CN210573305U - 节电控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型的节电控制装置，包括MCU，主控端MCU连接指令信号发出装置，指令信号发出装置与被控端有线或无线连接；被控端供电模块直接连在动力电源，被控端MCU分别连接指令信号接收装置和被控设备控制模块；被控设备控制模块设置分别与动力电源和被控设备连接的继电器。主控端还包括开关、二极管、开关三极管或开关MOS管；需要工作时，按下开关，开关三极管或开关MOS管导通，单片机上电工作，识别按键并根据按键功能发出指令，控制被控设备工作，松开开关，开关三极管或开关MOS管截止，单片机停止工作。该节电控制装置实现了控制器在准工作状态零耗电，可用于各种开关、遥控开关、遥控器、状态改变控制器等。

Description

节电控制装置

技术领域

本实用新型涉及控制装置，具体是节电控制装置。

背景技术

许多控制器在准工作状态时需要随时准备接受工作指令，所以也就需要保持供电，这就会不断地需要消耗电能，如各种遥控器、遥控开关、感应开关、感应电器等。例如电视遥控器，用的是MOS集成电路，按键时电流为几毫安至十几毫安。但是，不按键时仍然有极微的耗电，虽然电流仅几微安，但从时间上看，按键只是一瞬间，而不按键(就是平常说的不用的时候)的时间即准工作状态时间或待机时间是以天来计的。假设按键一次用时十分之一秒，晚上看电视总共按了30次遥控器，则一天的按键用时为3秒。那么不用的时候在一天中的时间为23小时59分钟57秒。计算一下就可知道，待机时间与按键用时相比可以看成是无穷大！不按键时极微的耗电乘以无穷大的时间，就变成巨大的耗电了。换句话说，电能几乎全部被消耗在待机时间上了！

另外，上述的控制器都是采用电池供电，耗尽电量的电池都会流出腐蚀性液体，从而损坏电器。而且废电池的处理难度很大，给环境带来污染。

减少上述的控制器在准工作状态耗电量，对于节能降耗、保护电器和减少环境污染都有巨大的意义。

CN 104049549 A公开了一种节电控制电路和电子设备，包括：LDO，所述LDO包括：电源输入引脚、开关引脚以及电源输出引脚；上电冲击电容，所述上电冲击电容的一端连接所述电源输入引脚，另一端连接所述开关引脚；MCU，所述MCU包括：MCU电源引脚、MCU控制引脚；所述MCU电源引脚连接所述电源输出引脚，所述MCU控制引脚连接所述开关引脚；所述MCU，用于在正常模式时，被预设触发条件触发向所述MCU控制引脚输出低电平进入节电模式；其中，所述正常模式为所述MCU向所述MCU控制引脚输出高电平的模式。其工作原理以5V转3.3V LDO供电电路为例：当电源端接入5V电压后，上电冲击电容给LDO的开关引脚Ven端一个短暂的高电平，使得Vout端输出3.3V，MCU此时有了供电，开启工作后给MCU控制引脚MCU-POWEREN一个高电平，使得开关引脚Ven端有一个稳定的高电平，当LDO有稳定的使能高电平后稳定输出3.3V，MCU稳定工作。当MCU进入触发条件要关闭LDO后，给MCU控制管脚MCU-POWEREN一个低电平，从而给MCU断电。如果要让MCU重新启动工作，则需要电源端重新输入电压。由此，使得MCU在空闲或者不需要工作时的耗电为零，实现最大限度的低功耗。

由上可知，CN 104049549 A公开的一种节电控制电路和电子设备，工作过程较为复杂，MCU进入稳定工作状态有一定的延时，而且要给MCU断电时还需要给MCU控制管脚MCU-POWEREN一个低电平，操作也较为繁复。

实用新型内容

本实用新型为了解决控制器在准工作状态不断耗电的问题，提供一种节电控制装置。

术语及符号如下。

开关：在电路图中为SW，是指动作时连通回路、松开后立即断开回路，或具备同样功能的开关。

多极开关：是指一个开关共用一个接地端(连接GND)、有多个触点，分别按下触点时可分别连通所属回路，松开后可立即断开所属回路的开关，或具备同样功能的开关。

VDD：供电电源输入端。

VCC：是电路的供电电压。

GPIO引脚：单片机通用输入/输出口。

GND：代表地线或0线，是公共端。

CON：电压输入或者负载接线端。

AC IN：电源输入。

AC OUT：电源输出。

S OUT：信号输出。

本实用新型的节电控制装置，包括MCU，其在主控端，还包括开关、二极管、开关三极管或开关MOS管；所述开关的接地端连接GND，另一端设置两个引脚，其中一个引脚通过一个二极管连接到单片机的GPIO引脚，另一个引脚通过另一个二极管连接开关三极管或开关MOS管；开关接地端与GND为活动接触连接或常连接，开关另一端的两个引脚通过接地端与GND为活动接触连接；所述开关三极管或开关MOS管连接着单片机的VCC引脚；

所述主控端MCU连接指令信号发出装置，指令信号发出装置与被控端有线或者无线连接；

在被控端：被控端供电模块直接连在动力电源，被控端MCU分别连接指令信号接收装置和被控设备控制模块；被控设备控制模块设置分别与动力电源和被控设备连接的继电器。

上述本实用新型的主控端中，是一个开关、两个二极管、一个开关三极管或开关MOS管和一个单片机形成一个回路。为了实现扩充，作为优选，本实用新型设置n个开关、2n个二极管，连接同一个开关三极管或开关MOS管和同一个单片机；其中n为正整数。采用n(n为正整数)个开关、2n个二极管，按照上述相同的方式连接同一个开关三极管或开关MOS管和同一个单片机，就可以形成n个由一个开关、两个二极管、一个开关三极管或开关MOS管和一个单片机形成回路，实现对n个被控设备的控制。利用单片机的多个GPIO引脚，设置多个开关，是实现扩充的有效方法。

具体地，开关是单极开关或多级开关。

采用多极开关，实现一个多极开关对多个被控设备的一对多控制。多极开关的多个触点，可以设置在多个方向如上下两个方向、左右两个方向或上下左右四个方向。具体的，多极开关的共用的一个接地端(连接GND)设置在中心位置，而多个触点，可以设置在中心位置的多个方向如上下两个方向、左右两个方向或上下左右四个方向。

开关可优选：按钮开关、按键开关、轻触开关后触摸开关。

为了提高节节电控制装置工作的可靠性，优选在开关三极管的基极和发射极并联电阻。

同理，也优选在开关MOS管的栅极和源极并联电阻。

优选地，本实用新型在开关三极管或开关MOS管连接单片机的线路上与GND之间接入一个电容。

本实用新型的节电控制装置，平时处于完全停止工作的状态，在需要工作时，按一下开关，开关三极管或开关MOS管导通，单片机上电后实现对按键的识别并根据相应的按键功能转换为相应的指令并发出，被控设备按照指令进行工作。在松开开关后，开关三极管或开关MOS管截止，单片机停止工作。本实用新型的节电控制装置应用于各种控制器中，使得控制器在准工作状态零耗电，彻底解决了控制器在准工作状态不断耗电的问题。

实际上，每一次按下开关的指令内容是改变被控设备状态，如从停止到启动、从运行到停止、从慢速到快速或从快速到慢速、从高照度到低照度、从一种运行状态到另一种运行状态，这一切都可以预先设定。无论要使被控设备处于何种状态，只要按下并再松开开关后，单片机都会在发出指令后停止工作。所以本实用新型的节电控制装置只是在按下开关时耗电，而在其他时间内都是零耗电。

本实用新型的技术方案在进行控制时只需要按下并再松开开关即可完成任务，操作简单，控制电路(主控端)工作过程简单，没有额外延时，控制精准，比CN 104049549 A公开技术方案有创造性进步。

本实用新型中，主控端的被控端信号连接需要匹配，即如果采用无线方式，主控端的指令信号发出装置为无线发射装置，被控端的指令信号接收装置须为无线接收装置；如果采用有线方式，主控端的指令信号发出装置为有线传送，被控端的指令信号接收装置须为有线接收。

本实用新型在被控端，所述动力电源按照被控设备动力要求匹配，选自：市电、自备发电、电池或充电电池。在被控设备使用市电时，被控端则直接连在市电取电，保持准工作状态，不需要电池，减少由于电池损坏而损坏电器的机会，也减少更换电池的需要爬高下低、拆卸、又怕触电等等带来的麻烦。另外本实用新型一个特别有优势的效果是，被控端既不需要电池，也不怕市电停电或者线路断电。因为市电停电或者线路断电了，被控电器也就不能工作了，被控端可以处于无电状态。而当市电和线路修复送电后，被控端又直接连在市电取电，进入准工作状态。所以本实用新型的被控端是绝对可以不用电池的。至于自备发电，则是用来应急的；而电池或充电电池，则根据被控设备的需求而匹配设置。

本实用新型的节电控制装置可用于照明开关、照明遥控开关、电器遥控器、设备遥控、状态改变控制器等方面。

附图说明

图1是主控端的被控端信号连接采用无线方式的一种节电控制装置的原理图。

图2是主控端的被控端信号连接采用有线方式的一种节电控制装置的原理图。

图3是被控端原理方框图。

图4是无线方式主控端电路原理图。

图中标记如下：主控端MCU1，主控端无线指令信号发出装置2，无线连接被控端3，有线连接被控端4，主控端有线指令信号发出装置5，被控端供电模块6，被控端MCU7，被控端指令信号接收装置8，被控设备控制模块9，继电器10。

具体实施方式

实施例1

见图1。在主控端，VDD为钮扣电池供电电源输入端，Q1为PNP开关三极管，主控端MCU1为单片机，SW为按键开关。SW的引脚2脚通过二极管D3连接到主控端MCU1的GPIO引脚，同时SW的引脚1脚通过二极管D6连接到电阻R1和R2对Q1进行控制。主控端MCU1连接主控端无线指令信号发出装置2。

当SW按下时，SW的引脚1脚和引脚2脚通过接地端引脚3直接连接到GND，使得二极管D6导通，从而使得CON端电压低于0.7V，则Q1导通。主控端MCU1的VCC引脚获得电压，主控端MCU1开始正常复位并工作，通过主控端MCU1的GPIO引脚检测SW的按下状态值。由于在SW按下时，二极管D3也会导通，使得主控端MCU1的GPIO引脚电平值低于0.7V，主控端MCU1就能够检测到SW按键是否按下，正确识别SW按键后执行对应的功能操作，输出相应指令给主控端无线指令信号发出装置2，主控端无线指令信号发出装置2以无线方式将指令信号发出。

当SW开关释放时，由于SW接地端引脚3与GND分离，二极管D6截止，则CON端的电压为VDD，Q1截止，主控端MCU1停止工作。

见图3。在被控端：被控端供电模块直接连在动力电源，被控端MCU分别连接指令信号接收装置和被控设备控制模块；被控设备控制模块设置分别与动力电源和被控设备连接的继电器，继电器连接被控设备。

在被控端，无线连接被控端3中的被控端指令信号接收装置8接收指令信号后，送入被控端MCU7，被控端MCU7处理后输送给被控设备控制模块9，由被控设备控制模块9将执行命令信号经S OUT送到被控设备。

同时，被控设备控制模块9控制继电器10接通动力电源，将AC IN变成AC OUT输送给被控设备。

AC IN接入被控端后，一路接入被控端供电模块6，经处理后为被控端各个零部件供电；另一路直接接入被控设备控制模块9中的继电器10，继电器10按照被控设备控制模块9的相关命令执行接通动力电源，向被控设备输送动力。

当需要停止被控设备时，在主控端再按照预设的规则按下SW，之后，经过上述同样的过程，使得继电器10断开，被控设备停止运行。然后，被控端处于准工作状态。

实施例2

见图2。与实施例1基本相同。区别在于：主控端MCU1连接主控端有线指令信号发出装置5，主控端有线指令信号发出装置5与有线连接被控端4是有线连接。在被控端，被控端指令信号接收装置通过有线连接接收指令信号。

实施例3

见图4。无线方式主控端包括主控模块、电源模块和无线发射模块。

主控模块与实施例1的主控端基本相同。区别在于：是在实施例1以及图1以一个SW为基础的回路上，变成以SW1、SW2和SW3为基础而形成的三个回路。

按键SW1、SW2和SW3的一个脚分别通过D1、D2和D3连接到U1的P3.3、P3.4和P3.5的GPIO引脚，同时SW1、SW2和SW3的另一个脚通过D4、D5和D6连接到电阻R1和R2构成的对Q1的控制。

实施例1是单个开关动作控制单个设备的一对一的情况，本实施例由三个开关控制三个设备，实现了一对三控制功能。在电能消耗几乎相同的情况下，本实施例只使用了一个单片机，产生了控制三个设备的功能，充分发挥单片机的强大功能，降低了产品成本。

电源模块由三端稳压集成芯片U2和串联的电池B1、B2构成，电池电源接入单片机U2的Vin，由Vout输出，给主控模块和无线发射模块供电。其中的两个电容C1和C2起到滤波作用，去耦，消除高频噪声。

无线发射模块主要是ANT电路板U3，电容C3起到滤波、去耦、降噪作用。在VCC供电时将主控模块中U1输送的指令信号接入DAT数据接口，然后由天线接口ANT发出。

Claims (7)

1.节电控制装置，包括MCU，其特征在于：在主控端，还包括开关、二极管、开关三极管或开关MOS管；所述开关的接地端连接GND，另一端设置两个引脚，其中一个引脚通过一个二极管连接到单片机的GPIO引脚，另一个引脚通过另一个二极管连接开关三极管或开关MOS管；开关接地端与GND为活动接触连接或常连接，开关另一端的两个引脚通过接地端与GND为活动接触连接；所述开关三极管或开关MOS管连接着单片机的VCC引脚；

所述主控端MCU连接指令信号发出装置，指令信号发出装置与被控端有线或者无线连接；

在被控端：被控端供电模块直接连在动力电源，被控端MCU分别连接指令信号接收装置和被控设备控制模块；被控设备控制模块设置分别与动力电源和被控设备连接的继电器。

2.根据权利要求1所述的节电控制装置，其特征在于：设置n个开关、2n个二极管，连接同一个开关三极管或开关MOS管和同一个单片机；其中n为正整数。

3.根据权利要求1所述的节电控制装置，其特征在于：开关是单极开关或多级开关。

4.根据权利要求1～3任一项所述的节电控制装置，其特征在于：在开关三极管的基极和发射极并联电阻。

5.根据权利要求1～3任一项所述的节电控制装置，其特征在于：在开关MOS管的栅极和源极并联电阻。

6.根据权利要求1～3任一项所述的节电控制装置，其特征在于：在开关三极管或开关MOS管连接单片机的线路上与GND之间接入一个电容。

7.根据权利要求1所述的节电控制装置，其特征在于：在被控端，所述动力电源按照被控设备动力要求匹配，选自：市电、自备发电、电池或充电电池。

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