CN204086872U - 一种基于无线射频的电路遥控开关 - Google Patents

一种基于无线射频的电路遥控开关 Download PDF

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张福东
任素龙
李帅华
杨春来
殷喆
李剑锋
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Electric Power Research Institute of State Grid Hebei Electric Power Co Ltd
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State Grid Corp of China SGCC
Electric Power Research Institute of State Grid Hebei Electric Power Co Ltd
Hebei Electric Power Construction Adjustment Test Institute
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Abstract

本实用新型公开了一种供电电路遥控开关,具体是基于无线射频的电路遥控开关。本实用新型针对现有供电电路通断控制设备占用空间较大、操作灵敏性较差和无法及时处置突发情况的问题,提出了使用无线射频收发器和单片机对遥控信号进行接收和解码、使用驱动电路和磁保持开关执行具体操作的电路通断控制技术方案。本实用新型设计简洁、易于实施、能耗较低,具有本地控制和遥控控制两种操作模式,适用于家居、商业、企业等多种用电场合。

Description

一种基于无线射频的电路遥控开关
技术领域
本实用新型涉及一种供电线路遥控开关,具体是基于无线射频的电路遥控开关。
背景技术
目前,家居、商业、企业等用电场所均采用漏电保护器控制大功率照明电源线路的通断,普遍使用配电柜、配电箱等设施进行安装,存在占用空间较大和操作灵活性较差等问题。配电柜或配电箱多安装在房间角落或专门的操作室内。操作配电柜等设备时,人员必须亲临现场,手工搬动闸刀或旋转手柄,如遇紧急情况无法及时处置。日常使用中,因配电柜等设备操作不方便、不灵活,容易在人员离开时忘记断电,造成电能浪费并缩短照明设备使用寿命。例如专利2008801285364“电路开关操作装置”和专利2011101914783 “电路开关控制装置”,操作时需要人工转动旋转手柄,操作便利性较差。
发明内容
针对现有技术存在的操作不方便和操作灵活性较差问题,本实用新型提出了一种基于无线射频的电路遥控开关。
为解决以上技术问题,本实用新型的技术方案为:
分别建立射频收发模块、单片机控制电路以及驱动和执行电路,将以上三部分连接。射频收发模块与单片机控制电路同步串行连接,单片机控制电路输出端与驱动和执行电路输入端串联。通过以上三部分的协同工作实现对交流电压220V供电线路火线的通断控制。
射频收发模块由型号为CC1100的射频收发器U2组成。单片机控制电路由型号为PIC16F1829的单片机U1和按键开关S1组成,按键开关S1连接在单片机U1的输入端脚11与大地之间。驱动和执行电路由2个晶体管Q1—Q2、4个电阻R2—R5、2个发光二极管D1—D2、2个续流二极管D3—D4以及磁保持继电器K1组成。磁保持继电器K1由线圈L1、线圈L2和常开触点K1-1组成,常开触点K1-1串联在交流电压220V的火线上。线圈L1连接在+12V与晶体管Q1的集电极之间,续流二极管D4与线圈L1反向并联,电阻R4与发光二极管D1正向串联并整体与线圈L1并联。线圈L2连接在+12V与晶体管Q2的集电极之间,续流二极管D3与线圈L2反向并联,电阻R5与发光二极管D2正向串联并整体与线圈L2并联。
射频收发器U2的端口GDO0、CSN、SCK、MISO和MOSI分别与单片机U1的脚14、脚8、脚11、脚13和脚9相连。单片机U1的输出脚15和脚3分别通过电阻R2和R3与晶体管Q1和Q2的基极连接。
本实用新型通过射频收发器和单片机实现了遥控信号与电路开关驱动部分之间的控制指令传输,通过磁保持继电器实现了对交流电压220V供电线路火线的通断控制。本实用新型改变了使用配电柜等设施进行电路通断控制时必须执行现场操作的现状,实现了对供电线路通断的遥控操作,人员不必亲临现场即可通过遥控器完成操作。本实用新型可与遥控器或主机配套使用,实现家居、商业、企业用电的自动控制、远程通断和智能管理。另外,本实用新型可配合网关使用,通过手机或电脑实现远程控制。本实用新型设计简洁,易于实施,建设、维护和能耗成本较低,适用于家居、商业、企业等多种用电场合。
附图说明
图1为本实用新型组成示意图。
图2为本实用新型的电路原理图。
具体实施方式
建立本实用新型的电路,具体步骤如下:
1、建立射频收发模块
选用无线射频收发器CC1100作为本实用新型的射频收发模块,用以接收遥控信号。
2、建立单片机控制电路
选用单片机PIC16F1829和按键开关S1组成本实用新型的单片机控制电路,按键开关S1接在单片机U1脚11和大地之间。
3、建立驱动和执行电路
电阻R4与发光二极管D1正向串联之后整体接在+12V与晶体管Q1集电极之间,续流二极管D4反向接在+12V与晶体管Q1集电极之间,晶体管Q1基极接电阻R2,晶体管Q1发射极接地;电阻R5与发光二极管D2正向串联之后整体接在+12V与晶体管Q2集电极之间,续流二极管D3反向接在+12V与晶体管Q2集电极之间,晶体管Q2基极接电阻R3,晶体管Q2发射极接地。
4、连接射频收发模块、单片机控制电路以及驱动和执行电路
将射频收发器U2的端口GDO0、CSN、SCK、MISO和MOSI分别与单片机U1的脚14、脚8、脚11、脚13和脚9相连;将单片机U1的输出脚15和脚3分别连接电阻R2和电阻R3。
本实用新型具有本地控制和遥控控制两种操作方法。
1、本地控制
驱动和控制电路中+12V使晶体管Q1集电节反偏,当晶体管Q1发射结正偏时晶体管Q1导通;按下单片机控制电路的按键开关S1,单片机U1检测到按键开关S1的动作并于15脚输出高电平脉冲信号,该高电平脉冲信号接入驱动和控制电路中晶体管Q1的基极,晶体管Q1发射结正偏,晶体管Q1导通,发光二极管D1正向导通并发光,发光二极管D1是晶体管Q1的工作信号灯。
晶体管Q1集电极与+12V之间接有电阻R4,导通时晶体管Q1集电极电位小于+12V;线圈L1两端分别接于+12V和Q1集电极,此时线圈L1两端存在电势差,产生电流和磁场,磁场的磁极吸合开关K1-1,接通用电电路。
驱动和控制电路中+12V使晶体管Q2集电节反偏,当晶体管Q2发射结正偏时晶体管Q2导通;按下单片机控制电路的按键开关S1,单片机U1检测到按键开关S1的动作并于3脚输出高电平脉冲信号,该高电平脉冲信号接入驱动和控制电路中晶体管Q2的基极,晶体管Q2发射结正偏,晶体管Q2导通,发光二极管D2正向导通并发光,发光二极管D2是晶体管Q2的工作信号灯。
晶体管Q2集电极与+12V之间接有电阻R5,导通时晶体管Q2集电极电位小于+12V;线圈L2两端分别接于+12V和Q2集电极,此时线圈L2两端存在电势差,产生电流和磁场,磁场的磁极弹开开关K1-1,断开用电电路。
2、遥控控制
关合命令的射频信号经射频收发器U2接收和单片机U1解码后,单片机U1脚15输出高电平脉冲信号,连通晶体管Q1,线圈L1两端因电势差产生电流和磁场,磁场磁极吸合开关K1-1,连通用电电路。
断开命令的射频信号射频收发器U2接收和单片机U1解码后,单片机U1脚3输出高电平脉冲信号,连通晶体管Q2,线圈L2两端因电势差产生电流和磁场,磁场磁极弹开开关K1-1,断开用电电路。
以上所述实施方式仅为本实用新型的优选实施例,而并非本实用新型可行实施的穷举。对于本领域一般技术人员而言,在不背离本实用新型原理和精神的前提下对其所作出的任何显而易见的改动,都应当被认为包含在本实用新型的权利要求保护范围之内。

Claims (1)

1.一种基于无线射频的电路遥控开关,其特征在于其由射频收发模块、单片机控制电路、驱动和执行电路组成;所述射频收发模块与单片机控制电路同步串行连接;所述单片机控制电路输出端与驱动和执行电路输入端串联;
所述射频收发模块为型号CC1100的射频收发器U2;
所述单片机控制电路由型号为PIC16F1829的单片机U1和按键开关S1组成,所述按键开关S1连接在单片机U1的输入端脚11与大地之间,所述单片机U1的脚14、脚8、脚11、脚13和脚9分别与所述射频收发器U2的端口GDO0、CSN、SCK、MISO和MOSI相连;
所述驱动和执行电路由晶体管Q1—Q2、电阻R2—R5、发光二极管D1—D2、续流二极管D3—D4以及磁保持继电器K1组成;所述磁保持继电器K1由线圈L1、线圈L2和常开触点K1-1组成;所述常开触点K1-1串联在交流电压220V的火线上;所述线圈L1连接在+12V与晶体管Q1的集电极之间,所述续流二极管D4与线圈L1反向并联,所述电阻R4与发光二极管D1正向串联并整体与线圈L1并联;所述线圈L2连接在+12V与晶体管Q2的集电极之间;所述续流二极管D3与线圈L2反向并联;所述电阻R5与发光二极管D2正向串联并整体与线圈L2并联;所述晶体管Q1和Q2的基极分别通过电阻R2和R3与所述单片机U1的输出脚15和脚3连接。
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