CN211267192U - 具有发光模块的自发电开关 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种具有发光模块的自发电开关，包括：发电机、发光模块、按键本体与复位结构；所述发电机的线圈具有第一端与第二端；所述按键本体能够在外力作用下直接或间接触动所述发电机，以使得：所述发电机的线圈的第一端与第二端间产生对应的第一感应电压；所述复位结构能够在所述外力释放后驱动所述发电机复位，以使得：所述发电机的线圈的第一端与第二端间产生对应的第二感应电压；所述第一感应电压与所述第二感应电压的极性相反；所述发光模块发光所使用的电能直接或间接来自所述第一感应电压和/或所述第二感应电压所提供的电能。

Description

具有发光模块的自发电开关

技术领域

本实用新型涉及开关领域，尤其涉及一种具有发光模块的自发电开关。

背景技术

传统墙壁开关的安装需要埋线布线，耗时耗力耗费线材和人力成本，而且用于如浴室、露天等潮湿环境时风险较高。随着技术的发展，市面上逐渐出现了使用电池的开关产品，然而废旧电池对环境的污染无可避免，且定期更换电池给用户的使用带来了不便。

为了能够避免以上墙壁开关与电池开关的缺陷，相关技术中，提供了一种自发电开关，其为无源无线的开关，不会产生布线、电池污染等问题。然而，现有的自发电开关中，缺乏对外反馈的构造，进而，不利于用户及时准确地获悉自发电开关的工作情况，例如，无法对外反馈开关是否被充分按下，易于给用户的使用带来不便。

实用新型内容

本实用新型提供一种具有发光模块的自发电开关，以解决缺乏对外反馈的构造的问题。

根据本实用新型的第一方面，提供了一种具有发光模块的自发电开关，包括：发电机、发光模块、按键本体、复位结构、储能模块、整流模块、处理模块与无线通信模块；所述发电机的线圈具有第一端与第二端；

所述按键本体能够在外力作用下直接或间接触动所述发电机，以使得：所述发电机的线圈的第一端与第二端间产生对应的第一感应电压；

所述复位结构能够在所述外力释放后驱动所述发电机复位，以使得：所述发电机的线圈的第一端与第二端间产生对应的第二感应电压；

所述第一感应电压与所述第二感应电压的极性相反；

所述发光模块发光所使用的电能直接或间接来自所述第一感应电压和/ 或所述第二感应电压所提供的电能；

所述整流模块的第一侧分别连接所述线圈的第一端和/或第二端，以对所述线圈输出的第一感应电压和/或第二感应电压进行整流，得到整流后电压；

所述整流模块的第二侧连接所述储能模块，以将所述整流后电压输送至所述储能模块进行存储；所述处理模块与所述无线通信模块的供电均是所述储能模块直接或间接提供的；所述储能模块包括电容；

所述处理模块连接所述无线通信模块，以利用所述无线通信模块对外发出报文信息。

可选的，所述发光模块包括第一二极管，所述整流模块包括第二二极管；

所述线圈的第一端分别连接至所述第一二极管的负极与所述第二二极管的正极，所述第二二极管的负极连接至所述储能模块的第一端；所述线圈的第二端分别连接至所述第一二极管的正极与所述储能模块的第二端；所述第一二极管为发光二极管。

可选的，所述发光二极管与限流电阻串联。

可选的，所述的自发电开关，还包括稳压模块，所述稳压模块分别连接所述处理模块与所述无线通信模块，所述储能模块的两端还连接稳压模块，所述稳压模块用于对所述储能模块的供电进行稳压、升压、降压中至少之一调整，得到调整后电压，并利用所述调整后电压为所述处理模块与所述无线通信模块供电。

可选的，所述发电机与所述发光模块的数量为至少两个，每个发光模块对应连接于一个发电机。

可选的，所述的自发电开关，还包括开关器件，所述开关器件在所述发电机直接或间接被对应的按键本体触动时同时被触发；

所述开关器件连接所述处理模块的第一端口，用于在对应开关器件被触发时向所述处理模块反馈触发信号；

所述处理模块的第二端口连接所述发光模块，用于向所述发光模块的至少之一发光单元发送用于控制对应发光单元发光的发光信号，所述至少之一发光单元与被触发的开关器件相对应。

可选的，所述无线通信模块为射频无线通信模块，所述的自发电开关还包括降压稳压模块，所述降压稳压模块分别连接所述储能模块、所述射频通信模块与所述处理模块，所述降压稳压模块用于对所述储能模块输出的供电电压进行降压，得到降压后电压，并将所述降压后电压供应至所述处理模块与所述射频通信模块。

可选的，所述储能模块连接所述发光模块，以将所述供电电压提供至所述发光模块，所述储能模块的最高电压高于所述发光模块发光所需的电压，所述降压稳压模块的输出电压低于所述发光模块发光所需的电压。

可选的，所述的自发电开关，还包括升压稳压模块，所述升压稳压模块分别连接所述降压稳压模块与所述发光模块，用于对所述降压后电压进行升压，得到升压后电压，并将所述升压后电压供应至所述发光模块。

可选的，所述开关器件与所述按键本体的数量为N个，其中的N为大于或等于2的整数；

所述发光模块中的发光单元包括与N个按键本体一一对应的N个LED 单元，每个LED单元与一个三极管串联后连接于所述储能模块提供的供电电压与地之间；每个三极管的基极分别连接一个第二端口；

所述处理模块的第二端口具体连接所述三极管的基极，用于向所述三极管发送所述发光信号，以使得所述三极管导通。

可选的，所述发光模块还包括N个限流电阻，每个限流电阻与一个 LED单元串联。

可选的，所述发光模块还包括N个下拉电阻，所述下拉电阻的一端连接至所述第二端口，所述下拉电阻的另一端连接至地。

可选的，其中至少之一LED单元包括互相并联的至少两个LED。

可选的，所述处理模块的电路被配置为能够在任意一个第一端口接收到所述触发信号时，利用一个第二端口向对应的三极管发出所述发光信号。

可选的，所述整流模块为半桥整流模块。

可选的，所述的自发电开关，还包括极性检测模块，所述极性检测模块的第一端连接所述线圈的第一端或第二端，所述极性检测模块的第二端连接所述处理模块的第四端口，所述极性检测模块用于检测所述线圈的第一端与第二端间感应电压的极性，得到用于表征极性的极性信号，并将所述极性信号发送至所述处理模块，以利用所述极性信号作为所述处理模块发出所述发光信号和/或所述报文信息的依据。

可选的，所述极性检测模块包括极性检测二极管、极性检测电容、极性检测第一电阻与极性检测第二电阻；

所述极性检测二极管的正极连接所述极性检测电容的第一端、所述极性检测第一电阻的第一端，以及所述线圈的第一端或第二端；所述极性检测电容的第二端接地，所述极性检测第一电阻的第二端与第二极限检测电阻的第一端共接于所述处理模块的第四端口，所述极性检测第二电阻的第二端也接地。

可选的，所述的自发电开关，还包括状态存储模块，所述处理模块连接所述状态存储模块，以交互产生触发信号的开关器件的键值。

可选的，所述整流模块为全桥整流模块。

可选的，所述发电机与所述极性识别电路的数量为至少两个，每个所述极性识别电路连接一个发电机，以检测得到对应发电机的极性信号并发送至所述处理模块。

可选的，所述发光模块包括能够用于整流的发光二极管，所述自发电开关还包括储能模块，所述发光二极管的正极连接所述线圈的第一端或第二端，所述发光二极管的负极连接所述储能模块。

本实用新型提供的具有发光模块的自发电开关中，设有发光模块，进而，用户在使用自发电开关时，可以借助发光模块对外的出光获悉自发电开关的相关信息，例如能够获悉按键是否被充分按下。可见，本实用新型为自发电开关的对外反馈提供了硬件基础。同时，本实用新型进一步利用发电机的第一感应电压和/或第二感应电压所产生的电能直接或间接为该发光模块供电，满足了发光模块的用电需求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型一实施例中具有发光模块的自发电开关中发光模块的供电原理示意图；

图2a是本实用新型一实施例中具有发光模块的自发电开关的爆炸结构图一；

图2b是本实用新型一实施例中具有发光模块的自发电开关的爆炸结构图二；

图2c是本实用新型一实施例中具有发光模块的自发电开关的爆炸结构图三；

图3a是本实用新型一实施例中本实用新型一实施例中线圈两端的构造示意图一；

图3b是本实用新型一实施例中本实用新型一实施例中线圈两端的构造示意图二；

图3c是本实用新型一实施例中下按与回弹时的脉冲电压示意图；

图4是本实用新型一实施例中具有发光模块的自发电开关的构造示意图一；

图5是本实用新型一实施例中具有发光模块的自发电开关的构造示意图二；

图6是本实用新型一实施例中具有发光模块的自发电开关的构造示意图三；

图7是本实用新型一实施例中具有发光模块的自发电开关的构造示意图四；

图8是本实用新型一实施例中具有发光模块的自发电开关的构造示意图五；

图9是本实用新型一实施例中发光模块的电路示意图；

图10是本实用新型一实施例中具有发光模块的自发电开关的构造示意图六；

图11是本实用新型一实施例中极性检测模块的电路示意图；

图12是本实用新型一实施例中发电机输出电压与极性检测模块输出电压的示意图。

附图标记说明：

1-自发电开关；

101-发电机；

1011-线圈；

102-发光模块；

1021-LED单元；

103-储能模块；

104-稳压模块；

105-无线通信模块；

106-处理模块；

107-开关器件；

108-整流模块；

109-极性检测模块；

110-状态存储模块；

111-复位结构；

112-电路板；

113-导光件；

114-上壳；

115-按键本体；

116-透光部；

117-中壳；

118-防水层；

119-传动摇杆；

120-底壳；

121-天线；

122-降压稳压模块。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

下面以具体地实施例对本实用新型的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

图1是本实用新型一实施例中具有发光模块的自发电开关中发光模块的供电原理示意图；图2a是本实用新型一实施例中具有发光模块的自发电开关的爆炸结构图一；图2b是本实用新型一实施例中具有发光模块的自发电开关的爆炸结构图二；图2c是本实用新型一实施例中具有发光模块的自发电开关的爆炸结构图三。

请参考图1、图2a至图2c，具有发光模块的自发电开关1，发电机 101、发光模块202、按键本体115与复位结构111；所述发电机101的线圈具有第一端与第二端；

所述按键本体115能够在外力作用下直接或间接触动所述发电机101，例如可触动发电机101的发电拨片，通过该触动，可以使得：所述发电机 101的线圈的第一端与第二端间产生对应的第一感应电压；

所述复位结构111能够在所述外力释放后驱动所述发电机101复位，例如可使得发电拨片恢复其位置，通过该复位，可以使得：所述发电机的线圈的第一端与第二端间产生对应的第二感应电压；

所述第一感应电压与所述第二感应电压的极性相反。

其中的发电机101，可以为任意能够将机械能转换为电能的构造，例如可以具有软磁体与永磁体，发电机101的线圈可以缠绕于永磁体，通过软磁体与永磁体的相对位置发生变化，可在线圈产生感应电压。任意能够将机械能转换为电能的方式，均不脱离本实施例的描述。

本实施例中，所述发光模块102发光所使用的电能直接或间接来自所述第一感应电压和/或所述第二感应电压所提供的电能。

本实施例所涉及的自发电开关，其中按键本体115的数量可以是任意的，例如图2a中所示的一个，也可例如图2b与图2c所示的三个，其中发电机101的数量可以是任意的，例如图2a与图2b所示的一个，也可以是图 2c所示的三个。

在图2a所示的自发电开关中，其可包括上壳114与底壳120，两者可盖合形成内部空间，内部空间内可设有复位结构111、电路板112，其中上盖 114还可设有按键本体115与透光部116，透光部116内侧可设有导光件 113，该电路板112或其他电路板可设有发光模块，发光模块的发光可经导光件113导光至透光部116，从而对外出光。无线通信模块的天线121可设有上盖与底壳的连接处。

其中的复位结构111可以包括复位弹簧，按键本体115可直接或间接传动连接动发电机101的发电拨片，复位弹簧可连接该发电拨片或经其他结构传动发电拨片和/或按键本体115。

在图2b所示的自发电开关中，其可包括按键本体115、复位结构111、电路板112、发电机101、导光件113、透光部116、中壳117、防水层 118、传动摇杆119与底壳120。

其中，电路板112可设有发光模块，该发光模块的发光可经导光件113 传导至按键本体115的透光部116，中壳117可盖合于底壳120，形成内部空间，电路板112、发电机101、防水层118、传动摇杆119均可设于该内部空间，其中，发电机101、复位结构111与传动摇杆119均可设于电路板 112的上侧表面，按键本体115下按时可经传动摇杆119触发发电机101的发电拨片，复位结构111可连接发电机101的发电拨片从而带动其复位。

图3a是本实用新型一实施例中本实用新型一实施例中线圈两端的构造示意图一；图3b是本实用新型一实施例中本实用新型一实施例中线圈两端的构造示意图二；图3c是本实用新型一实施例中下按与回弹时的脉冲电压示意图；图4是本实用新型一实施例中具有发光模块的自发电开关的构造示意图一；图5是本实用新型一实施例中具有发光模块的自发电开关的构造示意图二；图6是本实用新型一实施例中具有发光模块的自发电开关的构造示意图三。

请参考图3a至图3c，在利用发电机发电时，假定其被触动的方式为下压，对应的复位的方式为回弹，则：发电机的两个管脚可直接或间接连接线圈的第一端与第二端，故而也可将其视作是线圈的第一端与第二端，一种情形下(例如下按时)，其第一端可例如图3a所示的1脚，为负极，第二端可例如图3a所示的2脚，为正极，在另一种情形下(例如回弹时)，其正负极的极性可相反，两种情形对应产生的电压可如图3c所示。

可见，在具体的自发电开关中，其可具有下压与回弹的电压的极性相反的特点，在一种实施方式中，在下压时，正向的电压可用于通过整流和储能电路，给后端电路供电，而在回弹时，利用回弹的电能，驱动发光模块发光 (例如闪烁)。

故而，请参考图4，所述发光模块102包括第一二极管D1、第二二极管D2与储能模块103；

所述线圈1011的第一端分别连接至所述第一二极管D1的负极与所述第二二极管D2的正极，所述第二二极管D2的负极连接至所述储能模块103 的第一端；所述线圈1011的第二端分别连接至所述第一二极管D1的正极与所述储能模块103的第二端。

基于该电路的一种实施方式中，所述第一二极管D1可以为发光二极管，对应的，第二二极管D2可以起到整流作用，进而可作为整流二极管。另一种实施方式中，两者的功能也可互换，进而，所述第二二极管D2为发光二极管，第一二极管D1起到整流的作用，此时，可利用下压的时候的电压驱动发光二极管，回弹时候的电压为后端电路供电。

其中，所述发光二极管可以与限流电阻(未图示)串联，进而起到保护作用。该限流电阻的阻值的取值范围可以是10欧到10K欧。

请参考图5，其中的储能模块103可以为电容C1，也可以不限于该电路形式，任意能够实现储能的电路模块，均可应用于此，同时，也可配置有为了储能而对电信号进行处理的任意器件或器件的组合。

请参考图5，所述的自发电开关1，还可包括稳压模块104、无线通信模块105与处理模块106。

其中，所述稳压模块104分别连接所述处理模块106与所述无线通信模块105，所述储能模块103(例如电容C1)的两端还连接稳压模块，所述稳压模块104用于对所述储能模块103的供电进行稳压、升压、降压中至少之一调整，得到调整后电压，并利用所述调整后电压为所述处理模块106与所述无线通信模块105供电。其中的无线通信模块105可例如是射频通信模块。

以上方案中，利用了发光二极管的单向导电性和发电机的按压和回弹的极性相反的特点，在具体应用时，如前文所提及的，可以是在下压时驱动发光二极管发光，也可以是在下压时驱动发光二极管发光。

若是在回弹的时候驱动发光二极管发光，同时可旁路掉主电路(例如储能模块)，减小回弹时的反向电压对后端电路的影响，以及降低对正向整流二极管的反向耐压的要求。比如：在没有该发光二极管的情况下，如果发电机的发电脉冲电压为20V，整流充电后电容电压为5V，那么，整流二极管的反向耐压需要至少20V。而因为有了该发光二极管，正向整流二极管的反向耐压值需要在电容充满电之后，阻值电容反向通过发电机线圈漏电即可，因此，其反向耐压仅需要5V。

请参考图6，在另一种举例中，也可直接采用发光二极管来作为整流二极管，进而，所述发光模块包括能够用于整流的发光二极管，所述自发电开关包括储能模块103，所述发光二极管D3的正极连接所述线圈的第一端或第二端，所述发光二极管D3的负极连接所述储能模块103。

该方案下，可直接利用下压(或回弹)的时候发光，进一步节省BOM 成本。其中，节省了整流二极管，也就节省了整流二极管对应的压降产生的电能浪费，实际从总的能量利用率(发光模块+后端电路发送信号)的角度来看，提高了能量利用率。

以上图3至图6所示的方案可应用于例如图2a所示的一个自发电开关仅具有一个按键本体的方案中，也不排除应用于例如图2b与图2c所示的具有多个按键本体的方案中。

若应用于具有多个按键本体的方案，以图2c为例，所述发电机与所述发光模块的数量为两个，每个发光模块对应连接于一个发电机。进而有针对性地对每个发电机所对应的(一个或多个)按键本体的下压进行显示。

若应用于具有多个按键本体的方案，以图2b为例，因其仅具有一个发电机，故而，每一个按键本体的下压都会带来发光二极管的发光，可见，其会带来无法区分不同按键的缺陷。

为了弥补以上缺陷，本实施例提供了图7至图11的解决方案。

图7是本实用新型一实施例中具有发光模块的自发电开关的构造示意图四；图8是本实用新型一实施例中具有发光模块的自发电开关的构造示意图五；图9是本实用新型一实施例中发光模块的电路示意图；图10是本实用新型一实施例中具有发光模块的自发电开关的构造示意图六；图11是本实用新型一实施例中极性检测模块的电路示意图；图12是本实用新型一实施例中发电机输出电压与极性检测模块输出电压的示意图。

在该类实现方式中，可将发光模块102的发光控制与发光模块102的供电区分开来。

请参考图7，所述的自发电开关1，还包括处理模块106与开关器件 107，所述开关器件107在所述发电机101直接或间接被对应的按键本体触动时同时被触发；具体可通过传动摇杆119等部件的传动或者在结构上的其他方式实现开关器件107的被触发与发电机101的被触动能够同时发生。

所述开关器件107连接所述处理模块106的第一端口，用于在对应开关器件107被触发时向所述处理模块反馈触发信号；

所述处理模块106的第二端口连接所述发光模块102，用于向所述发光模块102发送用于控制所述发光模块102发光的发光信号。

其中的第一端口与第二端口可以为处理模块106任意的IO口。第一端口可理解为任意用于与开关器件107连接的端口，第二端口可理解为任意与发光模块102连接的端口。

通过以上方式，可以为以下处理提供硬件基础：处理模块106可基于开关器件107的通断情况控制与该开关器件107与按键本体115相对应的发光模块102或者发光模块102中与之对应的部分(例如其中的某个LED单元或LED)发光，即：以上方案为有针对性地控制发光提供了硬件基础。

故而，在具体实施过程中，发光信号可以是处理模块106根据触发信号而发出的，例如可预先指定某第一端口与某第二端口之间的对应关系，再根据所接收到的触发信号是哪一个第一端口或其所涵盖的键值，来向对应的第二端口发出发光信号。

请参考图8，自发电开关1，还可包括整流模块108与储能模块103。

所述整流模块108的第一侧分别连接所述线圈的第一端和/或第二端，以对所述线圈输出的第一感应电压和/或第二感应电压进行整流，得到整流后电压；其中，整流模块108可以是单个二极管，也可以是半桥整流的电路，还可以是全桥整流的电路。

所述整流模块的第二侧连接所述储能模块103，以将所述整流后电压输送至所述储能模块103进行存储；该储能模块103可参照前文的相关描述理解。

所述处理模块106与所述发光模块102的供电均是所述储能模块103直接或间接提供的。

由于自发电开关的可控制是基于其对外发送的报文来实现的，故而，其中一种实施方式中，请参考图8，自发电开关1，还包括无线通信模块 105，所述处理模块106的第三端口连接所述无线通信模块，以利用所述无线通信模块105发出报文信息。

为保障较低的电能消耗，该无线通信模块105可以为射频通信模块。

进而，所述的自发电开关1还可包括降压稳压模块122，所述降压稳压模块122分别连接所述储能模块103、所述射频通信模块与所述处理模块 106，所述降压稳压模块122用于对所述储能模块103输出的供电电压进行降压，得到降压后电压，并将所述降压后电压供应至所述处理模块106与所述射频通信模块。

其中的降压稳压模块122，可以是任意可实现降压的电路模块，进一步可以同时还实现稳压的调整，具体实施过程中，可采用任意的DC-DC电压变换电路来实现，也可进一步配合稳压二极管等稳压器件来实现。

在以上方案中，因为在后端的射频通信模块(可以是一个射频芯片)可以工作的前提下尽量降低电压，可以降低射频部分的电能消耗，提高使用的可靠性，故而，需要利用降压稳压模块122进行降压。

然而，在利用降压稳压模块122进行降压后，其降压后电压可能无法满足发光模块102的发光需求，例如：若在板子上使用3组5只LED，其中可例如包括蓝色LED，降压稳压模块122降压后的电压可例如是2V，不足以使得蓝色LED导通。为了能顺利驱动LED，需使用高压了。

可见，具体实施过程中，所述储能模块103的最高电压高于所述发光模块发光所需的电压，其可理解为储能模块103的最高电压(经分压之后或未经分压)作用于发光模块中LED时，LED两端的电压能够高于该LED的导通电压，所述降压稳压模块的输出电压低于所述发光模块发光所需的电压，其可理解为降压稳压模块的输出电压(经分压之后或未经分压)作用于发光模块中LED时，LED两端的电压低于该LED的导通电压。

为了实现以上所提及的高压，在一种实施方式中，所述的自发电开关，还可包括升压稳压模块(未图示)，其可以与降压稳压模块整合在一起进而共用部分器件，也可以是单独的模块，其也可以是DC-DC电压变换电路。

所述升压稳压模块分别连接所述降压稳压模块122与所述发光模块 102，用于对所述降压后电压进行升压，得到升压后电压，并将所述升压后电压供应至所述发光模块102。例如，可利用升压稳压模块将2V升高至3V 左右的电压供应至发光模块102。

该方案需要额外的电源电路增加成本外，因DC-DC升压电路普遍使用开关电源，会引入频率比较高的开关信号，容易对射频性能产生消极影响。

故而，本实施例还提供了另一种实施方式中，所述储能模块103可连接所述发光模块102，以将所述供电电压提供至所述发光模块102，进而，发光模块102所使用的电压即为降压之前的供电电压。

该方案可直接使用储能模块103的供电电压(例如可表征为Vin)实现发光模块102的发光，不需要额外增加器件，也不会因引入高频开关信号而对射频性能产生影响。

请参考图9，所述开关器件107与所述按键本体的数量为N个，其中的 N为大于或等于2的整数；图9是以N＝3为例进行描述的，但其数量也可不限于N。

所述发光模块102包括与N个按键本体一一对应的N个LED单元 1021，每个LED单元1021与一个三极管串联后连接于所述储能模块提供的供电电压Vin与地之间；每个三极管的基极分别连接一个第二端口。

所述处理模块106的第二端口具体连接所述三极管的基极，用于向所述三极管发送所述发光信号，以使得所述三极管导通。

具体的，三极管Q1、三极管Q2与三极管Q3的基极分别连接至处理模块106不同的第二端口，三极管采用NPN型为例，以上三极管Q1、三极管 Q2与三极管Q3的集电极可连接至LED单元1021，发射极可接地。

具体实施过程中，在使用图9所示电路时，针对于储能模块的供电供电 Vin，其信号幅度虽说被并联于储能模块的电容的稳压管限定在合理范围内，但为了降低耗电量和保护LED考虑，在使用时可加上限流电阻。

故而，所述发光模块102还包括N个限流电阻，每个限流电阻与一个 LED单元1021串联。该限流电阻具体可以为限流电阻R11、限流电阻R12 与限流电阻R13，通过限流电阻可有效对LED单元与三极管进行保护。

具体实施过程中，所述发光模块102还包括N个下拉电阻，所述下拉电阻的一端连接至所述第二端口，所述下拉电阻的另一端连接至地。该下拉电阻具体可以为下拉电阻R21、下拉电阻R22与下拉电阻R23，其分别可经分压电阻R31、分压电阻R32与分压电阻R33连接至第二端口，该下拉电阻并联于对应三极管的基极与发射极，可将对应的第二端口下来，进而，处理模块可根据第二端口是否下来判断该端口是否连接了对应的一路LED单元及其三极管。

以图9为例，其中至少之一LED单元包括互相并联的至少两个LED，其可例如左侧的LED单元，其可包括LED1与LED2，也可例如最右侧的 LED单元，其可包括LED4与LED5，部分LED单元1021也可仅具有单个 LED，例如中间LED单元，其可包括LED3。其中，所并联的两个LED可以是不同颜色的，也不排除其为相同颜色的情形，此外，并联的LED的数量也可不限于图中所示的一个或两个，还可以是三个或三个以上。

基于以上电路，所述处理模块106的电路可被配置为能够在任意一个第一端口接收到所述触发信号时，利用一个第二端口向对应的三极管发出所述发光信号。同时，也可通过对处理模块106写入相应程序保障其能够实现该功能。

以上方案中，采用三极管作为输出控制而不直接用IO口控制，一方面，可避免用IO口(例如第二端口)驱动时，因电压过高而损坏IO，另一方面，IO直接驱动的方式，在上电时处理模块(例如MCU)还未开始工作时LED会处于导通状态直到MCU上电完成，这个过程LED会闪亮一下并不受控制，其可能会给用户带来错误的反馈。

不过，本实施例的其他可选方案中，除了图9所示电路，本实施例也不排除利用IO口(例如第二端口)直接驱动的方式。

在使用以上电路图7至图9所示构造进行控制与驱动的过程中，整流模块可以是半桥整流模块，进而，其可在下压时或回弹时进行储能，进而供应至发光模块、处理模块与无线通信模块，例如，可在下压时储能，在回弹时未接收到电压，不具有电能。

可见，在使用半桥整流模块的情况下，可在下压或回弹时控制发光模块发光(例如闪烁)并控制无线通信模块发送报文信息，具体可控制按键对应的发光模块发光，发出按键对应的报文信息(其中可包括开关ID与键值中至少之一)。

具体应用时，其应用过程可例如：

S201：用户按压自发电开关，发电机可被触动发电，同时开关器件可被触发导通；

S202：处理模块读取开关器件导通而产生的触发信号；

通过步骤S202可获悉此时接收到触发信号的第一端口是哪一个，进而，触发信号中可包含键值，或可被处理模块识别出键值(例如处理模块可预先存储了每个端口对应什么键值)；

S203：根据已知的对应关系，通过发出发光信号，驱动对应的LED发光；

具体可例如驱动对应的三极管导通，此时发光模块也可自储能模块取到电，进而，既收到了控制发光的信号，又具有发光所需的电压，可实现发光，其中的发光可以是闪烁一次或多次，也可以是持续发光一段时间；通过处理模块可对其进行任意配置；

例如：在驱动了对应的LED发光之后，可经过合适的时间关闭该 LED，以便控制指示灯的耗电量，避免影响无线信号的发送。其中，发光的时间在例如在0.1ms—20ms之间。

S204：处理模块形成报文信息，再通过无线通信模块(例如射频通信模块)将该报文信息发送出去；

其中的报文信息可例如包括键值、开关ID等至少之一，在配置了极性识别模块的情况下，还可包括其产生的极性信息。

在使用以上电路图7至图9所示构造进行控制与驱动的过程中，整流模块也可以是全桥整流模块，其可保障下压与回弹时均可储能，从而便于应对各种功能的实现以及需求。

使用全桥整流模块可有利于应对部分特殊场景，例如需要提高操控可靠性的场景，又例如在调光控制时，在使用下压时的信号的同时，可能还需要利用回弹时的信号来进行调光。

故而，基于图7至图9所示的构造，本实施例的可选方案还进一步对其进行了改进，使其能够在使用全桥整流模块的情况下进行处理。

一种实施方式中，可配置极性识别模块109，利用极性检测模块109向处理模块反馈当前发电机是按下还是回弹的动作。

即：请参考图10，所述的自发电开关1，其特征在于，还包括极性检测模块109，所述极性检测模块109的第一端连接所述线圈的第一端或第二端，所述极性检测模块109的第二端连接所述处理模块106的第四端口，该第四端口可以是IO口，其可理解为是用于与极性检测模块连接的端口。

所述极性检测模块109用于检测所述线圈的第一端与第二端间感应电压的极性，得到用于表征极性的极性信号，并将所述极性信号发送至所述处理模块，以利用所述极性信号作为所述处理模块106发出所述发光信号和/或所述报文信息的依据。

基于极性检测模块109，处理模块可便于自由配置发送报文信息，以及控制发光模块发光的时机，例如：可以在检测到按下时发报文，也可在检测到回弹时发报文，可以在检测到按下时发光，也可在检测到回弹时发光。当然，在部分方案中，还需结合后文所涉及的状态存储模块才能实现。

在图11所示的电路中，提供了一种较为简单的极性识别模块109，但本实施例并不限于此，任意可识别出极性并向处理模块反馈的方案，均不脱离本实施例的描述。

请参考图11，所述极性检测模块109可以包括极性检测二极管D4、极性检测电容C2、极性检测第一电阻R41与极性检测第二电阻R42。

所述极性检测二极管D4的正极连接所述极性检测电容C2的第一端、所述极性检测第一电阻R41的第一端，以及所述线圈的第一端或第二端；所述极性检测电容C2的第二端接地，所述极性检测第一电阻R41的第二端与第二极限检测电阻R42的第一端共接于所述处理模块的第四端口，所述极性检测第二电阻R42的第二端也接地。

在以上电路中，按下回弹检测过程中，利用了极性检测电容C2、极性检测第一电阻R41与极性检测第二电阻R42组成的RC充放电电路，同时极性检测二极管D4可起到单向隔离作用，例如可被配置为仅正极性脉冲(其可例如为按下时的电压脉冲)可以通过该二极管抵达RC充放电电路给极性检测电容C2充电。

请结合图12a，其示意了一个正极性电压脉冲，当极性检测电容C2的电压充至与正极性脉衰减几乎一致时充电结束；当正极性脉冲消失后的一段时间里，极性检测电容C2持续通过两个电阻回路放电，当R41+R42选择比较大的参数时,RC放电时间常数就会比较大，即：极性检测模块的输出至处理模块的电路节点(其可表征为PLUS_DETEC点)可提供较长时间的高电压供处理模块进行检测。

其中，极性检测第一电阻R41与极性检测第二电阻R42的比例关系可用于调节极性检测模块的输入侧连接发电机的电路节点(其可表征为 PLUS_DETEC点)的最大允许电压，防止电压过高损坏IO口(即第四端口)。

针对于图12b，按下回弹时的波形如图12b中下侧的曲线，上侧的曲线为是PLUS_DETEC点的波形图，从中可见，左边表示了回弹(pulse_N正脉冲)时的波形,右边表示了按下(pulse_P正脉冲)时的波形。进而，处理模块可利用PLUS_DETEC点电压的差别自动识别按下回弹的动作。

在图12a与图12b中，横轴表示时间，竖轴表示电压。

一种具体应用时，可基于极性检测将处理过程配置为在按下时发送报文信息，且控制发光模块发光，在回弹时仅发送报文信息。其过程具体可例如：

S301：用户按压自发电开关，发电机可被触动发电，同时开关器件可被触发导通；

S302：处理模块可读取极性检测模块的极性信号；

S303：处理器根据极性信号判断所发生的是按压动作还是回弹动作；

进而，可在判断是按压动作时执行步骤S304至S306，在判断是回弹动作时仅执行步骤S306；其中：

S304：处理模块读取开关器件导通而产生的触发信号；触发信号中可包含键值，或可被处理模块识别出键值(例如处理模块可预先存储了每个端口对应什么键值)；

S305：根据已知的对应关系，通过发出发光信号，驱动对应的发光模块或发光模块中对应的LED发光；

S306：处理模块形成报文信息；

报文信息可例如包括键值、开关ID等至少之一，在配置了极性识别模块的情况下，还可包括其产生的极性信息；

进而，在完成以上过程后，可执行步骤S307：发送报文信息。还需指出，以上虽阐述了极性检测模块应用于与全桥整流模块配合使用的实施方式，但是，本实施例也不排除极性检测模块应用于与半桥整流模块或其他构造的整流模块配合使用的实施方式，其识别极性的方式均可参照于前文所描述的理解。

同时，若自发电开关中发电机的数量为至少两个，例如图2c所示的构造，则：所述发电机101与所述极性识别电路109的数量为至少两个，每个所述极性识别电路109连接一个发电机，以检测得到对应发电机的极性信号并发送至所述处理模块。

通过以上步骤S301至步骤S307的举例可以看出，之所以将其配置为在下按时控制发光模块发光，是因为在回弹时开关器件并未被触发，此时处理模块无法获悉之前被触发过的开关器件是哪个。

具体而言，对于多键开关来说，只能在下压时控制发光模块发光，如果想要在回弹时也发光，则无法区分开该驱动哪一个LED发光。进而，一种解决方案是将其配置为，无论是哪个按键被按下然后松开，松开的时候都是驱动同一个/组LED发光，本实施例虽然也不完全排除该方案，但是，该方案无法有针对性地控制按键对应的LED发光。

可见，仅基于极性检测模块，还不能完全实现自由的配置。

针对于此，其中一种实施方式中，请参考图10，所述的自发电开关，还包括状态存储模块110，所述处理模块106连接所述状态存储模块110，以交互产生触发信号的开关器件的键值。

其中的交互，可例如包括：在下压时，处理模块106可读取触发信号，从而确定键值，将该键值发送至状态存储模块110进行存储，在回弹时，处理模块106可自状态存储模块110读取该键值。

可见，通过处理模块与状态存储模块110之间的交互，可为回弹时的控制发光提供硬件基础。进而，可自由地对发光、发出报文的时机进行配置，例如可以在按下时发光，也可以在回弹时发光，还可以在按下与回弹时均发光；再例如可以在按下时发报文，也可以在回弹时发报文，还可以在按下与回弹时均发报文。

此外，其中的状态存储模块110可以是经由降压稳压模块122供电的。

在一种具体应用时，处理过程可例如：

按下时，可以包括：

S401：按下自发电开关时，发电机101产生正极性能量脉冲，该脉冲经整流、储能、稳压等处理后供给处理模块106、状态存储模块110，无线通信模块105；该脉冲不会流向极性检测模块109，不改变极性检测模块109 的状态；

S402：处理模块106获取到电能后，可获取极性检测模块109的状态，例如：若极性检测模块反馈的极性信号的状态未改变，可视作当前所执行的是按下动作；

S404：按下时相应通道(即连接相应端口)的开关器件会导通，检测结束后，所有通道的状态总和可以一个或多个键值的形式记录下来，该键值记录有当前是哪个或哪几个通道按键被按下了；

S404：针对于识别到被按下的按键，可将其键值发送至状态存储模块 (断电后数据不会丢失的电路器件或器件的组合，例如EEROM)中；

S405：将和按键对应的LED点亮闪烁；

S406：将相应的键值和其他功能性信息(例如开关ID、极性信息等等)通过无线通信模块发送出去；

回弹时，可以包括：

S501:与按下时相似，回弹时发电机101产生与按下时相反极性能量脉冲，该脉冲经整流、储能、稳压等处理后供给处理模块106、状态存储模块 110，无线通讯模块105、状态存储模块110；不同的是该脉冲一小部分会流向极性检测模块109，改变极性检测模块109的状态；

S502:处理模块106获取到电能后，可获取极性检测模块109的状态，如若极性检测模块反馈的极性信号的状态已改变，可视作当前所执行的是回弹的动作；

S503：处理模块106读取状态存储模块(例如EEROM)获取按下时存储的键值信息，然后休眠除了状态指示模块外其他所有的装置以节省能量；

S504:根据键值信息驱动相应通道的LED，将和按键对应的一个或多个 LED点亮闪烁；

S505:将相应的键值和其他功能性信息(例如开关ID、极性信息等等) 通过无线通讯模块发送出去。

还需指出，以上为了能够将所有过程均描述出来，在回弹与按下的过程中均写了发出信息与控制发光的处理环节中，但是，在实际应用过程中，不论是按下时还是回弹时，均也可择一实施。根据实际的需求和应用场景，可对其进行任意的配置。

综上，本实施例提供的具有发光模块的自发电开关中，设有发光模块，进而，用户在使用自发电开关时，可以借助发光模块对外的出光获悉自发电开关的相关信息，例如能够获悉按键是否被充分按下。可见，本实施例为自发电开关的对外反馈提供了硬件基础。同时，本实施例进一步利用发电机的第一感应电压和/或第二感应电压所产生的电能直接或间接为该发光模块供电，满足了发光模块的用电需求。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (21)

1.一种具有发光模块的自发电开关，其特征在于，包括：发电机、发光模块、按键本体、复位结构、储能模块、整流模块、处理模块与无线通信模块；所述发电机的线圈具有第一端与第二端；

所述按键本体能够在外力作用下直接或间接触动所述发电机，以使得：所述发电机的线圈的第一端与第二端间产生对应的第一感应电压；

所述复位结构能够在所述外力释放后驱动所述发电机复位，以使得：所述发电机的线圈的第一端与第二端间产生对应的第二感应电压；

所述第一感应电压与所述第二感应电压的极性相反；

所述发光模块发光所使用的电能直接或间接来自所述第一感应电压和/或所述第二感应电压所提供的电能；

所述整流模块的第一侧分别连接所述线圈的第一端和/或第二端，以对所述线圈输出的第一感应电压和/或第二感应电压进行整流，得到整流后电压；

所述整流模块的第二侧连接所述储能模块，以将所述整流后电压输送至所述储能模块进行存储；所述处理模块与所述无线通信模块的供电均是所述储能模块直接或间接提供的；所述储能模块包括电容；

所述处理模块连接所述无线通信模块，以利用所述无线通信模块对外发出报文信息。

2.根据权利要求1所述的自发电开关，其特征在于，所述发光模块包括第一二极管，所述整流模块包括第二二极管；

所述线圈的第一端分别连接至所述第一二极管的负极与所述第二二极管的正极，所述第二二极管的负极连接至所述储能模块的第一端；所述线圈的第二端分别连接至所述第一二极管的正极与所述储能模块的第二端；所述第一二极管为发光二极管。

3.根据权利要求2所述的自发电开关，其特征在于，所述发光二极管与限流电阻串联。

4.根据权利要求2至3任一项所述的自发电开关，其特征在于，还包括稳压模块，所述稳压模块分别连接所述处理模块与所述无线通信模块，所述储能模块的两端还连接稳压模块，所述稳压模块用于对所述储能模块的供电进行稳压、升压、降压中至少之一调整，得到调整后电压，并利用所述调整后电压为所述处理模块与所述无线通信模块供电。

5.根据权利要求2至3任一项所述的自发电开关，其特征在于，所述发电机与所述发光模块的数量为至少两个，每个发光模块对应连接于一个发电机。

6.根据权利要求1所述的自发电开关，其特征在于，还包括开关器件，所述开关器件在所述发电机直接或间接被对应的按键本体触动时同时被触发；

所述开关器件连接所述处理模块的第一端口，用于在对应开关器件被触发时向所述处理模块反馈触发信号；

所述处理模块的第二端口连接所述发光模块，用于向所述发光模块的至少之一发光单元发送用于控制对应发光单元发光的发光信号，所述至少之一发光单元与被触发的开关器件相对应。

7.根据权利要求6所述的自发电开关，其特征在于，所述无线通信模块为射频通信模块，所述的自发电开关还包括降压稳压模块，所述降压稳压模块分别连接所述储能模块、所述射频通信模块与所述处理模块，所述降压稳压模块用于对所述储能模块输出的供电电压进行降压，得到降压后电压，并将所述降压后电压供应至所述处理模块与所述射频通信模块。

8.根据权利要求7所述的自发电开关，其特征在于，所述储能模块连接所述发光模块，以将所述供电电压提供至所述发光模块，所述储能模块的最高电压高于所述发光模块发光所需的电压，所述降压稳压模块的输出电压低于所述发光模块发光所需的电压。

9.根据权利要求7所述的自发电开关，其特征在于，还包括升压稳压模块，所述升压稳压模块分别连接所述降压稳压模块与所述发光模块，用于对所述降压后电压进行升压，得到升压后电压，并将所述升压后电压供应至所述发光模块。

10.根据权利要求7至9任一项所述的自发电开关，其特征在于，所述开关器件与所述按键本体的数量为N个，其中的N为大于或等于2的整数；

所述发光模块中的发光单元包括与N个按键本体一一对应的N个LED 单元，每个LED单元与一个三极管串联后连接于所述储能模块提供的供电电压与地之间；每个三极管的基极分别连接一个第二端口；

所述处理模块的第二端口具体连接所述三极管的基极，用于向所述三极管发送所述发光信号，以使得所述三极管导通。

11.根据权利要求10所述的自发电开关，其特征在于，所述发光模块还包括N个限流电阻，每个限流电阻与一个LED单元串联。

12.根据权利要求10所述的自发电开关，其特征在于，所述发光模块还包括N个下拉电阻，所述下拉电阻的一端连接至所述第二端口，所述下拉电阻的另一端连接至地。

13.根据权利要求10所述的自发电开关，其特征在于，其中至少之一LED单元包括互相并联的至少两个LED。

14.根据权利要求10所述的自发电开关，其特征在于，所述处理模块的电路被配置为能够在任意一个第一端口接收到所述触发信号时，利用一个第二端口向对应的三极管发出所述发光信号。

15.根据权利要求14所述的自发电开关，其特征在于，所述整流模块为半桥整流模块。

16.根据权利要求7至9任一项所述的自发电开关，其特征在于，还包括极性检测模块，所述极性检测模块的第一端连接所述线圈的第一端或第二端，所述极性检测模块的第二端连接所述处理模块的第四端口，所述极性检测模块用于检测所述线圈的第一端与第二端间感应电压的极性，得到用于表征极性的极性信号，并将所述极性信号发送至所述处理模块，以利用所述极性信号作为所述处理模块发出所述发光信号和/或所述报文信息的依据。

17.根据权利要求16所述的自发电开关，其特征在于，所述极性检测模块包括极性检测二极管、极性检测电容、极性检测第一电阻与极性检测第二电阻；

所述极性检测二极管的正极连接所述极性检测电容的第一端、所述极性检测第一电阻的第一端，以及所述线圈的第一端或第二端；所述极性检测电容的第二端接地，所述极性检测第一电阻的第二端与第二极限检测电阻的第一端共接于所述处理模块的第四端口，所述极性检测第二电阻的第二端也接地。

18.根据权利要求16所述的自发电开关，其特征在于，还包括状态存储模块，所述处理模块连接所述状态存储模块，以交互产生触发信号的开关器件的键值。

19.根据权利要求16所述的自发电开关，其特征在于，所述整流模块为全桥整流模块。

20.根据权利要求16所述的自发电开关，其特征在于，所述发电机与所述极性检测模块的数量为至少两个，每个所述极性检测模块连接一个发电机，以检测得到对应发电机的极性信号并发送至所述处理模块。

21.根据权利要求1所述的自发电开关，其特征在于，所述发光模块包括能够用于整流的发光二极管，所述自发电开关还包括储能模块，所述发光二极管的正极连接所述线圈的第一端或第二端，所述发光二极管的负极连接所述储能模块。

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