CN208607511U - 一种智能开关装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能开关装置，智能开关包括供电系统，以及相互连接的无线通讯模块和电机驱动电路，供电系统分别向无线通讯模块和电机驱动电路进行供电，无线通讯模块连接交互模块，电机驱动电路连接电机传动装置，电机传动装置连接运动杆，运动杆可在电机转动产生的机械力下触发机械开关按下或弹起。本实用新型本提出的无线智能开关可以对家里传统的机械开关面板智能化改造，实现无线、定时和远程控制，也可以作为一种场景开关。本实用新型有效降低了智能家居无线开关安装成本，适合大力推广。

Description

一种智能开关装置

技术领域

本实用新型属于智能家居技术领域，尤其涉及一种免接线无线智能开关，特别是一种智能开关装置。

背景技术

现有的无线智能开关通常内含无线通讯模块如wifi、zigbee、433MHZ射频和回路通断执行器件如继电器、可控硅等，APP下发控制给网关或路由器，智能开关收到来自网关或路由器的指令后继电器等执行器件执行开关动作，从而实现对灯具开关。

目前无线智能开关的安装均需要拆除并替换掉原有的墙壁灯控开关，或在灯控开关与灯具之间增加一个无线控制模块，该模块通常放置于86盒中或灯具内部。

市面上主流的无线智能开关通常内置无线通讯模块、继电器等回路通断执行器件、开关电源。为实现智能化改造，通常是拆下原有的传统机械开关，替换安装上无线智能开关。

由于现有的无线智能开关安装过程中涉及到强电接线部分，存在一定的安全风险，必须得持有电工执业证书人员才能操作；如果原有的回路中所接灯具功率较大，数量较多，替换上的无线智能开关内部所用的继电器有可能会因为灯具在打开的一瞬间冲击电流过大而出现粘连现象，导致智能开关无法控制；由于现有的无线智能开关需要接上86盒中的零线、火线和灯控线，安装和拆卸操作比较麻烦，对于租客这样的用户群体难以推广；传统的墙壁机械开关最多除了1-3键，还有4键开关，而现有的无线智能开关收到尺寸空间的限制，一般最多只能控制3个回路，因为对于4键的机械开关无法实现智能化改造。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种智能开关装置，本实用新型本提出的无线智能开关可以对家里传统的机械开关面板智能化改造，实现无线、定时和远程控制，也可以作为一种场景开关。无需接线，安装过程安全简单，普通用户即可自行安装；拆卸方便，即装即用，可以满足广大租户的使用；本实用新型有效降低了智能家居无线开关安装成本，适合大力推广。

为了解决以上技术问题，本实用新型提供一种智能开关装置，包括智能开关，智能开关将电力转换为机械力作用于机械开关的按键，机械开关为照明灯具的回路通断控制装置；

智能开关包括供电系统，以及相互连接的无线通讯模块和电机驱动电路，供电系统分别向无线通讯模块和电机驱动电路进行供电，无线通讯模块还连接交互模块（103），电机驱动电路连接电机传动装置，电机传动装置连接运动杆，运动杆可在电机转动产生的机械力下触发机械开关按下或弹起；

无线通讯模块包括处理器和无线收发装置，处理器用于接收控制指令并通过电机驱动电路控制电机，无线收发装置用于接收无线信号，并实时反馈装置状态。

本实用新型进一步限定的技术方案是：

前述供电系统包括锂电池充电电路和锂电池，锂电池充电电路可采用buck或boost等拓扑结构，可采用有线充电、无线充电或者太阳能充电方式。

前述供电系统可采用不可充电供电单元，包括：纽扣电池、干电池或AA电池。

进一步的，交互模块包括按键和LED指示灯。

进一步的，无线收发装置为zigbee、蓝牙、LORA或者433MHZ无线通讯方式。

进一步的，电机驱动电路采用直流供电，可采用H桥结构的伺服驱动器。

进一步的，电机传动装置为若干个不同规格的齿轮级联组成的电机减速传动系统。

进一步的，运动杆为注塑或金属材质。

本实用新型工作时：

锂电池充电电路，可以采用buck或boost等拓扑结构，视充电输入电压和锂电池电压决定。可以为有线充电，也可以为无线充电、太阳能充电等。本装置的供电系统，可以由锂电池充电电路和锂电池组成，也可以为不可充电供电单元，如纽扣电池、干电池等，如2节AA电池；锂电池为整个系统提供工作电压，其工作电压可以为多样，通常由电机驱动电压决定，内含短路、过放保护电路。交互模块提供了装置与用户之间的交互方式，通常可以为按键和LED指示灯，按键的主要作用为作为入网操作和本地控制开关，LED指示灯的作用为该装置入网、退网、控制信号等的指示灯。 无线通讯模块内含处理器和无线收发装置，处理器主要用来处理接收到的控制命令经过一定的算法运算，合理的控制电机。无线收发装置可以为zigbee、蓝牙、LORA、433MHZ等无线通讯方式，接收来自网关或上层设备发来的无线信号，并实时反馈装置状态。电机驱动电路采用直流供电，多采用H桥结构，是一种伺服驱动器。电机传动装置由多个不同规格的齿轮级联组成，构成一套电机减速传动系统，实现对电机特定角度工作的控制。运动杆可以是注塑或金属材质，其作用是利用电机转动产生的机械力触发墙壁机械开关按下或弹起。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型提出了一种无线智能开关，安装在原有传统机械开关的外部，由内部电池供电，将电能转换成机械能触发原有机械开关动作。本智能开关无需对原有传统的机械开关做任何改动，可做到即装即用，对于租客群体在搬离现有住所时也方便拆除；由于安装过程并不涉及到任何的强电接线，所以即便是没有电工知识的普通用户也可以自行安装；无论原有机械开关是几键，每个回路所接灯具灯具负载多大，均能够实现对其智能化改造，不存在回路不匹配或继电器粘连失效等风险。本实用新型申请以一种全新的思路和创意实现了对传统机械开关面板的无线智能化改造，安装和拆卸简单便捷，使用安全可靠。

附图说明

图1为本实用新型的智能开关工作示意图；

图2为本实用新型的智能开关工作原理设计框图；

图3为传统机械开关示意图；

图4为主流的无线智能开关示意图；

其中，1-智能开关，2-机械开关，3-传统智能开关，100-供电系统，101-锂电池充电电路，102-锂电池，103-交互模块，104-无线通讯模块，105-电机驱动电路，106-电机传动装置，107-运动杆。

具体实施方式

以下通过具体实施方式对本实用新型进行进一步说明，其中：

锂电池充电电路采用英集芯的IP5303电池电源管理芯片，充电电流为1.2A；

锂电池采用金博能源锂电池602040-450mAh 3.7V带保护板聚合物锂电池；

交互模块采用贴片0603封装的LED灯珠和贴片锅载片按键；

无线通讯模块采用美国TI公司的CC2530F256；

电机驱动电路采用4个型号为SM3400SRL的贴片MOS管组成H桥驱动电路；

电机传动装置采用多个直径为5-15mm的小模数含油MC耐磨POM塑料齿轮，组成电机减速动力传动系统。

实施例1

本实施例提供一种智能开关装置，如图1所示，包括智能开关1，智能开关1将电力转换为机械力作用于机械开关2的按键，机械开关2为照明灯具的回路通断控制装置；如图2所示，智能开关1包括供电系统100，以及相互连接的无线通讯模块104和电机驱动电路105，供电系统100分别向无线通讯模块104和电机驱动电路105进行供电，无线通讯模块104还连接交互模块103，电机驱动电路105连接电机传动装置106，电机传动装置106连接运动杆107，运动杆107可在电机转动产生的机械力下触发机械开关2按下或弹起；无线通讯模块104包括处理器和无线收发装置，处理器用于接收控制指令并通过电机驱动电路105控制电机，无线收发装置用于接收无线信号，并实时反馈装置状态。

前述供电系统100包括锂电池充电电路101和锂电池102，锂电池充电电路101可采用buck或boost等拓扑结构，可采用有线充电、无线充电或者太阳能充电方式。前述供电系统100可采用不可充电供电单元，包括：纽扣电池、干电池或AA电池。交互模块103包括按键和LED指示灯。无线收发装置为zigbee、蓝牙、LORA或者433MHZ无线通讯方式。电机驱动电路105采用直流供电，可采用H桥结构的伺服驱动器。电机传动装置106为若干个不同规格的齿轮级联组成的电机减速传动系统。运动杆107为注塑或金属材质。

锂电池充电电路101，可以采用buck或boost等拓扑结构，视充电输入电压和锂电池电压决定。可以为有线充电，也可以为无线充电、太阳能充电等。100为本装置的供电系统，可以由锂电池充电电路和锂电池组成，也可以为不可充电供电单元，如纽扣电池、干电池等，如2节AA电池；锂电池102为整个系统提供工作电压，其工作电压可以为多样，通常由电机驱动电压决定，内含短路、过放保护电路。交互模块103提供了装置与用户之间的交互方式，通常可以为按键和LED指示灯，按键的主要作用为作为入网操作和本地控制开关，LED指示灯的作用为该装置入网、退网、控制信号等的指示灯。 无线通讯模块104内含处理器和无线收发装置，处理器主要用来处理接收到的控制命令经过一定的算法运算，合理的控制电机。无线收发装置可以为zigbee、蓝牙、LORA、433MHZ等无线通讯方式，接收来自网关或上层设备发来的无线信号，并实时反馈装置状态。电机驱动电路105采用直流供电，多采用H桥结构，是一种伺服驱动器。电机传动装置106由多个不同规格的齿轮级联组成，构成一套电机减速传动系统，实现对电机特定角度工作的控制。运动杆107可以是注塑或金属材质，其作用是利用电机转动产生的机械力触发墙壁机械开关按下或弹起。

传统的墙壁翘板机械开关工作原理如图3所示，通过人手施加外力给翘板开关实现对内部两个触点实现闭合或断开，当触点闭合时则开关导通，灯具打开；当触点分离时回路断开，灯具关闭。这种传统机械开关的通断无法实现远程、定时等智能控制。

如图4所示，目前市面上主流的智能开关主要通过继电器等半导体执行器件实现对灯具回路的通断控制，该方法可以实现远程、定时等各种智能控制。需使用此类智能开关必须拆除并替换原有机械开关，或对原有机械开关实现改造，改变原有接线方式以实现智能控制的目的。

本实施例提出了一种无线智能开关，安装在原有传统机械开关的外部，由内部电池供电，将电能转换成机械能触发原有机械开关动作。本智能开关无需对原有传统的机械开关做任何改动，可做到即装即用，对于租客群体在搬离现有住所时也方便拆除；由于安装过程并不涉及到任何的强电接线，所以即便是没有电工知识的普通用户也可以自行安装；无论原有机械开关是几键，每个回路所接灯具灯具负载多大，均能够实现对其智能化改造，不存在回路不匹配或继电器粘连失效等风险。本产品以一种全新的思路和创意实现了对传统机械开关面板的无线智能化改造，安装和拆卸简单便捷，使用安全可靠。

以上实施例仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型保护范围之内。

Claims (8)

1.一种智能开关装置，其特征在于，包括智能开关（1），所述智能开关（1）将电力转换为机械力作用于机械开关（2）的按键，所述机械开关（2）为照明灯具的回路通断控制装置；

所述智能开关（1）包括供电系统（100），以及相互连接的无线通讯模块（104）和电机驱动电路（105），所述供电系统（100）分别向无线通讯模块（104）和电机驱动电路（105）进行供电，所述无线通讯模块（104）还连接交互模块（103），所述电机驱动电路（105）连接电机传动装置（106），所述电机传动装置（106）连接运动杆（107），所述运动杆（107）可在电机转动产生的机械力下触发机械开关（2）按下或弹起；

所述无线通讯模块（104）包括处理器和无线收发装置，所述处理器用于接收控制指令并通过电机驱动电路（105）控制电机，所述无线收发装置用于接收无线信号，并实时反馈装置状态。

2.根据权利要求1所述的智能开关装置，其特征在于，所述供电系统（100）包括锂电池充电电路（101）和锂电池（102），所述锂电池充电电路（101）可采用buck或boost拓扑结构，可采用有线充电、无线充电或者太阳能充电方式。

3.根据权利要求1所述的智能开关装置，其特征在于，所述供电系统（100）可采用不可充电供电单元，包括：纽扣电池、干电池或AA电池。

4.根据权利要求1所述的智能开关装置，其特征在于，所述交互模块（103）包括按键和LED指示灯。

5.根据权利要求1所述的智能开关装置，其特征在于，所述无线收发装置为zigbee、蓝牙、LORA或者433MHZ无线通讯方式。

6.根据权利要求1所述的智能开关装置，其特征在于，所述电机驱动电路（105）采用直流供电，可采用H桥结构的伺服驱动器。

7.根据权利要求1所述的智能开关装置，其特征在于，所述电机传动装置（106）为若干个不同规格的齿轮级联组成的电机减速传动系统。

8.根据权利要求1所述的智能开关装置，其特征在于，所述运动杆（107）为注塑或金属材质。