(R1)连接到三极管(Q5)的基极和分压电阻(R3)，三极管(Q6)的发射极连到三端稳压管VR1的输出端。

Images