CN211509363U

CN211509363U - 一种基于ZigBee通信的LED调光开关

Info

Publication number: CN211509363U
Application number: CN202020443687.7U
Authority: CN
Inventors: 梁天宇; 郭爱娇
Original assignee: Tianjin Sumei Information Technology Co ltd
Current assignee: Tianjin Sumei Information Technology Co ltd
Priority date: 2020-03-31
Filing date: 2020-03-31
Publication date: 2020-09-15
Anticipated expiration: 2030-03-31

Abstract

本实用新型公开一种基于ZigBee通信的LED调光开关，包括一开关面板，所述开关面板中封装有LED调光开关电路，所述LED调光开关电路包括：AC‑DC电源转换电路、触摸检测电路、交互反馈电路、过零检测电路、调光接口电路、调光驱动电路、射频交互电路和主控电路。本实用新型的有益效果：（1）本实用新型可以搭配支持电源斩波技术的LED调光灯具使用，使用时不会出现灯具频闪问题，大大拓展了传统调光灯具的选择范围，不再局限于阻性灯具；且LED灯具具有电源效率高，节能环保等一系列固有优势；（2）本实用新型在家庭环境下使用时，只需按照接线说明接入AC市电电源和灯具即可简单实现家用灯具的调光需求，使用简单方便。

Description

一种基于ZigBee通信的LED调光开关

技术领域

本实用新型涉及LED调光领域，具体涉及一种基于ZigBee通信的LED调光开关。

背景技术

ZigBee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议，具有低功耗、自组织、通信安全稳定等一系列特点，其通信技术非常适用于家庭智能设备的局域网协议。而传统的家用LED调光开关只能使用实体按钮进行控制，无法满足人们万物互联的新型需求。一些新型的ZigBee无线智能LED调光电源将产品做成了电源模块的形式，但无法满足用户常用的实体按钮操作调光的需求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于ZigBee通信的LED调光开关，可以解决至少一个上述问题。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

提供一种基于ZigBee通信的LED调光开关，包括一开关面板，所述开关面板中封装有LED调光开关电路，所述LED调光开关电路包括：

AC-DC电源转换电路，用于将AC电源的交流电转换为直流电；所述AC-DC电源转换电路与所述AC电源连接；

触摸检测电路，连接一主控电路，用于检测用户的开关触摸动作；

交互反馈电路，连接所述主控电路，用于根据所述主控电路识别到的用户触摸意图作出相应的触摸反馈；

过零检测电路，连接所述主控电路，用于检测所述AC电源的相位过零点；

调光接口电路，连接所述主控电路，用于将主控电路发送的调光控制信号转换为调光驱动信号；

调光驱动电路，连接所述调光接口电路，用于根据接收到的所述调光驱动信号调节灯具的亮度；

射频交互电路，连接所述主控电路，用于实现所述LED调光开关与外接设备的ZigBee通信连接；

所述主控电路，用于控制各电路工作；

所述AC-DC转换电路输出工作电压为所述触摸检测电路、所述交互反馈电路、所述过零检测电路、所述调光驱动电路、所述射频交互电路和所述主控电路供电。

作为一种优选方案，所述AC-DC电源转换电路包括：二极管D9、电阻R21、电阻R22、电阻R23、电容C11、电容C12和稳压二极管VR2，其中，所述电阻R21第一端连接所述AC电源而第二端接所述电阻R23第一端，所述电阻R23第二端接所述电阻R22第一端，所述电阻R22第二端连接所述二极管D9阳极，所述二极管D9阴极连接第一正电位，所述电容C11正极、所述电容C12正极和所述稳压二极管VR2阴极均连接所述第一正电位，所述电容C11负极、所述电容C12负极和所述稳压二极管VR2阳极均接Driver_GND2线路。

作为一种优选方案，所述触摸检测电路包括：触摸检测芯片、电阻R1、电阻R2、电容C1、开关K1、开关K2、开关K3、开关K4和开关K5，其中，所述触摸检测芯片的CS1引脚、CS2引脚、CS3引脚、CS4引脚和CS5引脚分别对应连接所述开关K1、开关K2、开关K3、开关K4和开关K5，所述触摸检测芯片的CS6引脚和GND引脚均接地，所述触摸检测芯片的RBIAS引脚和SRBIAS引脚分别连接所述电阻R2和所述电阻R1的第一端，所述电阻R1的第一端还与所述电阻R2第二端连接而第二端接地，所述电容C1第一端连接所述触摸检测芯片的VCC引脚而第二端接地。

作为一种优选方案，所述交互反馈电路包括：二极管DL1、二极管DL2、二极管DL3、二极管DL4和二极管DL5，其中，所述二极管DL1、所述二极管DL2、所述二极管DL3、所述二极管DL4和所述二极管DL5的阳极均与电源VCC连接而阴极分别与所述主控电路的控制芯片连接。

作为一种优选方案，所述过零检测电路包括：光耦U3、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R50、电容C13和二极管D4，其中，所述电阻R13的第一端连接所述AC电源的零线而第二端连接所述光耦U3的发光二极管的阳极，所述二极管D4的阴极连接所述AC电源的火线而阳极连接所述电阻R50第一端，所述电阻R50第二端连接所述电阻R12第一端，所述电阻R12第二端连接所述光耦U3的发光二极管的阴极，所述光耦U3的受光体与所述电容C13并联，所述电容C13第一端分别连接Zero_T线路和所述电阻R11第一端而第二端接地，所述电阻R11第二端连接第二正电位。

作为一种优选方案，所述调光接口电路包括：光耦U5、电阻R15和电阻R20，其中，所述光耦U5的第一发光二极管阳极连接所述电阻R15第一端而阴极接地，所述电阻R15第二端连接2EN_CON1线路，所述光耦U5的第二发光二极管阳极连接所述电阻R20第一端而阴极接地，所述电阻R20第二端连接1EN_CON1线路，所述光耦U5的第一光探测器的两端分别连接2EN_GATE线路和Driver_GND2线路，所述光耦U5的第二光探测器的两端分别连接1EN_GATE线路和Driver_GND1线路。

作为一种优选方案，所述调光驱动电路包括：熔断器F1、三极管Q5、场效应管Q7、场效应管Q12、二极管D6、二极管D8、电阻R18、电阻R26、电阻R28，所述熔断器F1第一端连接LAMP2线路而第二端连接所述场效应管Q7集电极，所述场效应管Q7基极分别连接所述电阻R18第一端和所述二极管D6阳极而发射极连接Driver_GND2线路，所述电阻R18第二端连接第一正电位，所述二极管D6阴极分别连接所述三极管Q5集电极和所述二极管D8阴极，所述二极管D8阳极分别连接所述电阻R28第一端和所述场效应管Q12基极，所述电阻R28第二端连接所述第一正电位，所述场效应管Q12集电极连接火线而发射极连接所述Driver_GND2线路，所述三极管Q5基极分别连接所述电阻R26第一端和2EN_GATE线路而发射极连接所述Driver_GND2线路，所述电阻R26第二端连接所述第一正电位。

作为一种优选方案，所述主控电路包括一控制芯片，所述控制芯片连接所述触摸检测电路、所述交互反馈电路、所述过零检测电路、所述调光接口电路、所述调光驱动电路和所述射频交互电路，所述控制芯片为型号为CC2530的片上系统。

作为一种优选方案，所述LED调光开关电路中还包括电源稳压电路，所述电源稳压电路的输入端连接所述AC-DC电源转换电路的输出端，所述电源稳压电路的输出端输出工作电压为所述触摸检测电路、所述交互反馈电路、所述过零检测电路、所述调光驱动电路、所述射频交互电路和所述主控电路供电。

作为一种优选方案，所述触摸检测芯片的具体型号为TS06。

本实用新型的有益效果：

（1）本实用新型可以搭配支持电源斩波技术的LED调光灯具使用，使用时不会出现灯具频闪问题，大大拓展了传统调光灯具的选择范围，不再局限于阻性灯具；且LED灯具具有电源效率高，节能环保等一系列固有优势；

（2）本实用新型在家庭环境下使用时，只需按照接线说明接入AC市电电源和灯具即可简单实现家用灯具的调光需求，使用简单方便；

（3）本实用新型的结构设计完全兼容家用常规86盒的暗装条件，方便家用环境下的布线条件，也容易契合大多数家庭的装修风格；

（4）本实用新型内置了Zigbee无线通信功能，可通过搭配家用智能网关使用，实现本地的局域网自组网，从而实现安全稳定的无线控制功能；并且可以通过网关将设备数据上传到云端，从而实现APP远程控制，设备间无线联动等一系列物联网控制需求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述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是本实用新型提供的一种基于ZigBee通信的LED调光开关的示意图；

图2是本实用新型提供的一种基于ZigBee通信的LED调光开关上的LED调光开关电路的示意图；

图3是本实用新型提供的一种基于ZigBee通信的LED调光开关的AC-DC电源转换电路示意图；

图4是本实用新型提供的一种基于ZigBee通信的LED调光开关的触摸检测电路示意图；

图5是本实用新型提供的一种基于ZigBee通信的LED调光开关的交互反馈电路示意图；

图6是本实用新型提供的一种基于ZigBee通信的LED调光开关的过零检测电路示意图；

图7是本实用新型提供的一种基于ZigBee通信的LED调光开关的调光接口电路示意图；

图8是本实用新型提供的一种基于ZigBee通信的LED调光开关的调光驱动电路示意图；

图9是本实用新型提供的LED调光开关电路的主控电路中的控制芯片的示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本实用新型实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若出现术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“连接”等指示部件之间的连接关系，该术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个部件内部的连通或两个部件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1-9，在本申请实施例中，本申请提供了一种基于ZigBee通信的LED调光开关，包括一开关面板，所述开关面板中封装有LED调光开关电路，所述LED调光开关电路包括：

所述主控电路，用于控制各电路工作；

如图3，在本申请实施例中，所述AC-DC电源转换电路包括：二极管D9、电阻R21、电阻R22、电阻R23、电容C11、电容C12和稳压二极管VR2，其中，所述电阻R21第一端接零线而第二端接所述电阻R22第一端，所述电阻R22第二端接所述电阻R23第一端，所述电阻R23第二端连接所述二极管D9阳极，所述二极管D9阴极连接第一正电位，所述电容C11正极、所述电容C12正极和所述稳压二极管VR2阴极均连接所述第一正电位，所述电容C11负极、所述电容C12负极和所述稳压二极管VR2阳极均接Driver_GND2线路。

在本申请实施例中，220V交流电经过AC-DC电源转换电路得到线性稳压直流电。

如图4，在本申请实施例中，所述触摸检测电路包括：触摸检测芯片、电阻R1、电阻R2、电容C1、开关K1、开关K2、开关K3、开关K4和开关K5，其中，所述触摸检测芯片的CS1引脚、CS2引脚、CS3引脚、CS4引脚和CS5引脚依次与所述开关K1、开关K2、开关K3、开关K4和开关K5连接，所述触摸检测芯片的CS6引脚和GND引脚均接地，所述触摸检测芯片的RBIAS引脚和SRBIAS引脚分别连接所述电阻R2和所述电阻R1的第一端，所述电阻R1的第一端还与所述电阻R2第二端连接而第二端接地，所述电容C1第一端连接所述触摸检测芯片的VCC引脚而第二端接地。

在本申请实施例中，采用TS06触摸检测芯片对触摸焊盘不间断采集电容，根据预设阈值判断是否有触摸动作发生，键值会通过I2C接口与控制芯片通信输出键值，I2C接口线路通过排针与控制芯片CC2530片上系统直接相连。

如图5，在本申请实施例中，所述交互反馈电路包括：二极管DL1、二极管DL2、二极管DL3、二极管DL4和二极管DL5，其中，所述二极管DL1、所述二极管DL2、所述二极管DL3、所述二极管DL4和所述二极管DL5的阳极均与所述触摸检测电路的触摸检测芯片的VCC引脚连接而阴极分别与所述主控电路的控制芯片连接。

在本申请实施例中，交互反馈电路由多路LED背光源组成，LED的控制端口通过排针与控制芯片直接相连，受主控电路的控制芯片直接控制。

如图6，在本申请实施例中，所述过零检测电路包括：光耦U3、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R50、电容C13和二极管D4，其中，所述电阻R13的第一端连接零线而第二端连接所述光耦U3的发光二极管的阳极，所述二极管D4的阴极连接火线而阳极连接所述电阻R50第一端，所述电阻R50第二端连接所述电阻R12第一端，所述电阻R12第二端连接所述光耦U3的发光二极管的阴极，所述光耦U3的受光体与所述电容C13并联，所述电容C13第一端分别连接Zero_TT线路和所述电阻R11第一端而第二端接地，所述电阻R11第二端连接第二正电位。

在本申请实施例中，过零检测电路由光耦元件EL357N组成，当N线路电压大于L时，光耦导通，Zero_T线路电平被拉低，从而检测到火线的过零相位。

如图7，在本申请实施例中，所述调光接口电路包括：光耦U5、电阻R15和电阻R20，其中，所述光耦U5的第一发光二极管阳极连接所述电阻R15第一端而阴极接地，所述电阻R15第二端连接2EN_CON1线路，所述光耦U5的第二发光二极管阳极连接所述电阻R20第一端而阴极接地，所述电阻R20第二端连接1EN_CON1线路，所述光耦U5的第一光探测器的两端分别连接2EN_GATE线路和Driver_GND2线路，所述光耦U5的第二光探测器的两端分别连接1EN_GATE线路和Driver_GND1线路。

在本申请实施例中，调光接口电路由光电耦合器作为隔离器，将弱电控制信号转为调光驱动电路部分的开关量，从而控制调光驱动电路的灯具波形。当2EN_CON1线路输出高电平时，光耦后端导通，2EN_GATE线路被拉低，反之2EN_GATE线路与地断开，并通过上拉电阻将电平拉高。

如图8，在本申请实施例中，所述调光驱动电路包括：熔断器F1、三极管Q5、场效应管Q7、场效应管Q12、二极管D6、二极管D8、电阻R18、电阻R26、电阻R28，所述熔断器F1第一端连接LAMP2线路而第二端连接所述场效应管Q7集电极，所述场效应管Q7基极分别连接所述电阻R18第一端和所述二极管D6阳极而发射极连接Driver_GND2线路，所述电阻R18第二端连接第一正电位，所述二极管D6阴极分别连接所述三极管Q5集电极和所述二极管D8阴极，所述二极管D8阳极分别连接所述电阻R28第一端和所述场效应管Q12基极，所述电阻R28第二端连接所述第一正电位，所述场效应管Q12集电极连接火线而发射极连接所述Driver_GND2线路，所述三极管Q5基极分别连接所述电阻R26第一端和2EN_GATE线路而发射极连接所述Driver_GND2线路，所述电阻R26第二端连接所述第一正电位。

在本申请实施例中，当2EN_GATE线路被拉低时，三极管Q5导通，二极管D6部分线路信号被拉低，场效应管Q7、Q12导通，火线L与灯具线路导通，灯具点亮。

如图9，在本申请实施例中，所述主控电路包括一控制芯片，所述控制芯片连接所述触摸检测电路、所述交互反馈电路、所述过零检测电路、所述调光接口电路、所述调光驱动电路和所述射频交互电路，所述控制芯片为型号为CC2530的片上系统。

在本申请实施例中，当灯具被打开时，主控电路检测过零检测电路波形，当检测到电源的过零相位时，通过数字计时调制出脉宽可控的导通波形。通过软件不断调节晶闸管在每个周期中的导通脉宽，从而调节流经灯具的电流平均值。从而实现调光功能。

晶闸管控制调光波形相比于可控硅控制调光波形的优势在于，其导通信号不是短脉宽信号，而是电平型信号，故而受电源尖峰毛刺的影响较小，只要电源相位稳定，就可以调制出较为稳定的波形。

在本申请实施例中，所述LED调光开关电路中还包括电源稳压电路，所述电源稳压电路的输入端连接所述AC-DC电源转换电路的输出端，所述电源稳压电路的输出端输出工作电压为所述触摸检测电路、所述交互反馈电路、所述过零检测电路、所述调光驱动电路、所述射频交互电路和所述主控电路供电。

在本申请实施例中，所述第一正电位电压为15V，所述第二正电位电压为3V。

本实用新型的有益效果：

需要声明的是，上述具体实施方式仅仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员应该明白，还可以对本实用新型做各种修改、等同替换、变化等等。但是，这些变换只要未背离本实用新型的精神，都应在本实用新型的保护范围之内。另外，本申请说明书和权利要求书所使用的一些术语并不是限制，仅仅是为了便于描述。

Claims

1.一种基于ZigBee通信的LED调光开关，包括一开关面板，其特征在于，所述开关面板中封装有LED调光开关电路，所述LED调光开关电路包括：

调光接口电路，连接所述主控电路，用于将所述主控电路发送的调光控制信号转换为调光驱动信号；

所述主控电路，用于控制各电路工作；

所述AC-DC电源转换电路输出工作电压为所述触摸检测电路、所述交互反馈电路、所述过零检测电路、所述调光驱动电路、所述射频交互电路和所述主控电路供电。

2.根据权利要求1所述的基于ZigBee通信的LED调光开关，其特征在于，所述AC-DC电源转换电路包括：二极管D9、电阻R21、电阻R22、电阻R23、电容C11、电容C12和稳压二极管VR2，其中，所述电阻R21第一端连接所述AC电源而第二端接所述电阻R23第一端，所述电阻R23第二端接所述电阻R22第一端，所述电阻R22第二端连接所述二极管D9阳极，所述二极管D9阴极连接第一正电位，所述电容C11正极、所述电容C12正极和所述稳压二极管VR2阴极均连接所述第一正电位，所述电容C11负极、所述电容C12负极和所述稳压二极管VR2阳极均接Driver_GND2线路。

3.根据权利要求1所述的基于ZigBee通信的LED调光开关，其特征在于，所述触摸检测电路包括：触摸检测芯片、电阻R1、电阻R2、电容C1、开关K1、开关K2、开关K3、开关K4和开关K5，其中，所述触摸检测芯片的CS1引脚、CS2引脚、CS3引脚、CS4引脚和CS5引脚分别对应连接所述开关K1、开关K2、开关K3、开关K4和开关K5，所述触摸检测芯片的CS6引脚和GND引脚均接地，所述触摸检测芯片的RBIAS引脚和SRBIAS引脚分别连接所述电阻R2和所述电阻R1的第一端，所述电阻R1的第一端还与所述电阻R2第二端连接而第二端接地，所述电容C1第一端连接所述触摸检测芯片的VCC引脚而第二端接地。

4.根据权利要求1所述的基于ZigBee通信的LED调光开关，其特征在于，所述交互反馈电路包括：二极管DL1、二极管DL2、二极管DL3、二极管DL4和二极管DL5，其中，所述二极管DL1、所述二极管DL2、所述二极管DL3、所述二极管DL4和所述二极管DL5的阳极均与电源VCC连接而阴极分别与所述主控电路的控制芯片连接。

5.根据权利要求1所述的基于ZigBee通信的LED调光开关，其特征在于，所述过零检测电路包括：光耦U3、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R50、电容C13和二极管D4，其中，所述电阻R13的第一端连接所述AC电源的零线而第二端连接所述光耦U3的发光二极管的阳极，所述二极管D4的阴极连接所述AC电源的火线而阳极连接所述电阻R50第一端，所述电阻R50第二端连接所述电阻R12第一端，所述电阻R12第二端连接所述光耦U3的发光二极管的阴极，所述光耦U3的受光体与所述电容C13并联，所述电容C13第一端分别连接Zero_T线路和所述电阻R11第一端而第二端接地，所述电阻R11第二端连接第二正电位。

6.根据权利要求1所述的基于ZigBee通信的LED调光开关，其特征在于，所述调光接口电路包括：光耦U5、电阻R15和电阻R20，其中，所述光耦U5的第一发光二极管阳极连接所述电阻R15第一端而阴极接地，所述电阻R15第二端连接2EN_CON1线路，所述光耦U5的第二发光二极管阳极连接所述电阻R20第一端而阴极接地，所述电阻R20第二端连接1EN_CON1线路，所述光耦U5的第一光探测器的两端分别连接2EN_GATE线路和Driver_GND2线路，所述光耦U5的第二光探测器的两端分别连接1EN_GATE线路和Driver_GND1线路。

7.根据权利要求1所述的基于ZigBee通信的LED调光开关，其特征在于，所述调光驱动电路包括：熔断器F1、三极管Q5、场效应管Q7、场效应管Q12、二极管D6、二极管D8、电阻R18、电阻R26、电阻R28，所述熔断器F1第一端连接LAMP2线路而第二端连接所述场效应管Q7集电极，所述场效应管Q7基极分别连接所述电阻R18第一端和所述二极管D6阳极而发射极连接Driver_GND2线路，所述电阻R18第二端连接第一正电位，所述二极管D6阴极分别连接所述三极管Q5集电极和所述二极管D8阴极，所述二极管D8阳极分别连接所述电阻R28第一端和所述场效应管Q12基极，所述电阻R28第二端连接所述第一正电位，所述场效应管Q12集电极连接火线而发射极连接所述Driver_GND2线路，所述三极管Q5基极分别连接所述电阻R26第一端和2EN_GATE线路而发射极连接所述Driver_GND2线路，所述电阻R26第二端连接所述第一正电位。

8.根据权利要求1所述的基于ZigBee通信的LED调光开关，其特征在于，所述主控电路包括一控制芯片，所述控制芯片连接所述触摸检测电路、所述交互反馈电路、所述过零检测电路、所述调光接口电路、所述调光驱动电路和所述射频交互电路，所述控制芯片为型号为CC2530的片上系统。

9.根据权利要求1所述的基于ZigBee通信的LED调光开关，其特征在于，所述LED调光开关电路中还包括电源稳压电路，所述电源稳压电路的输入端连接所述AC-DC电源转换电路的输出端，所述电源稳压电路的输出端输出工作电压为所述触摸检测电路、所述交互反馈电路、所述过零检测电路、所述调光驱动电路、所述射频交互电路和所述主控电路供电。

10.根据权利要求3所述的基于ZigBee通信的LED调光开关，其特征在于，所述触摸检测芯片的具体型号为TS06。