CN210670689U - 用于控制照明灯具的智能开关模块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种用于控制照明灯具的智能开关模块，该开关模块具有单片机及单片机连接的电源电路、无线接收模块、交流电过零检测电路、输入接口电路，电源电路还包括自激式开关电源电路、输出控制电路、稳压电路，在开关模块断开控制灯泡熄灭的状态时，自激式开关电源电路工作把交流220V电压转换成直流5.6V电压经稳压电路稳压后输出稳定的电压给模块内部其他电路供电，在开关模块开通控制灯泡亮的状态时，输出控制电路工作，通过控制可控硅触发角度，把流过灯泡的一部分电流转换成直流5.6V电压送给稳压电路，经稳压后输出稳定的电压给模块内部其它电路供电。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种用于家庭(也可商用)照明开关灯，由原来的单控(一个地方控制开关灯)变双控(两个地方可同时控制同一盏灯)或多控及智能控制的一种开关模块。
背景技术
目前大部分家庭为使开灯方便都采用在装修时布双控开关来实现双控，但该实施方案有几个缺陷：其一，施工麻烦，需要在墙壁上开槽重新布线，容易损坏原墙结构，造成原墙二次开裂；其二，该实施方案只适合新装修的房子，现有已装修好了的房子就不好再增加；其三，双控开关只要安装布局好后，就不能够再灵活的变动位置。另外还有一种实施方法就是买带遥控的灯具或加装遥控开关但这种方式也有一个最大的缺点，不能完全实现双控，只能全由遥控器来操作开关灯，因为原墙壁开关一旦关闭，遥控接收器断电后就不起任何作用。
实用新型内容
本实用新型目的在于提供一种由原来一个开关控制灯的情况下，无需布线只要在原墙壁开关处粘贴本实用新型开关模块，就可以实现两处和多处控制开关灯，原墙壁开关照常使用，每个控制点可灵活移动，想在哪里控制就把随意贴遥控器粘贴在哪里。并且本实用新型产品可与目前市面上的智能家居主机联网匹配，来实现家庭智能控制，如：语音控制，说句话就可以开灯；手机控制，只要手机下载个APP，就可以用手机来操控家里面所有的灯具，并且还可以实现远程遥控。该实用新型也是智能家居中的一个必须的终端产品。
本实用新型开关模块采用单线制接线模式(即：火线进火线出，无需零线)，也能保证内部电路供电。由于该实用新型电源电路的优越性能，该开关模块能控制市面上常规的LED灯泡及日光灯，该类灯泡都不会产生闪烁情况。
本实用新型由随意贴遥控器、86型墙壁开关和开关模块组成，开关模块采用三根线与电网连接，一根进线接墙壁开关火线进线；一根出线接照明灯泡；另一根控制线接墙壁开关另一端，具体接线方法参照图1。如图所示，该设计可以在两个不同的位置任意控制照明灯泡的开启与关闭。墙壁开关控制灯泡：墙壁开关每一次动作其信号送给开关模块，开关模块通过内部单片机程序处理智能识别控制灯泡的开启与关闭；随意贴遥控器控制灯泡：每按一次随意贴遥控器按键，遥控器向开关模块发送无线遥控信号，开关模块收到该信号后控制灯泡的开启与关闭。
本实用新型包括开关模块，该开关模块电路组成如图2所示，该开关模块具有单片机及单片机连接的电源电路、无线接收模块、交流电过零点检测电路、输入接口电路组成。
电源电路是该实用新型的核心技术，电源电路包括自激式开关电源电路、输出控制电路、稳压电路组成，参见图4，其中自激式开关电源电路由虚框1中的元件组成，在开关模块断开(即：灯泡熄灭)的状态时，该电路工作，把交流220V电压转换成直流5.6V电压给内部电路供电。输出控制电路由虚框2中的元件组成，在开关模块开通(即：灯泡亮)的状态时，该电路工作，通过控制可控硅触发角度，把流过灯泡的一部分电流变换成直流5.6V电压给内部电路供电。稳压电路由虚框3中的元件组成，虚框1或者虚框2电路送给的5.6V电压通过该电路中的稳压芯片后稳定输出3V(或者3.3V)电压向单片机及无线接收模块供电。由于电源电路简单，元件很少，功耗也很低，所以整个产品体积可以做成很小，形成模块化。由于该电源电路转换效率很高，再加上整过开关模块功耗很小，所以在控制灯泡关断的状况下流过灯泡的电流极其微小，灯泡不会发光，并且该开关模块能控制市面上常规的LED灯泡及日光灯，该类灯泡都不会产生闪烁情况。
输入接口电路如图5所示，SK脚外接墙壁开关采集输入信号，由于该电路采用了二极管 D5、D6，单向导通特性作保护，不管开关模块外接的3根连线任何1根接错，都不会烧毁损坏该开关模块。
附图说明
图1是本实用新型控制照明灯泡接线图。
图2是本实用新型电路原理方框图。
图3是本实用新型一种实施方式的电路总图。
图4是图3所示的实施方式中电源电路图。
图5是图3所示的实施方式中输入接口电路图。
具体实施方式
图1示出了本实用新型的结构，它由墙壁开关，开关模块和随意贴遥控器组成双控模式控制照明灯泡开与关。图2示出了本实用新型开关模块的电路结构组成图，开关模块具有单片机及单片机连接的电源电路，无线接收模块，交流电过零点检测电路，输入接口电路。电源电路如图4所示，电源电路由自激式开关电源电路、输出控制电路，稳压电路3部分电路组成，自激式开关电源电路由虚框1中的元件组成，在开关模块断开(即：灯泡熄灭)的状态时，把交流220V电压变成直流5.6V电压给内部电路供电，输出控制电路由虚框2中的元件组成，在开关模块开通(即：灯泡亮)的状态时，通过该电路控制可控硅触发角度，把流过灯泡的一部分电流变换成直流5.6V电压给内部电路供电，稳压电路由虚框3中的元件组成，把虚框1或者虚框2电路送给的5.6V电压通过该电路稳压滤波后输出稳定的3V(或3.3V) 电压向单片机及无线接收模块供电。
遥控器：遥控器采用随意贴单键遥控器，每按一次按键，遥控器发射一次无线信号，开关模块收到该信号后，输出状态翻转一次(即：原来开通就变成关闭，原来关闭就变成开通)。
开关模块：参见图3、图4、图5，其中图3是本实施开关模块的总电路图，图4是从图3中分离而单独显示的电源电路图，图5是从图3中分离而单独显示的输入接口电路图。
从图3中可以看出本实用新型的开关模块由如下部分组成：
①电源电路(见图4)：电源电路由自激式开关电源电路、输出控制电路，稳压电路3部分电路组成。自激式开关电源电路参见图4(虚框1)由保险管FUSE、二极管D1、电阻R1、电容CA1、电阻R2、电阻R3、三极管Q1、三极管Q2、电容C1、电阻R4、电感L1、二极管D2、电容CA2、稳定管Z1、二极管D3连接组成，该电路是一个自激式振荡的开关电源，在开关模块断开(即：灯泡熄灭)的状况下，市电经过灯泡在IN OUT两端有接近AC220电压，经该电路变换后输出5.6V的直流电压给内部电路供电，由于整过开关模块功耗很小，再加上该电路转换效率很高，所以流过灯泡的电流很小，灯泡两端不会产生很高的压降，灯泡也不会发光。输出控制电路参见图4(虚框2)由双向可控硅SK、电容C4、稳压二极管Z2、光偶U1、电阻R5、电阻R6、二极管D4连接组成，该电路有2个功能，其第1个功能是输出控制开关模块的开通与关断，其第2个功能是在开关模块开通(即：灯泡亮)的状态时，把流过灯泡的一部分电流变换成直流5.6V电压给内部电路供电。图中M1点连接到单片机的7脚，由单片机输出控制，控制光偶U1开通与关断，光偶U1开通为可控硅SK提供触发信号，可控硅导通控制灯泡点亮，光偶U1关断，可控硅无触发信号而关断，灯泡熄灭，由于可控硅触发脚串联了稳压二极管Z2，交流电在每个周期内稳压二极管Z2在没有反向开通前，此时可控硅SK在关断状态，市电经过灯泡、保险管FUSE、电阻R5、光偶U1、二极管D4给电容CA3 CA4 充电，当CA3两端电压值达到稳压二极管Z2的标称值时，可控硅SK开始触发导通，电容CA3 CA4开始放电给内部电路供电。稳压电路参见图4(虚框3)由电容CA3 CA4、稳压管W1、电容CA5 C2连接组成，虚框1或者虚框2电路送给大于3V的直流电压通过该电路稳压，二次滤波后输出3V(或3.3V)电压向单片机及无线接收模块及内部其它电路供电。
②输入接口电路(见图5)：该电路由二极管D5 D6、电阻R12、电阻R13、电容C5连接组成，外接墙壁开关送给的开通与关断信号经过该电路送给单片机IC1的3脚。由于该电路采用了二极管D5、D6单向导通特性作保护，不管开关模块外接的3根连线，任何1根接错都不会烧毁损坏该开关模块。
③交流电过零点检测电路：该电路由电阻R7、电阻R8、电阻R10、二极管D7连接组成，该电路把交流电过零点相位检测后送单片机IC1的12脚，通过单片机内部处理后使开关模块每次开通时保证可控硅在交流电过零点时开通。
④无线接收模块：无线接收模块对应图3中元件标号WJS，把遥控器发送来的无线编码信号经该模块接收后送单片机IC1解码。
⑤单片机：采用Microchip公司的PC16F630或者PIC16F1503芯片，也可采用其他公司的同类芯片，单片机主要负责遥控数据解码、输入输出信号处理及其它逻辑控制功能。
Claims (2)
1.用于控制照明灯具的智能开关模块，该开关模块具有单片机及单片机连接的电源电路、无线接收模块、交流电过零检测电路、输入接口电路，其特征在于：所述电源电路还包括自激式开关电源电路、输出控制电路、稳压电路，在开关模块断开控制灯泡熄灭的状态时，自激式开关电源电路工作把交流220V电压转换成直流5.6V电压经稳压电路稳压后输出稳定的电压给模块内部其他电路供电，在开关模块开通控制灯泡亮的状态时，输出控制电路工作，通过控制可控硅触发角度，把流过灯泡的一部分电流转换成直流5.6V电压送给稳压电路，经稳压后输出稳定的电压给模块内部其他电路供电；所述交流电过零检测电路，该电路把交流电过零点相位检测后送单片机处理，在开关模块每次开通时保证可控硅在交流电过零点时开始触发；所述输入接口电路，该电路经过SK端外接墙壁开关，把墙壁开关送给的开通与关断信号经过该电路送给单片机处理，由于该电路采用了二极管D5、D6，单向导通特性做保护，不管开关模块外接的3根连线，任何1根接错都不会烧毁损坏该开关模块。
2.根据权利要求1所述的用于控制照明灯具的智能开关模块，其特征在于开关模块采用单线制供电，火线进火线出的接线方式，无需接零线，并且该开关模块安装在86型墙壁开关盒内，其模块与墙壁开关及照明灯具之间只采用了3根导线连接，就可以配合原墙壁开关实现照明双控。
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