CN207733034U - 基于远程控制的多路智能调光控制模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种基于远程控制的多路智能调光控制模块，包括控制板和扩展板，所述控制板与扩展板电连接；所述控制板上设置有逻辑控制模块、通信模块、按键检测模块和第二连接模块，所述逻辑控制模块分别连接所述通信模块、按键检测模块和第二连接模块，所述第二连接模块与通信模块连接；所述扩展板上设置有第一连接模块、执行器控制模块、电压转换模块、ID设置模块、电源管理模块和电源接口模块，所述第一连接模块与第二连接模块连接。本实用新型兼容性更高，易于安装布线，结构紧凑，使用方便，实现了远程控制和调光信号的稳定输出。

Description

基于远程控制的多路智能调光控制模块

技术领域

本实用新型涉及智能开关技术领域，尤其涉及一种基于远程控制的多路智能调光控制模块。

背景技术

现有的智能调光控制模块ID设置是通过拨码开关实现的，拨码开关一般是采用二进制进行计数的，需要专业的工程师才能够操作，用拨码开关设置ID存在着不够直观，操作不方便的缺点；而且拨码开关一般只具有物理通信接口，通过网口或者485总线的方式实现联网或总线控制，在布线不方便的场合，该方式的使用受到了限制。现有的0-10V智能调光控制模块，由于其用于调光的0-10V调光信号电路没有采用稳定和提高输出信号质量的措施，导致其输出信号纹波较大，表现出来的现象就是灯源输出亮度值出现波动，造成“闪烁”现象。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种基于远程控制的多路智能调光控制模块，兼容性更高，易于安装布线，结构紧凑，使用方便。

本实用新型采用以下技术方案：

一种基于远程控制的多路智能调光控制模块，其中，包括控制板和扩展板，所述控制板与扩展板电连接；

所述控制板上设置有逻辑控制模块、通信模块、按键检测模块和第二连接模块，所述逻辑控制模块分别连接所述通信模块、按键检测模块和第二连接模块，所述第二连接模块与通信模块连接；

所述扩展板上设置有第一连接模块、执行器控制模块、电压转换模块、ID设置模块、电源管理模块和电源接口模块，所述第一连接模块与第二连接模块连接，所述ID设置模块通过第一连接模块、第二连接模块与逻辑控制模块电连接，用于对逻辑控制模块的总线地址进行设定；所述执行器控制模块通过第一连接模块、第二连接模块与逻辑控制模块电连接，用于根据检测到的按键开关信号或通信指令对执行器进行开合操作；所述执行器控制模块分别连接所述电压转换模块、第一连接模块和电源管理模块，所述电压转换模块与第一连接模块连接，所述电源管理模块分别连接ID设置模块、执行器控制模块和电源接口模块，所述电源接口模块连接所述第一连接模块。

优选的，所述控制板上还设置有状态显示模块，所述状态显示模块用于显示电源状态、通信状态、执行器开关状态及调光信号状态值，所述状态显示模块与所述逻辑控制模块连接。

优选的，所述扩展板上还设置有负载接口模块，所述负载接口模块与执行器控制模块连接。

优选的，所述逻辑控制模块采用Cortex-M3内核芯片。

优选的，所述ID设置模块包括三位数码管、按键和TM1618驱动芯片。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型采用按键和三位数码管设置总线ID的方式来替代传统的拨码开关的方式，三位数码管可以实现000-999的显示，配合按键的长按和短按操作可以对ID进行更改和设置，并且ID号数据实时的存储到逻辑控制模块的FLASH中，进行掉电保存。

本实用新型同时具备物理通信接口和无线通信功能，无线通信功能通过采用不同的扩展模块，可以实现WIFI/蓝牙/Zigbee等通信方式，使产品具有更大的兼容性和易于安装布线。

本实用新型采用优化电压转换电路、提高PWM频率以及增加滤波电路，对输出信号中的纹波进行抑制和削减，达到了调光信号的稳定输出的目的。本实用新型包括两个部分：控制板和扩展板，两部分采用上下叠加的方式来进行布置，节省空间并且结构紧凑。

附图说明

图1是本实用新型一种基于远程控制的多路智能调光控制模块的结构框图。

图2是本实用新型一种基于远程控制的多路智能调光控制模块的ID设置模块的电路原理图。

图3是本实用新型一种基于远程控制的多路智能调光控制模块的执行器控制模块的电路原理图。

图4是本实用新型一种基于远程控制的多路智能调光控制模块的电压转换模块的电路原理图。

图5是本实用新型一种基于远程控制的多路智能调光控制模块的通信模块的电路原理图。

图6是本实用新型一种基于远程控制的多路智能调光控制模块的调光信号输出值和时间的变化关系图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型提供一种基于远程控制的多路智能调光控制模块，包括控制板101和扩展板102，控制板101与扩展板102电连接。控制板101上设置有逻辑控制模块、状态显示模块、通信模块、按键检测模块和第二连接模块，逻辑控制模块分别连接通信模块、状态显示模块、按键检测模块和第二连接模块，第二连接模块与通信模块连接。

扩展板102上设置有第一连接模块、执行器控制模块、负载接口模块、电压转换模块、ID设置模块、电源管理模块和电源接口模块，第一连接模块与第二连接模块连接，ID设置模块通过第一连接模块、第二连接模块与逻辑控制模块电连接，用于对逻辑控制模块的总线地址进行设定；执行器控制模块通过第一连接模块、第二连接模块与逻辑控制模块电连接，用于根据检测到的按键开关信号或通信指令对执行器进行开合操作；执行器控制模块分别连接所述电压转换模块、第一连接模块和电源管理模块，电压转换模块与第一连接模块连接，电源管理模块分别连接ID设置模块、执行器控制模块和电源接口模块，电源接口模块连接所述第一连接模块。负载接口模块与执行器控制模块电连接，电管管理模块对各个模块进行供电管理。

第一连接模块与扩展板的电压转换模块、执行器模块、电源管理模块、ID设置模块进行电连接，为实现控制板和扩展板之间进行电连接提供接口；负载接口模块与执行器控制模块进行电连接，为进行控制的外部负载提供接口。

状态显示模块与控制板上逻辑控制模块连接，并经过第二连接模块与第一连接模块连接至扩展板上的电源管理模块和通信模块进行电连接，显示电源状态、通信状态、执行器开关状态以及调光信号的状态值。按键控制模块通过与逻辑控制模块(MCU)进行电连接。按键控制模块检测当前按键值，并且传输至逻辑控制模块，以实现对执行器的手动开关。逻辑控制模块为其他的模块提供控制逻辑，接收并且处理ID设置模块、通信模块的设置信号和通信信号，并将处理后的信号发送至电压转换模块和执行器控制模块，以实现对调光输出信号的控制和执行器开关控制。

如图2所示，ID设置模块通过第一连接模块转接至控制板的第二连接模块，与逻辑控制模块进行电连接，对模块的总线地址进行设定，总线地址设定好后可以在逻辑控制模块中进行掉电保存。ID设置模块采用3位数码管、两个按键、IC芯片TM1618以及必要的电阻和电容器件来实现。

如图3所示，执行器控制模块通过第一连接模块转接至控制板的第二连接模块，与逻辑控制模块进行电连接，逻辑控制模块根据检测到的按键开关信号或通信指令对执行器进行开合操作，达到对来自电压转换模块的调光信号进行开关控制的目的。此部分的执行器件采用继电器，通过三极管放大对继电器进行驱动和控制，可以实现多路调光输出通道的扩展。

如图4所示，电压转换模块通过第一连接模块转接至控制板的第二连接模块，与逻辑控制模块进行电连接，逻辑控制模块根据检测到的通信指令调节控制模块的PWM输出波形，然后经过本模块对PWM信号进行滤波、放大之后形成稳定的调光信号输出，调光信号的输出与否，由执行器控制模块操作，可执行紧急开关动作。放电电路401具体的放大倍数由计算得出，通过改变电阻的阻值来进行修改和微调；滤波电路402采用低通滤波的方式，过滤掉输入信号AM1中的高频信号，提高输出的调光信号的质量。该模块与执行器控制模块进行匹配，可实现多路调光通道的扩展。

通信模块与逻辑控制模块进行电连接，用于本实用新型与外部设备之间进行有线或无线通信，有线通信时可为RS485总线通信，RS485通信电路如图5所示，无线方式可采用Wifi/蓝牙/Zigbee方式。

逻辑控制模块采用Cortex-M3内核芯片，所使用到的芯片资源有定时器2、定时器3、定时器4、外部中断、串口2。其中采用定时器2来设置ID码显示刷新频率和ID码设置按键长按短按时间间隔；采用定时器3、定时器4来设置PWM波的占空比和频率，使其与外围电路兼容以达到输出纹波最小；采用外部中断与硬件部分按键控制模块相匹配，来实现紧急开关；采用串口2来实现通讯扩展，可扩展RS485通讯、Zigbee通信、蓝牙通信等。

亮度值输出变化主要是由PWM的占空比来控制，而PWM的频率影响了输出值的纹波大小。结合硬件电路的电压转换模块分析，如图4所示，其具体计算过程如下所示：

首先，由MCU输出PWM经过滤波电路之后转化为平滑的模拟输出波形，电压范围为0-3.3V，再经由直流同相放大器放大，可得到稳定的0-10V电压。

其中，低通滤波电路的截至频率为：

同相放大电路的放大倍数为A＝R4/R8+1,其中A需取3，R4＝20K,R8＝10K；根据R4、R8可求得R10＝R4×R8/(R4+R8),R10＝6.67K≈6.8K。

时间常数τ＝RC，根据经验公式τ＞＞T,其中T为定时器3和定时器4选取的PWM周期，故时间常数τ＝RC＝6.8k*100n＝0.68ms，满足τ＞＞T。且PWM占空比与输出模拟电压呈线性关系。

对于调光信号输出值0-100％之间调节，与其控制照明亮度并不与之完全对应，在10％-60％之间人眼所看到亮度变化最为明显，60％以上亮度基本没有变化。因此为实现平滑稳定亮度变化，以输出亮度最暗到最亮变化为例，在变化过程中不断调节每次增加的亮度值和渐变过程的间隔时间。其调光信号输出值和时间的变化关系如下图6所示，在实际使用可以看到亮度的平滑变化，没有过大的波动和“闪烁”现象出现。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于远程控制的多路智能调光控制模块，其特征在于：

包括控制板和扩展板，所述控制板与扩展板电连接；

所述控制板上设置有逻辑控制模块、通信模块、按键检测模块和第二连接模块，所述逻辑控制模块分别连接所述通信模块、按键检测模块和第二连接模块，所述第二连接模块与通信模块连接；

所述扩展板上设置有第一连接模块、执行器控制模块、电压转换模块、ID设置模块、电源管理模块和电源接口模块，所述第一连接模块与第二连接模块连接，所述ID设置模块通过第一连接模块、第二连接模块与逻辑控制模块电连接，用于对逻辑控制模块的总线地址进行设定；所述执行器控制模块通过第一连接模块、第二连接模块与逻辑控制模块电连接，用于根据检测到的按键开关信号或通信指令对执行器进行开合操作；所述执行器控制模块分别连接所述电压转换模块、第一连接模块和电源管理模块，所述电压转换模块与第一连接模块连接，所述电源管理模块分别连接ID设置模块、执行器控制模块和电源接口模块，所述电源接口模块连接所述第一连接模块。

2.根据权利要求1所述的一种基于远程控制的多路智能调光控制模块，其特征在于：所述控制板上还设置有状态显示模块，所述状态显示模块用于显示电源状态、通信状态、执行器开关状态及调光信号状态值，所述状态显示模块与所述逻辑控制模块连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于远程控制的多路智能调光控制模块，其特征在于：所述扩展板上还设置有负载接口模块，所述负载接口模块与执行器控制模块连接。

4.根据权利要求1所述的一种基于远程控制的多路智能调光控制模块，其特征在于：所述逻辑控制模块采用Cortex-M3内核芯片。

5.根据权利要求1所述的一种基于远程控制的多路智能调光控制模块，其特征在于：所述ID设置模块包括三位数码管、按键和TM1618驱动芯片。