CN210807720U - 一种灯具开关控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种灯具开关控制装置，所述装置连接市电和灯具驱动，包括：供电模块、MCU主控制器、继电器模块、输出控制模块和蓝牙通信模块；所述供电模块用于接收市电供电输入，向蓝牙通信模块、MCU主控制器和继电器模块供电；所述MCU主控制器用于与蓝牙通信模块交互通信，向继电器模块、输出控制模块发送控制信号；所述继电器模块接收MCU主控制器控制信号，控制灯具驱动输入电压信号的通断；所述输出控制模块向灯具驱动输出调光控制信号；所述蓝牙通信模块用于与外部蓝牙设备交互。本实用新型能够直接加装到现有灯具电源的前端，完成传统灯具的改造，最大程度地保留原灯具的电源、光源等部件，降低改装的硬件成本和人力成本。

Description

一种灯具开关控制装置

技术领域

本实用新型涉及照明控制领域，具体涉及一种灯具开关控制装置。

背景技术

智能照明和互联照明是当前照明领域非常热门的话题，目前市面上主流的控制装置往往是与LED驱动、荧光灯驱动、白炽灯驱动或HID整流器等灯具驱动集成在一起的，即带控制功能的驱动，通过接收有线(如0-10V，DALI，DMX等)或者无线(如Wi-Fi，蓝牙，ZigBee等)控制信号，进行逻辑转换，将相应的PWM控制信号输出到后级灯具驱动输出回路，实现灯具的开关、亮暗等控制，这种把控制和供电集成在一个产品上的控制方式，适用于新装市场和新设计的灯具。

但是，对于改装市场，要在一个现有传统灯具上改装上述带控制功能的灯具驱动，需要替换原有的电源和光源，还需考察结构或者散热是否适用，同时重新进行内部接线，费时费力，投入巨大。

同时，市场上现有的一些可以直接加装的控制器则以简单的继电器结构为主，只能实现开关功能，很少具备无线互联、智能控制的功能。

发明内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提出了一种灯具开关控制装置，能够辅助实现传统灯具的控制改装。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种灯具开关控制装置，所述装置连接市电和灯具驱动，包括：供电模块、MCU主控制器、继电器模块、输出控制模块和蓝牙通信模块；

所述供电模块用于接收市电供电输入，向蓝牙通信模块、MCU主控制器和继电器模块供电；

所述MCU主控制器用于与蓝牙通信模块交互通信，向继电器模块、输出控制模块发送控制信号；

所述继电器模块接收MCU主控制器控制信号，控制灯具驱动输入电压信号的通断；

所述输出控制模块向灯具驱动输出调光控制信号；

所述蓝牙通信模块用于与外部蓝牙设备交互。

进一步地，所述输出控制模块包括第一输出控制模块和第二输出控制模块，所述第一输出控制模块连接第一驱动0-10V调光端口，控制冷色温灯条，所述第二输出控制模块连接第二驱动0-10V调光端口，控制暖色温灯条，最终实现调光调色。

进一步地，所述装置还包括功率计量模块，用于计算灯具消耗功率，所述功率计量模块接收供电模块供电，与MCU主控制器通讯交互。

进一步地，所述装置还包括传感器通信模块，所述传感器通信模块通过I2C数字通讯线外接传感器，用于将传感器接收的信号传递给MCU主控制器。

进一步地，所述传感器包括人感传感器和光感传感器。

进一步地，所述灯具驱动为LED驱动、荧光灯驱动、白炽灯驱动或HID整流器。

进一步地，所述装置的外壳包括上盖和下盖，上盖下端设有凸起，下盖上端设有凹槽，凸起与凹槽配合。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供了一种灯具开关控制装置，能够直接加装完成传统灯具的改造，最大程度地保留原灯具的电源、光源等部件，降低改装的硬件成本和人力成本。该装置可以直接加装到现有灯具电源的前端，不仅适用于LED驱动电源，也可以加装在荧光灯或者HID整流器、白炽灯前，适用范围广；把手动开关的灯具改造成无线遥控开关并且互联的灯具，改造成本低，经济效益明显。

改装后的灯具具有智能、互联功能，可以实现蓝牙Mesh组网，形成多对多的通信关系，每一个设备都可以作为数据中继，传输到自身无线电传输范围以内的其他设备，传输距离远，支持节点多，鲁棒性好，单一节点失效也不会影响整个组网的通信。

通过移动端APP控制和监控，可以进行电量计量，实时监控灯具所消耗的功率，对于功耗管理、节能减排有很大的指导意义。

灯具开关控制装置的外壳结构，上下盖咬合紧密，能够防水防尘，环境适应性强。

本实用新型还可以适配光感/人感等多功能传感器，当没有感知到有人活动，或者外界环境光充足时，可以自定义降低灯具亮度，节省能源。

附图说明

图1是本实用新型实施例一的结构框图；

图2是本实用新型实施例二的结构框图；

图3是本实用新型实施例二供电模块电路连接图；

图4是本实用新型实施例二MCU主控制器电路连接图；

图5是本实用新型实施例二继电器模块电路连接图；

图6是本实用新型实施例二功率计量模块电路连接图；

图7是本实用新型实施例二蓝牙通信模块电路连接图；

图8是本实用新型实施例二输出控制模块电路连接图；

图9是本实用新型实施例三外部结构示意图一；

图10是本实用新型实施例三外部结构示意图二；

图11是本实用新型实施例三外部结构示意图三；

图12是本实用新型实施例三安装结构示意图。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本实用新型进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本实用新型省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本实用新型。

如图1所示，本实施例一提供了一种灯具开关控制装置101，所述灯具开关控制装置101连接市电供电输入和灯具驱动201，包括：供电模块、MCU主控制器、继电器模块、输出控制模块和蓝牙通信模块；

所述供电模块用于接收市电供电输入，向蓝牙通信模块、MCU主控制器和继电器模块供电；

所述MCU主控制器用于与蓝牙通信模块交互通信，向继电器模块、输出控制模块发送控制信号；

所述继电器模块接收MCU主控制器控制信号，控制灯具驱动输入电压信号的通断；

所述输出控制模块向灯具驱动输出调光控制信号；

所述蓝牙通信模块用于与外部蓝牙设备交互。

在上述实施例一的基础上，图2示出了另一种实施例二，其中，灯具开关控制装置101还包括功率计量模块和传感器通信模块；

所述功率计量模块用于计算灯具消耗功率，功率计量模块接收供电模块供电，与MCU主控制器通讯交互。

所述传感器通信模块通过I2C数字通讯线外接传感器，用于将传感器接收的信号传递给MCU主控制器，传感器包括人感传感器和光感传感器。

实施例二中输出控制模块包括第一输出控制模块和第二输出控制模块，适用于具有2个0-10V驱动的调光调色灯具，所述第一输出控制模块连接第一驱动0-10V调光端口，从而控制冷色温灯条，所述第二输出控制模块连接第二驱动0-10V调光端口，从而控制暖色温灯条。在调光调色过程中，2个驱动的0-10V控制口统一受MCU主控制器控制，可以实现耦合性调色，即当增大一个色温的灯条亮度时，另一个色温的灯条亮度同步减小，保持均匀统一的出光，提升整个系统的调光调色性能。

图3-图8示出了本实施例二的具体电路连接图。

其中，供电模块采用反激拓扑电路结构设计，包括12V电源、5V电源和3.3V电源。采用US1(VIPer06L)、U6(LDK220U50R)、U7(RT9073N-33GB)、U3(L78L33ABUTR)、OP1(LTV-357T-D)、BD1(MBF10K)等主要元件组成。

MCU主控制器电路主要由US8(STM8S105K6T3CTR)、OP2(LTV-357T-D)、OP3(LTV-357T-D)、OP3(LTV-357T-D)、OP5(LTV-357T-D)、CN1(RJ12,I2C等)接口等相关元件组成。QS5、QS6、QS7和QS8等元件组成的电平转换线路用于实现STM8S105K6T3CTR与蓝牙模块之间的电平转换。MCU主控制器与蓝牙模块通过串口通讯的方式来实现他们之间的信息交互。OP2、OP3、OP4和OP5等元件组成电平的电平转换线路，一方面用于实现STM8S105K6T3CTR与功率计量模块之间电平转换；另一方面用于实现初次级电路的隔离。MCU主控制器与功率计量模块通过串行同步通讯方式来实现他们之间的信息交互，MCU主控制器再把它们之间的交互信息与蓝牙模块实现间接的信息交互。

继电器模块主要由继电器K1(HF115F-I/012-1HS3A)、OP7(LTV-357T-D)等元件组成。蓝牙模块把自己与外部蓝牙设备互相交互的相关信息发送给MCU主控制器，MCU主控制器发送控制信号给继电器模块。

功率计量模块主要由UA1(CS5480)、OP6A(TV-357T-D)、RA3、RA4、RA5、RA6、RA7、RA8、RA9、RA10、RA11、RA12、RA13等元件组成。此模块主要通过采用供电模块输入端的电流电压向量信号来计量功率、功率因数等相关的参数，实现功率计量功能。

蓝牙模块主要由U5(Fulham Bluetooth Module 1.0)模块、SW1(AH1808-W-7)、X1A、CS21A、CS22A等元件组成。蓝牙模块将自己与外部蓝牙设备交互的信息与MCU模块交互，实现相应的产品功能。

输出控制模块由US3A/B(LM258)、RS22、RS23、RS27、RS28等元件组成。蓝牙模块将自己与外部蓝牙设备交互的信息与MCU模块交互，进而通过MCU模块发出控制信号，控制输出控制模块，输出控制模块通过US3A/B(LM258)、RS22、RS23、RS27、RS28等元件组成的比例放大电路来产生一个0-10V控制信号；或者MCU模块通过CN1接口(RJ12、I2C等)接收外部的传感器信息(红外或者亮度)自动输出一个0-10V控制信号。

基于上述实施例，本实用新型实施例三具体描述了灯具开关控制装置的外部结构。图9-图11示出了本实用新型实施例三的外部结构示意图。

其中，主体外壳301由上盖307和下盖308组成，外壳材质为PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)塑料，厚度2.5mm，达到UL 5VA标准的阻燃等级。上下盖的咬合处309采用特殊的齿形设计，上盖307下端设有凸起，下盖308上端设有凹槽，凸起与凹槽配合。装置的出线口302上为美标1/2英寸标准外螺纹，可以使装置直接加装到灯具或接线盒上。六角扁螺母303安装在出线口302的螺口上靠近装置本体的一侧，一方面用于保证螺口处上下盖咬合的紧密性，另一方面也增强了螺口处的强度，以使得装置安装到灯具上时螺口可以支持整个装置的重量。

装置安装到灯具或者接线盒时，需首先取下带齿锁紧片305，将电气出线306穿过灯具表面或者接线盒表面的1/2英寸开口，使电气线在灯具或者接线盒内部；接着使直径3.5mm的硅橡胶防水垫圈304紧靠灯具或接线盒外表面；最后把带齿锁紧片305从灯具或者接线盒内部锁紧。压紧后的硅橡胶防水垫圈304可以有效的防止水从安装开口进入灯具内部，达到防水的目的。

装置组装时，PCB和其他电子电气元件会安置在上盖307和下盖308中间的空间；上下盖之间压紧，并采用超声波焊接技术进行焊接，使得上下盖融合成一个整体，超声波焊接有效地保证了外壳的可靠和无缝隙。同时把装置竖立，从出线口302灌入AB组分的电子电器专用液体硅橡胶，并待其固化。经超声波焊接及出口灌胶处理后，整个装置可以达到IP66防水防尘等级。

如图12所示，本实施例三的灯具开关控制装置安装于现有灯具上，不需要更换原有驱动或者光源灯板，不需要改动大部分接线，只需极少的连接就可以完成安装，极大的节省了改造的人力成本。

具体安装接线方式为：

原电网的火线连接本装置的输入火线，本装置的输出火线连接到灯具驱动的输入火线上，本装置的零线并联到电网零线上，灯具驱动的零线连接保持不变，也同时连接在电网零线上。灯具驱动的两组0-10V控制线分别连接到本装置的两组0-10V控制线上。根据实际需要加装外接传感器。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制。对于所属领域的技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的修改或变形。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims (7)

1.一种灯具开关控制装置，其特征是，所述装置连接市电和灯具驱动，包括：供电模块、MCU主控制器、继电器模块、输出控制模块和蓝牙通信模块；

所述供电模块用于接收市电供电输入，向蓝牙通信模块、MCU主控制器和继电器模块供电；

所述MCU主控制器用于与蓝牙通信模块交互通信，向继电器模块、输出控制模块发送控制信号；

所述继电器模块接收MCU主控制器控制信号，控制灯具驱动输入电压信号的通断；

所述输出控制模块向灯具驱动输出调光控制信号；

所述蓝牙通信模块用于与外部蓝牙设备交互。

2.根据权利要求1所述的灯具开关控制装置，其特征是，所述输出控制模块包括第一输出控制模块和第二输出控制模块，所述第一输出控制模块连接第一驱动0-10V调光端口，控制冷色温灯条，所述第二输出控制模块连接第二驱动0-10V调光端口，控制暖色温灯条。

3.根据权利要求1所述的灯具开关控制装置，其特征是，所述装置还包括功率计量模块，用于计算灯具消耗功率，所述功率计量模块接收供电模块供电，与MCU主控制器通讯交互。

4.根据权利要求1所述的灯具开关控制装置，其特征是，所述装置还包括传感器通信模块，所述传感器通信模块通过I2C数字通讯线外接传感器，用于将传感器接收的信号传递给MCU主控制器。

5.根据权利要求4所述的灯具开关控制装置，其特征是，所述传感器包括人感传感器和光感传感器。

6.根据权利要求1所述的灯具开关控制装置，其特征是，所述灯具驱动为LED驱动、荧光灯驱动、白炽灯驱动或HID整流器。

7.根据权利要求1所述的灯具开关控制装置，其特征是，所述装置的外壳包括上盖和下盖，上盖下端设有凸起，下盖上端设有凹槽，凸起与凹槽配合。

Images