CN205920937U - 开关装置及插座 - Google Patents

Abstract

一种开关装置，包括无线模块、磁保持继电器、微处理器、磁保持继电器控制模块、以及供电电池。所述无线模块用于接收来自无线终端的无线控制指令。所述磁保持继电器连接在开关装置的火线输入端与火线输出端之间。所述微处理器用于根据所述无线控制指令提供控制信号。所述磁保持继电器控制模块与所述微处理器及所述磁保持继电器电性连接，并用于根据所述控制信号来控制所述磁保持继电器的导通与关断。所述供电电池与所述无线模块、所述微处理器、所述磁保持继电器、以及所述磁保持继电器控制模块均电性连接，以为所述无线模块、所述微处理器、所述磁保持继电器、以及所述磁保持继电器控制模块供电。本实用新型还提供一种插座。

Description

开关装置及插座

技术领域

本实用新型涉及智能家居领域，尤其涉及一种开关装置及具有该开关装置的插座。

背景技术

智能开关装置通常指内置无线模块及控制模块，可以通过智能手机、PAD等无线终端向无线模块传输控制信号，并由控制模块根据控制信号来远程遥控通断电的开关装置。由于无线模块与控制模块均需要消耗功率，因此一般需要对其提供3V或5V的低电压。但传统的家居环境都是采用单火线接入，无法形成电路回路，如此给开关装置的取电带来一定困难。

实用新型内容

有鉴于此，有必要提供一种开关装置及一种插座，其易于取电，且能实现对开关的智能控制。

一种开关装置，包括无线模块、磁保持继电器、微处理器、磁保持继电器控制模块、以及供电电池。所述无线模块用于接收来自无线终端的无线控制指令。所述磁保持继电器连接在开关装置的火线输入端与火线输出端之间。所述微处理器用于根据所述无线控制指令提供控制信号。所述磁保持继电器控制模块与所述微处理器及所述磁保持继电器电性连接，并用于根据所述控制信号来控制所述磁保持继电器的导通与关断。所述供电电池与所述无线模块、所述微处理器、所述磁保持继电器、以及所述磁保持继电器控制模块均电性连接，以为所述无线模块、所述微处理器、所述磁保持继电器、以及所述磁保持继电器控制模块供电。

更进一步地，所述磁保持继电器包括复位线圈及置位线圈，所述磁保持继电器控制模块包括与所述复位线圈电性连接的第一开关以及与所述置位线圈电性连接的第二开关，所述微处理器用于根据所述无线控制指令来向所述第一开关发出导通控制信号、断开控制信号及脉冲时间控制信号、以及向所述第二开关发出导通控制信号、断开控制信号及脉冲时间控制信号。

更进一步地，所述磁保持继电器控制模块还包括与所述第一开关电性连接的复位线圈控制电路以及与所述第二开关电性连接的置位线圈控制电路，当所述第一开关导通，所述第二开关断开时，所述复位线圈控制电路形成电流回路，所述磁保持继电器导通；当所述第一开关断开，所述第二开关导通时，所述置位线圈控制电路形成电流回路，所述磁保持继电器断开。

更进一步地，所述复位线圈包括一个复位端，所述置位线圈包括一个置位端，所述复位线圈与所述置位线圈共用一个公共端，所述复位线圈控制电路包括第一电阻、第一NMOS晶体管、第一二极管、所述复位线圈以及由所述供电电池提供的电源电压，所述第一电阻的一端连接所述第一开关，另一端连接所述第一NMOS晶体管的栅极，所述第一NMOS晶体管的源极接地，所述第一NMOS晶体管的漏极连接所述复位端，所述第一二极管的阳极连接所述第一NMOS晶体管的漏极，所述第一二极管的阴极连接所述公共端，所述电源电压连接所述公共端。

更进一步地，所述置位线圈控制电路包括第二电阻、第二NMOS晶体管、第二二极管、所述置位线圈以及所述电源电压，所述第二电阻的一端连接所述第二开关，另一端连接所述第二NMOS晶体管的栅极，所述第二NMOS晶体管的源极接地，所述第二NMOS晶体管的漏极连接所述置位端，所述第二二极管的阳极连接所述第二NMOS晶体管的漏极，所述第二二极管的阴极连接所述公共端。

更进一步地，所述复位线圈控制电路还包括第三电阻，所述第三电阻的一端连接在所述第一开关与所述第一NMOS晶体管的栅极之间，所述第三电阻的另一端接地。

更进一步地，所述置位线圈控制电路还包括第四电阻，所述第四电阻的一端连接在所述第二开关与所述第二NMOS晶体管的栅极之间，所述第四电阻的另一端接地。

更进一步地，所述开关装置还包括连接在所述供电电池与所述微处理器之间的电压采样器，所述电压采样器用于采集所述供电电池的实时电压值并将所述实时电压值传输给所述微处理器，所述微处理器将所述实时电压值转换为数字信号，并将所述数字信号经所述无线模块传输至无线终端。

更进一步地，所述无线模块包括Wi-Fi模块、无线射频模块、蓝牙模块、以及ZigBee模块。

一种插座，包括如上所述的开关装置。

本实用新型提供的开关装置及具有该开关装置的插座利用所述供电电池为所述无线模块、所述微处理器、所述磁保持继电器、以及所述磁保持继电器控制模块供电，解决了单火线取电难的问题，实现了对开关的智能控制。

附图说明

图1是本实用新型第一实施方式提供的开关装置的模块图。

图2是图1中开关装置的磁保持继电器控制模块的电路图。

图3是本实用新型第二实施方式提供的开关装置的模块图。

主要元件符号说明

开关装置	100、200
		无线模块	10
微处理器	20
		磁保持继电器	30
复位线圈	32
		复位端	322
置位线圈	34
		置位端	342
公共端	324
		磁保持继电器控制模块	40
第一开关	42
		第二开关	44
复位线圈控制电路	46
		置位线圈控制电路	48
供电电池	50
		电压采样器	60
模数转换器	70

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本实用新型。

具体实施方式

第一实施方式

请参阅图1，本实用新型第一实施方式提供的开关装置100包括无线模块10、微处理器20、磁保持继电器30、磁保持继电器控制模块40、以及供电电池50。

所述无线模块10用于接收来自无线终端的无线控制指令。所述无线模块10根据无线传输技术的不同，可以选择采用Wi-Fi模块、RF(无线射频)模块、蓝牙模块、或ZigBee模块中的一个或者多个，当无线模块10采用至少两个类型的模块时，所述开关装置100就可兼有Wi-Fi无线传输功能、RF无线传输功能、蓝牙无线传输功能、ZigBee无线传输功能中的至少两种传输功能。所述无线终端优选使用智能手机、平板电脑、PDA、笔记本电脑等便于携带且可以安装操控应用程序的终端设备，也可以采用台式电脑或大型计算机等不方便携带的终端设备，还可以采用专门用于遥控所述开关装置100的遥控器。

所述微处理器20用于根据所述无线控制指令来向所述磁保持继电器控制模块40提供控制信号。所述微处理器20包括两个GPIO接口，且所述无线模块10内置于所述微处理器20中。本实施方式中，所述微处理器20采用MCU实现，可以理解，在其他实施方式中，所述微处理器20还可采用其他类型的小体积集成式处理电路来实现。所述无线模块10还可外置于所述微处理器20，并与所述微处理器20电性连接。

所述磁保持继电器30连接在开关装置100的火线输入端与火线输出端之间，且具有超低功耗。所述磁保持继电器30是一种依靠自身永磁力保持触点断开或闭合状态的双稳态继电器，即断开或闭合状态不需要外部供电即可保持稳态，这样只需要在断开或闭合瞬间给继电器的永磁衔铁一个脉冲，即可改变继电器的导通状态，而不需要一直供电。所述磁保持继电器30包括一个复位线圈32及一个置位线圈34。请结合参阅图2，所述复位线圈32包括一个复位端322，所述置位线圈34包括一个置位端342，所述复位线圈32与所述置位线圈34共用一个公共端324。当所述复位线圈32被给予正向脉冲，所述置位线圈34断开时，所述磁保持继电器30导通；当所述复位线圈32断开，所述置位线圈34被给予正向脉冲时，所述磁保持继电器30断开。

所述磁保持继电器控制模块40与所述微处理器20及所述磁保持继电器30电性连接，用以根据所述控制信号来控制所述磁保持继电器30的导通与关断。具体地，所述磁保持继电器控制模块40包括与所述复位线圈32电性连接的第一开关42、与所述置位线圈34电性连接的第二开关44、与所述第一开关42电性连接的复位线圈控制电路46、以及与所述第二开关44电性连接的置位线圈控制电路48。

请一并参阅图1及图2，所述第一开关42及所述第二开关44与所述微处理器20的两个GPIO接口分别连接，所述微处理器20用于根据所述无线控制指令来向所述磁保持继电器控制模块40提供的控制信号包括：向所述第一开关42发出的导通控制信号、断开控制信号及脉冲时间控制信号、以及向所述第二开关44发出导通控制信号、断开控制信号及脉冲时间控制信号。可以理解，所述第一开关42的导通控制信号、断开控制信号及脉冲时间控制信号、以及所述第二开关44的导通控制信号、断开控制信号及脉冲时间控制信号都可由无线终端来发出，经过无线模块10及微处理器20后到达所述磁保持继电器控制模块40。其中，脉冲时间的长短可由无线终端来设置，脉冲时间一般设置在100毫秒之内。

所述复位线圈控制电路46包括第一电阻R1、第一NMOS晶体管Q1、第一二极管D1、所述复位线圈32以及由所述供电电池50提供的电源电压。所述第一电阻R1的一端连接所述第一开关42，另一端连接所述第一NMOS晶体管Q1的栅极。所述第一NMOS晶体管Q1的源极接地，所述第一NMOS晶体管Q1的漏极连接所述复位端322。所述第一二极管D1的阳极连接所述第一NMOS晶体管Q1的漏极，所述第一二极管D1的阴极连接所述公共端324。所述电源电压连接所述公共端324。

所述置位线圈控制电路48包括第二电阻R2、第二NMOS晶体管Q2、第二二极管D2、所述置位线圈34以及由所述供电电池50提供的所述电源电压。所述第二电阻R2的一端连接所述第二开关44，另一端连接所述第二NMOS晶体管Q2的栅极。所述第二NMOS晶体管Q2的源极接地，所述第二NMOS晶体管Q2的漏极连接所述置位端。所述第二二极管D2的阳极连接所述第二NMOS晶体管Q2的漏极，所述第二二极管D2的阴极连接所述公共端324。

所述供电电池50为碱性干电池，与所述无线模块10、所述微处理器20、所述磁保持继电器30、以及所述磁保持继电器控制模块40均电性连接，以为所述无线模块10、所述微处理器20、所述磁保持继电器30、以及所述磁保持继电器控制模块40供电。本实施方式中，所述供电电池50为2节7号电池，可提供3V电源电压。在其他实施方式中，所述供电电池50还可以为其他形式的电池，只要能够提供大约3-5V的低电压供所述无线模块10、所述微处理器20等待机工作即可。

所述开关装置100的工作原理如下：当无线终端，例如手机，发送无线控制指令给所述无线模块10，所述无线模块10将所述无线控制指令传送给所述微处理器20，所述微处理器20根据所述无线控制指令来向所述磁保持继电器控制模块40提供控制信号，所述磁保持继电器控制模块40用以根据所述控制信号来控制所述磁保持继电器30的导通与关断。

具体地，当所述微处理器20向所述第一开关42发出导通控制信号与脉冲时间控制信号，以及向所述第二开关44发出断开控制信号时，所述第一开关42导通，输入高电平，所述第一NMOS晶体管Q1便导通，所述第二开关44断开，所述复位线圈控制电路46即可形成电流回路，所述磁保持继电器30便可导通。此时，由于磁保持继电器内部的永磁力，即便所述第一NMOS晶体管Q1被关断，所述磁保持继电器30也会保持导通状态。当所述微处理器20向所述第一开关42发出关断控制信号，以及向所述第二开关44发出导通控制信号与脉冲时间控制信号时，所述第一开关42断开，所述第二开关44导通，输入高电平，所述第二NMOS晶体管Q2便导通，所述置位线圈控制电路48即可形成电流回路，所述磁保持继电器30便被关断。此时，由于磁保持继电器内部的永磁力，即便所述第二NMOS晶体管Q2被关断，所述磁保持继电器30也会保持关断状态。

本实用新型提供的开关装置100利用所述供电电池50为所述无线模块10、所述微处理器20、所述磁保持继电器30、以及所述磁保持继电器控制模块40供电，解决了单火线取电难的问题；及利用磁保持继电器控制模块40来控制磁保持继电器30的导通与关断，无需外部供电即可保持稳态，即，不需要一直给磁保持继电器30供电便可使其保持在导通与关断的状态，避免开关关闭时仍需较大的待机电流流过开关的问题，因此在无需连接阻容元件的情况下也能避免造成灯具闪烁，使得开关装置100能够广泛推广。

可以理解的是，在其他实施方式中，所述复位线圈控制电路46还可包括能够起分压作用的第三电阻R3，所述第三电阻R3的一端连接在所述第一开关42与所述第一NMOS晶体管Q1的栅极之间，所述第三电阻R3的另一端接地。同样地，所述置位线圈控制电路48还包括能够起分压作用的第四电阻R4，所述第四电阻R4的一端连接在所述第二开关44与所述第二NMOS晶体管Q2的栅极之间，所述第四电阻R4的另一端接地。

第二实施方式

请一并参阅图1及图3，本实用新型第二实施方式提供的开关装置200与本实用新型第一实施方式提供的开关装置100的结构基本相同，不同之处在于：所述开关装置200还包括一个电压采样器60以及一个模数转换器70，且所述无线模块10并非内置在所述微处理器20中，而是独立在所述微处理器20之外并与所述微处理器20电性连接。

所述电压采样器60连接在所述供电电池50与所述微处理器20之间，用于采集所述供电电池50的实时电压值并将所述实时电压值传输给所述微处理器20，所述微处理器20中内置的模数转换器70将所述实时电压值转换为数字信号，所述数字信号经所述无线模块10传输至无线终端，以让用户能够实时监控所述供电电池50的电量信息。本实施方式中，所述电压采样器60为电阻分压式电路。在其他实施方式中，所述电压采样器60可为其他形式的采样电路，并不局限于电阻分压式。

本实施方式的开关装置200具备第一实施方式的开关装置100所具有的所有有益效果，更进一步地，开关装置200因为增加了电压采样器60及模数转换器70，能够让用户通过无线终端监控到所述供电电池50的电量信息，一旦电量减少到一定值，用户便可及时更换，如此进一步优化开关装置200的用户体验，更能推广开关装置200。

第三实施方式

本实用新型第三实施方式提供一种插座。所述插座包括第一实施方式所述的开关装置100或第二实施方式所述的开关装置200。当插座采用第一实施方式中的开关装置100时，则该插座具有与第一实施方式的开关装置100所具有的有益效果相同的有益效果。当插座采用第二实施方式中的开关装置200时，则该插座具有与第二实施方式的开关装置200所具有的有益效果相同的有益效果。

用户通过安装在手机上的APP程序发送无线控制指令来遥控插座导通与关断，无线控制指令将从手机发出，经无线互联网送达插座的无线模块，实现远程控制电源开关。

上述开关装置也可以应用于其他可以通过无线终端远程控制的设备中。

本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本实用新型，而并非用作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围之内，对以上实施例所作的适当改变和变化都落在本实用新型要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种开关装置，其特征在于，包括：

无线模块，用于接收来自无线终端的无线控制指令；

磁保持继电器，连接在开关装置的火线输入端与火线输出端之间；

微处理器，用于根据所述无线控制指令提供控制信号；

磁保持继电器控制模块，与所述微处理器及所述磁保持继电器电性连接，并用于根据所述控制信号来控制所述磁保持继电器的导通与关断；及

供电电池，与所述无线模块、所述微处理器、所述磁保持继电器、以及所述磁保持继电器控制模块均电性连接以为所述无线模块、所述微处理器、所述磁保持继电器、以及所述磁保持继电器控制模块供电。

2.如权利要求1所述的开关装置，其特征在于，所述磁保持继电器包括复位线圈及置位线圈，所述磁保持继电器控制模块包括与所述复位线圈电性连接的第一开关以及与所述置位线圈电性连接的第二开关，所述微处理器用于根据所述无线控制指令来向所述第一开关发出导通控制信号、断开控制信号及脉冲时间控制信号、以及向所述第二开关发出导通控制信号、断开控制信号及脉冲时间控制信号。

3.如权利要求2所述的开关装置，其特征在于，所述磁保持继电器控制模块还包括与所述第一开关电性连接的复位线圈控制电路以及与所述第二开关电性连接的置位线圈控制电路，当所述第一开关导通，所述第二开关断开时，所述复位线圈控制电路形成电流回路，所述磁保持继电器导通；当所述第一开关断开，所述第二开关导通时，所述置位线圈控制电路形成电流回路，所述磁保持继电器断开。

4.如权利要求3所述的开关装置，其特征在于，所述复位线圈包括一个复位端，所述置位线圈包括一个置位端，所述复位线圈与所述置位线圈共用一个公共端，所述复位线圈控制电路包括第一电阻、第一NMOS晶体管、第一二极管、所述复位线圈以及由所述供电电池提供的电源电压，所述第一电阻的一端连接所述第一开关，另一端连接所述第一NMOS晶体管的栅极，所述第一NMOS晶体管的源极接地，所述第一NMOS晶体管的漏极连接所述复位端，所述第一二极管的阳极连接所述第一NMOS晶体管的漏极，所述第一二极管的阴极连接所述公共端，所述电源电压连接所述公共端。

5.如权利要求4所述的开关装置，其特征在于，所述置位线圈控制电路包括第二电阻、第二NMOS晶体管、第二二极管、所述置位线圈以及所述电源电压，所述第二电阻的一端连接所述第二开关，另一端连接所述第二NMOS晶体管的栅极，所述第二NMOS晶体管的源极接地，所述第二NMOS晶体管的漏极连接所述置位端，所述第二二极管的阳极连接所述第二NMOS晶体管的漏极，所述第二二极管的阴极连接所述公共端。

6.如权利要求5所述的开关装置，其特征在于，所述复位线圈控制电路还包括第三电阻，所述第三电阻的一端连接在所述第一开关与所述第一NMOS晶体管的栅极之间，所述第三电阻的另一端接地。

7.如权利要求6所述的开关装置，其特征在于，所述置位线圈控制电路还包括第四电阻，所述第四电阻的一端连接在所述第二开关与所述第二NMOS晶体管的栅极之间，所述第四电阻的另一端接地。

8.如权利要求1至7任意一项所述的开关装置，其特征在于，所述开关装置还包括连接在所述供电电池与所述微处理器之间的电压采样器，所述电压采样器用于采集所述供电电池的实时电压值并将所述实时电压值传输给所述微处理器，所述微处理器将所述实时电压值转换为数字信号，并将所述数字信号经所述无线模块传输至无线终端。

9.如权利要求1至7任意一项所述的开关装置，其特征在于，所述无线模块包括Wi-Fi模块、无线射频模块、蓝牙模块、以及ZigBee模块。

10.一种插座，其特征在于，所述插座包括如权利要求1至9任意一项所述的开关装置。