CN211403192U - 单火单控多控智能墙壁开关 - Google Patents

Abstract

一种单火单控多控智能墙壁开关，包括输入控制模块和负载控制模块；输入控制模块包括单片机（或者模组自带处理器）和开关同步调制解调电路；开关同步调制解调电路的一端作为开关间控制信号端；负载控制模块一端与单片机连接，另一端分别作为负载控制输出端连接有负载和作为火线输入端连接有火线；负载控制模块包括继电器或可控硅；本实用新型实现了利用单火线输入方式，可以直接原位替换传统机械墙壁开关的安装；通过开关间控制信号端的物理接线即可实现该单火单控多控智能墙壁开关对负载的双控或多控控制；通过在单火单控多控智能墙壁开关内植入物联网模组，提供了智能终端远程控制、语音控制、场景控制等各种远程非接触式控制负载的手段，为智能开关的市场普及带来了方便。

Description

单火单控多控智能墙壁开关

技术领域

本实用新型涉及电学领域，尤其涉及开关技术，特别是一种单火单控多控智能墙壁开关。

背景技术

墙壁开关是生产生活照明控制的必要产品，一直以来，开关均为通过带触点的机械结构的动作来控制灯具/光源的火线通断来达到启闭功能，所以，墙壁内的开关安装盒体内只有火线输入与负载控制线输出（即火进火出），没有零线。部分场合普遍使用两个双控墙壁开关分别从建筑物的两个位置控制同一个负载。例如，卧室中，房门处的开关和床头的开关控制同一盏灯。现有技术中，上述双控墙壁开关实质是单刀双掷开关，各自包括一个动触头、一个第一静触头和一个第二静触头，一个单刀双掷开关的第一静触头与另一个单刀双掷开关的第一静触头通过导线连接，一个单刀双掷开关的第二静触头与另一个单刀双掷开关的第二静触头通过导线连接，一个单刀双掷开关的动触头与交流电源火线连接，另一个单刀双掷开关的动触头与负载的火线接线端连接，负载的零线接线端与交流电源零线连接。

目前，市场上的100%存量建筑、约80%新建建筑的照明预埋布线方式为传统机械开关控制火线通断模式，随着IOT（物联网）、AI（人工智能）技术的广泛应用普及，智能化建筑内容其中之一即照明控制智能化，开关智能化是建筑智能化的必要能力，而对于智能开关而言，其开关产品本身供电为低压直流，一般的实现方式是智能开关需要连入零火线，这对于行业普遍布线的设计现状大相径庭（既有建筑物墙壁内的开关安装盒体内没有布设零线或者难以增加零线），因此给智能开关的安装带来不便，从而也给智能开关的普及带来不利。因此，现有技术中提出了单火智能开关，这种单火智能开关包括一个取电电路，从单独一根火线配合负载取得供电而无须另外增加零线，这种取电电路包括关态取电单元和开态取电单元；关态取电单元在负载不工作时向智能开关的控制电路供电，开态取电单元在负载工作时向智能开关的控制电路供电。但是，这种单火智能开关只能实现单控功能，无法从分别从建筑物的两个位置控制同一个负载，不能直接原位替换既有的双控墙壁开关，还需要对码、APP端设置、绑定等软件设置方式来完成安装，不能直接利用传统墙壁开关的墙内预埋电线，安装不方便。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种单火单控多控智能墙壁开关，用于解决现有技术中智能开关不能实现双控功能、安装不便的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供一种单火单控多控智能墙壁开关，包括一个壳体，所述的壳体内设置有一个输入控制模块和三个负载控制模块，任意一个所述的负载控制模块均包括一个开关器件和一个控制所述的开关器件接通或断开的控制电路，所述的控制电路连接有一个控制信号输入端，所述的开关器件的两端分别作为火线连接端和负载连接端；所述输入控制模块包括一个单片机和三个开关同步调制解调电路；所述开关同步调制解调电路与所述单片机连接，且所述开关同步调制解调电路的一端作为开关间控制信号端；所述负载控制模块中控制电路的控制信号输入端与所述单片机连接， 所述单片机连接有一个物联网模组，所述单片机还连接有三个物理机械按键、或者三个电容式触摸传感器，所述的物理机械按键或者电容式触摸传感器按键均设置在壳体的前面板中，所述单片机接收所述的物联网模组、或者物理机械按键、或者电容式触摸传感器的输入控制指令，所述单片机根据所述输入控制指令控制所述负载控制模块的输出，以实现对所述负载的控制。

所述单火单控多控智能墙壁开关的开关间控制信号端通过物理接线方式与另一个单火单控多控智能墙壁开关的一个开关间控制信号端连接，以实现对负载的双控控制。

进一步的，所述单火单控多控智能墙壁开关还包括接错线保护电路；所述接错线保护电路一端与所述单片机连接，另一端与所述开关同步调制解调电路连接。

进一步的，所述单火单控多控智能墙壁开关还包括取电电路；所述取电电路与所述输入控制模块连接，用于为所述输入控制模块供电。

进一步的，任意一个所述取电电路均各自包括关态取电单元和开态取电单元；所述开态取电单元一端与一个所述负载控制模块连接，另一端与所述单片机、所述开关同步调制解调电路连接；所述关态取电单元采用开关电源，所述开关电源与所述负载形成取电环路。

进一步的，所述物联网模组包括ZigBee模块、WiFi模块、蓝牙模块、315/433RF模块中的任意一种。

进一步的，所述负载控制模块是继电器或可控硅。

具体的，本实用新型中所述的单片机、负载控制模块包括继电器或可控硅、物联网模组包括ZigBee模块、WiFi模块和蓝牙模块、315/433RF模块、取电电路包括关态取电单元和开态取电单元、开关同步调制解调电路、接错线保护电路均可采用现有技术中的公知技术方案，本领域技术人员均已了解，在此不再赘述。

如上所述，本实用新型所述的单火单控多控智能墙壁开关，具有以下有益效果：

（1）实现了利用单火线输入方式，并且完全兼容建筑照明的传统布线设计和习惯，从而使得该开关可以直接原位替换传统机械墙壁开关的安装，直接利用传统墙壁开关的墙内预埋电线安装，为用户的安装带来便利；

（2）在不需要任何对码、APP端设置、绑定等软件设置方式的前提下，通过开关间控制信号端的物理接线即可实现该单火单控多控智能墙壁开关对负载的双控或多控控制；

（3）通过在单火单控多控智能墙壁开关内植入物联网模组，提供了智能终端远程控制、语音控制、场景控制等各种远程非接触式控制负载的手段，为智能开关的市场普及带来了方便。

附图说明

图1显示为本实用新型的单火单控多控智能墙壁开关于一实施例中的工作原理框图。

图2显示为本实用新型的单火单控多控智能墙壁开关采用双控工作方式控制灯具于一实施例中的工作原理框图。

图3显示为本实用新型的单火单控多控智能墙壁开关于一实施例中的正面结构示意图。

图4显示为本实用新型的单火单控多控智能墙壁开关的接线端子于一实施例中的结构示意图。

图5显示为本实用新型的一位单火单控多控智能墙壁开关于一实施例中的逻辑控制原理图。

图6显示为本实用新型的二位单火单控多控智能墙壁开关于一实施例中的逻辑控制原理图。

图7显示为本实用新型的三位单火单控多控智能墙壁开关于一实施例中的逻辑控制原理图。

图8显示为本实用新型的单火单控多控智能墙壁开关采用单控方式控制灯具于一实施例中的接线图。

图9显示为本实用新型的单火单控多控智能墙壁开关采用双控方式控制灯具于一实施例中的接线图。

图10显示为本实用新型的单火单控多控智能墙壁开关采用复合方式控制灯具于一实施例中的接线图。

元件标号说明

1 输入控制模块；

101 单片机；

102 开关同步调制解调电路；

2 负载控制模块；

3 负载。

具体实施方式

以下通过特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

本实用新型的单火单控多控智能墙壁开关，实现了利用单火线输入方式，并且完全兼容建筑照明的传统布线设计和习惯，从而使得该开关可以直接原位替换传统机械墙壁开关的安装，直接利用传统墙壁开关的墙内预埋电线安装，为用户的安装带来便利；在不需要任何对码、APP端设置、绑定等软件设置方式的前提下，通过开关间控制信号端的物理接线即可实现该单火单控多控智能墙壁开关对负载的双控或多控控制；通过在单火单控多控智能墙壁开关内植入物联网模组，提供了智能终端远程控制、语音控制、场景控制等各种远程非接触式控制负载的手段，为智能开关的市场普及带来了方便。

如图1所示，于一实施例中，本实用新型的单火单控多控智能墙壁开关包括一个壳体，壳体内设置有一个输入控制模块1和三个负载控制模块2。

所述输入控制模块1包括单片机101和至少一开关同步调制解调电路102；所述开关同步调制解调电路102与所述单片机101连接，且所述开关同步调制解调电路102的一端作为开关间控制信号端；所述开关同步调制解调电路102的数量与所述负载控制模块2的数量相等；所述负载控制模块2一端与所述单片机101连接，所述负载控制模块2的另一端分别作为负载控制输出端连接有负载3和作为火线输入端连接有火线；所述负载控制模块2包括继电器或可控硅。

进一步地，继电器可以是常规继电器或者是磁保持继电器。

所述单片机101接收输入控制指令，所述单片机101根据所述输入控制指令控制所述负载控制模块2的输出，以实现对所述负载3的控制。

需要说明的是，负载控制模块2的数量决定该单火单控多控智能墙壁开关是几位开关；如果负载控制模块2的数量为一，则该单火单控多控智能墙壁开关是一位开关；如果负载控制模块2的数量为二，则该单火单控多控智能墙壁开关是二位开关；如果负载控制模块2的数量为三，则该单火单控多控智能墙壁开关是三位开关等等；一位开关是指一个面板上有一个开关按钮，能控制一组负载；二位开关是指一个面板上有两个开关按钮，能控制两组负载；三位开关是指一个面板上有三个开关按钮，能控制三组负载。开关按钮均设置在壳体的前面板中。

需要说明的是，图1是以一三位开关为例进行的说明。

于一实施例中，所述单火单控多控智能墙壁开关的所述开关间控制信号端通过物理接线方式与另一单火单控多控智能墙壁开关的一开关间控制信号端连接，以实现对所述负载的双控控制。

如图2所示，为单火单控多控智能墙壁开关采用双控方式控制灯具（相当于负载3）的工作原理框图。

进一步地，将一单火单控多控智能墙壁开关的开关间控制信号端通过物理接线方式分别与多个单火单控多控智能墙壁开关的一开关间控制信号端连接，则可实现对负载的多控控制。

需要说明的是，现有市场上的智能开关需要借助无线对码、有线对码、APP设置、软件配置等任何软件设定才能实现双控或多控控制，该单火单控多控智能墙壁开关只需要通过物理接线的方式（与传统机械开关类似）即可形成双控或多控。

于一实施例中，所述单火单控多控智能墙壁开关还包括接错线保护电路；所述接错线保护电路一端与所述单片机连接，另一端与所述开关同步调制解调电路连接。

需要说明的是，该接错线保护电路用于在该单火单控多控智能墙壁开关接错线时保护该单火单控多控智能墙壁开关以及报警提示纠正接线，以防止错接线损坏开关造成安全隐患。

于一实施例中，所述单火单控多控智能墙壁开关还包括取电电路；所述取电电路与所述输入控制模块连接，用于为所述输入控制模块供电。

于一实施例中，所述取电电路包括关态取电单元和至少一开态取电单元；所述开态取电单元一端与所述负载控制模块连接，另一端与所述开关同步调制解调电路、LDO电路（低压差线性稳压电路）连接；所述关态取电单元采用开关电源，所述开关电源与所述负载形成取电环路。

进一步地，开态取电单元是采用负载开启工作时的通过电路设计产生压差方式取电，可以是可控硅，也可以是MOS管方式取电；关态取电单元采用低功耗开关电源，该单火单控多控智能墙壁开关的火线输入端与通过负载关闭时连接零线的方式形成回路取电。

需要说明的是，开态取电和关态取电均是本技术领域公知的技术手段，所以，在此不再赘述。

于一实施例中，所述单火单控多控智能墙壁开关还包括物联网模组；所述物联网模组分别与所述单片机、智能终端连接，通过所述物联网模组实现所述智能终端对所述单火单控多控智能墙壁开关的输入控制。

具体地，智能终端与物联网模组建立远程连接，通过智能终端实现对单火单控多控智能墙壁开关的输入控制，以最终实现该单火单控多控智能墙壁开关对负载的控制。

需要说明的是，该智能终端包括并不限于智能手机、平板电脑、PDA以及其他具有数据处理功能的终端设备；通常，智能终端是指具有独立的操作系统，可以由用户自行安装软件、游戏等第三方服务商提供的程序，通过此类程序来不断对手持设备的功能进行扩充，并可以通过移动通讯网络来实现无线网络接入的这样一类终端设备。

于一实施例中，所述物联网模组包括ZigBee、WiFi、蓝牙、315/433RF模块中的任意一种。

需要说明的是，该物联网模组包括但不限于ZigBee、WiFi、蓝牙、315/433RF这几种方式。

于一实施例中，所述负载控制模块的数量为三。

具体地，该单火单控多控智能墙壁开关为一三位开关，可用来控制三组负载。

于一实施例中，所述负载为灯具。

需要说明的是，该负载不限于为灯具，同样可以是其它的开关控制设备，诸如电风扇、电视机等等。

于一实施例中，所述输入控制指令可采用以下任意一种或几种方式的组合：物理机械按键、电容式触摸传感器和无线网络信号。

以下将结合图式和具体实施例对本实用新型的单火单控多控智能墙壁开关进行详细地解释说明。

首先，如图3所示，为一三位单火单控多控智能墙壁开关的正面结构示意图；如图4所示，为该三位单火单控多控智能墙壁开关的接线端子结构示意图。

需要说明的是，在开关的正面设置有物理按键或者是触摸按键S1、S2和S3；在开关的背面设置有三个负载控制输出端L1、L2和L3，可以外接需要控制的负载；三个开关间控制信号端C1、C2和C3，用于通过物理接线实现双控或多控；火线输入端（为了便于接线，火线输入端可以是1个或者多个孔）。

进一步地，二位及一位开关是在三位基础上相应减少控制路数。

如图5至图7所示，分别为一位单火单控多控智能墙壁开关、二位单火单控多控智能墙壁开关和三位单火单控多控智能墙壁开关的逻辑控制原理图。

实施例一

如图8所示，为该单火单控多控智能墙壁开关采用单控方式控制灯具的应用；具体地，以三位开关为例，将三路灯light1、light2、light3分别接在图8单火单控多控智能墙壁开关的负载控制输出端L1、L2和L3上，图8中的单火单控多控智能墙壁开关的开关间控制信号端C1、C2和C3悬空不接线，这样，可实现light1被开关按键S1控制，light2被开关按键S2控制，light3被开关按键S3控制，且控制方式均为单控。

实施例二

如图9所示，为该单火单控多控智能墙壁开关采用双控方式控制灯具的应用；具体地，以三位开关为例，将三路灯light1、light2、light3分别接在图9单火单控多控智能墙壁开关A的负载控制输出端L1、L2和L3上，且单火单控多控智能墙壁开关A的开关间控制信号端C1与单火单控多控智能墙壁开关B的开关间控制信号端C3连接，单火单控多控智能墙壁开关A的开关间控制信号端C2与单火单控多控智能墙壁开关B的开关间控制信号端C2连接，单火单控多控智能墙壁开关A的开关间控制信号端C3与单火单控多控智能墙壁开关B的开关间控制信号端C1连接，这样，可实现light1被单火单控多控智能墙壁开关A的按键S1控制，也可以是被单火单控多控智能墙壁开关B的按键S3控制；light2被单火单控多控智能墙壁开关A的按键S2控制，也可以是被单火单控多控智能墙壁开关B的按键S2控制；light3被单火单控多控智能墙壁开关A的按键S3控制，也可以是被单火单控多控智能墙壁开关B的按键S1控制，且light1、light2、light3的控制方式均为双控。

同理，该单火单控多控智能墙壁开关采用多控方式（三控或三控以上）控制灯具的工作原理同上，在此不再赘述。

实施例三

如图10所示，为该单火单控多控智能墙壁开关采用单控、双控和多控的复合控制方式控制灯具的应用；具体地，包括一位的单火单控多控智能墙壁开关A、三位的单火单控多控智能墙壁开关B和二位的单火单控多控智能墙壁开关C，将三路灯light1、light2、light3分别接在图10三只开关上，light1接在开关A上，同时开关A的开关间控制信号端C与开关B的开关间控制信号端C2、开关C的开关间控制信号端C1连接在一起，light1除了可以被开关A的按键S控制，还可以被开关B的按键S2、开关C的按键S1控制，组成了多控控制方式；light2接在开关B的负载控制输出端L1上，对应的开关间控制信号端C1悬空，因此，light2只能被开关B的按键S1控制，即light2的控制方式为单控；light3接在开关C的负载控制输出端L2上，同时开关C的开关间控制信号端C2、开关B的开关间控制信号端C3连接在一起，light3除了可以被开关C的按键S2控制，还可以被开关B的按键S3控制，即light3的控制方式为双控。

需要说明的是，本单火单控多控智能墙壁开关可以作为单控、双控、多控应用，依据需要可以灵活应用。

综上所述，本实用新型的单火单控多控智能墙壁开关，实现了利用单火线输入方式，并且完全兼容建筑照明的传统布线设计和习惯，从而使得该开关可以直接原位替换传统机械墙壁开关的安装，直接利用传统墙壁开关的墙内预埋电线安装，为用户的安装带来便利；在不需要任何对码、APP端设置、绑定等软件设置方式的前提下，通过开关间控制信号端的物理接线即可实现该单火单控多控智能墙壁开关对负载的双控或多控控制；通过在单火单控多控智能墙壁开关内植入物联网模组，提供了智能终端远程控制、语音控制、场景控制等各种远程非接触式控制负载的手段，为智能开关的市场普及带来了方便，所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (7)

1.一种单火单控多控智能墙壁开关，包括一个壳体，其特征在于：所述的壳体内设置有一个输入控制模块和三个负载控制模块，任意一个所述的负载控制模块均包括一个开关器件和一个控制所述的开关器件接通或断开的控制电路，所述的控制电路连接有一个控制信号输入端，所述的开关器件的两端分别作为火线连接端和负载连接端；

所述输入控制模块包括一个单片机和三个开关同步调制解调电路；所述开关同步调制解调电路与所述单片机连接，且所述开关同步调制解调电路的一端作为开关间控制信号端；所述负载控制模块中控制电路的控制信号输入端与所述单片机连接，

所述单片机连接有一个物联网模组，所述单片机还连接有三个物理机械按键或者三个电容式触摸传感器按键，所述的物理机械按键或者电容式触摸传感器按键均设置在壳体的前面板中，

所述单片机接收所述的物联网模组、或者物理机械按键、或者电容式触摸传感器的输入控制指令，所述单片机根据所述输入控制指令控制所述负载控制模块的输出，以实现对所述负载的控制。

2.根据权利要求1所述的单火单控多控智能墙壁开关，其特征在于，所述单火单控多控智能墙壁开关的开关间控制信号端通过物理接线方式与另一个单火单控多控智能墙壁开关的一个开关间控制信号端连接，以实现对负载的双控控制。

3.根据权利要求1所述的单火单控多控智能墙壁开关，其特征在于，所述单火单控多控智能墙壁开关还包括接错线保护电路；所述接错线保护电路一端与所述单片机连接，另一端与所述开关同步调制解调电路连接。

4.根据权利要求1所述的单火单控多控智能墙壁开关，其特征在于，所述单火单控多控智能墙壁开关还包括关态开态取电电路；所述取电电路与所述输入控制模块连接，用于为所述输入控制模块供电。

5.根据权利要求4所述的单火单控多控智能墙壁开关，其特征在于所述取电电路均各自包括关态取电单元和开态取电单元；所述开态取电单元一端与一个所述负载控制模块连接，另一端与所述单片机、所述开关同步调制解调电路连接；所述关态取电单元采用开关电源，所述开关电源与所述负载形成取电环路。

6.根据权利要求1所述的单火单控多控智能墙壁开关，其特征在于，所述物联网模组包括ZigBee模块、WiFi模块、蓝牙模块、315/433RF模块的任意一种。

7.根据权利要求1所述的单火单控多控智能墙壁开关，其特征在于，所述负载控制模块是继电器或可控硅。

Images