CN215008072U - 一种继电器控制电路及电子装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种继电器控制电路及电子装置，所述继电器控制电路包括：信号源模块，用于发送多个控制信号；逻辑处理模块，用于对所述多个控制信号进行逻辑处理并输出有效控制信号；以及继电器模块，其包括继电器，所述继电器模块用于根据所述有效控制信号来控制所述继电器的通断。本实用新型的继电器控制电路及电子装置设置了独立于主控芯片所在控制端的控制模块，增加了系统的冗余性设计；并进一步通过逻辑处理模块实现了当控制端出现异常时，同样可以稳定可靠地控制智能家居设备。

Description

一种继电器控制电路及电子装置
技术领域
本实用新型涉及电子通信技术领域，特别涉及一种继电器控制电路及电子装置。
背景技术
目前，应用于智能家居中用于实现对智能家居设备近距离或远程控制的各种智能终端，例如智能面板、手机、计算机、平板电脑、智能遥控等等，都是通过主控芯片的GPIO口来控制继电器的开关，从而实现了控制如多路灯光设备或其他家居设备等负载。但是，当安装有主控芯片的控制端死机或者程序跑飞时，就无法控制这些负载。
针对这种情况，则需要将控制端进行重启或复位，特别是对于控制端为固定安装的智能面板或智能中控屏的情况，甚至需要将它们强行拆卸，并对其进行重启或复位后再次重新安装，这样不仅非常麻烦，而且严重影响了用户的使用体验。
因此，迫切需要实现对智能家居设备实现稳定可靠的控制，具体地，需要提供一种继电器控制电路及电子装置。
需要说明的是，以上背景技术部分所公开的信息仅用于增强对本实用新型背景的理解，因此其可能包含不构成对本领域技术人员已知的现有技术的信息。
实用新型内容
为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种继电器控制电路及电子装置，其通过设置独立于主控芯片的控制模块实现了对智能家居的多控制环路，从而克服现有技术中存在的问题。
本实用新型提供一种继电器控制电路，包括：信号源模块，用于发送多个控制信号；逻辑处理模块，用于对所述多个控制信号进行逻辑处理并输出有效控制信号；以及继电器模块，其包括继电器，所述继电器模块用于根据所述有效控制信号来控制所述继电器的通断。
根据本实用新型一实施例，所述信号源模块包括用于发送第一控制信号的第一信号源子模块和用于发送第二控制信号的第二信号源子模块，其中，当所述第一控制信号和所述第二控制信号中的一个为高电平时，所述逻辑处理模块输出的所述有效控制信号为高电平，否则输出的所述有效控制信号为低电平。
根据本实用新型一实施例，所述逻辑处理模块包括异或门，当所述第一控制信号和所述第二控制信号中的一个为高电平时，所述异或门输出的所述有效控制信号为高电平的所述第一控制信号或所述第二控制信号，否则输出的所述有效控制信号为低电平。
根据本实用新型一实施例，所述第一信号源子模块为按键单元；所述第二信号源子模块为智能控制单元。
根据本实用新型一实施例，所述按键单元包括：第一开关、第一电阻和第一电容，所述第一开关的第一端与电源相连，所述第一开关的第二端与所述逻辑处理模块的输入端相连，所述第一开关的第二端与所述逻辑处理模块的输入端之间连接有接地且并联布置的所述第一电容和所述第一电阻。
根据本实用新型一实施例，所述第一信号源子模块还包括：反相器，所述反相器的输入端连接在所述第一开关的第二端与并联布置的所述第一电容和所述第一电阻之间，所述反相器的输出端与所述逻辑处理模块的输入端相连。
根据本实用新型一实施例，所述按键单元还包括：分频器，所述分频器的CLK端与所述反相器的输出端相连，所述分频器的Q端与所述逻辑处理模块的输入端相连。
根据本实用新型一实施例，所述智能控制单元集成在主控MCU上，所述主控MCU的GPIO端与所述逻辑处理模块的输入端相连，用以传送所述第二控制信号。
根据本实用新型一实施例，继电器模块还包括第二电阻、第三电阻、三极管和续流二极管，所述第二电阻的第一端与所述逻辑处理模块的输出端相连，所述第二电阻的第二端与所述三极管的基极相连，所述第二电阻的第二端与所述三极管的基极之间连接有接地的所述第三电阻，所述三极管的集电极与并联布置的继电器和续流二极管相连，所述三极管的发射极接地。
根据本实用新型的另一方面，还提供一种电子装置，所述电子装置包括上文所述的继电器控制电路。
本实用新型所提供的继电器控制电路及电子装置，设置了独立于主控芯片所在控制端的控制模块，增加了系统的冗余性设计；并进一步通过逻辑处理模块实现了当控制端出现异常时，同样可以稳定可靠地控制智能家居设备。
附图说明
以下将详细参考附图示出的特定示例性实施例，对本实用新型的上述和其他特征进行说明，所述示例性实施例在下文中仅以说明的方式给出，因此并不限制本实用新型，其中：
图1示出根据本实用新型一实施例的继电器控制电路的模块连接框图。
图2示出根据本实用新型另一实施例的继电器控制电路的模块连接框图。
图3示出根据本实用新型一实施例的继电器控制电路的电路连接示意图。
图4a和4b分别示出根据本实用新型一实施例的继电器控制电路的信号时序示意图。
具体实施方式
以下通过具体实施例对本实用新型进行详细描述，以使本领域普通技术人员能够容易地根据本说明书公开的内容实施本实用新型。以下所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而非全部。基于本说明书所描述的实施例，本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。需要说明的是，在不发生冲突的情况下，本说明书中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
图1示意性地示出了根据本实用新型一实施例的继电器控制电路100的模块连接框图。该继电器控制电路100包括信号源模块110、逻辑处理模块120以及继电器模块130。
具体地，信号源模块110用于发送多个控制信号。其中，多个控制信号可以是通过实体按键来产生，也可以是通过声、光、语音、信息输入等来产生。例如，一些智能家居设备会安装有智能中控屏或智能语音面板，以通过语音、触屏、输入信息甚至图像识别等来对智能家居设备进行控制。值得说明的是，本实用新型所述的控制可以包括对用电设备的开、关，也可以包括对用电设备的状态的调整，例如灯光的颜色、亮度的变化等。
逻辑处理模块120用于对所述多个控制信号进行逻辑处理并输出有效控制信号，也即是说，逻辑处理模块120将所述多个控制信号转换为单个控制信号，从而使得继电器模块130中的继电器能够基于该单个信号来维持或改变其自身的通断状态。
图2示意性地示出了根据本实用新型另一实施例的继电器控制电路200的模块连接框图。该继电器控制电路200包括信号源模块210、逻辑处理模块220以及继电器模块230。该实施例是图1所示实施例的优选实施例，其中，信号源模块210包括按键单元211和智能控制单元212，逻辑处理模块220包括异或门221。具体地，如本领域技术人员容易理解地，智能控制单元212可以利用软件或程序来实现通过声、光、语音、信息输入等来产生控制信号。例如，通过智能中控屏或智能语音面板识别用户的语音指令来产生控制信号。按键单元211可以是独立于智能控制单元212而设置的，其可以采用机械按键的形式，也可以采用集成在例如智能面板表面上的触摸键的形式，无论是哪种形式，该按键单元211都不受智能控制单元212的控制或影响，从而在智能面板死机或程序跑飞时依然可以输入控制信号。
如本领域技术人员所知晓，对于异或门221，若两个输入的电平相异，则输出为高电平1；若两个输入的电平相同，则输出为低电平0。按键单元211的控制信号和智能控制单元212的控制信号都发送至异或门221的输入端，当按键单元211的控制信号和智能控制单元212的控制信号中的一个为高电平时，异或门221的输出端输出高电平的控制信号，否则输出低电平的控制信号，下文还将结合图4a和4b对此进行举例说明。图2所示实施例的其他模块与图1所示实施例的相应模块类似，此处不再赘述。
需要说明的是，虽然上文所列举的实施例中的信号源模块210只列举了按键单元211和智能控制单元212两个信号源子模块，然而其并不能限制本实用新型的范围。例如，还可以根据不同环境条件和需求来增设其他的信号源子模块，这些信号源子模块中的每一个都可以根据本领域技术人员所知晓的方式来设置，并适应性地对继电器控制电路的其他部分进行调整。
下面将进一步参照图3示出的本实用新型一实施例的继电器控制电路的电路连接示意图。如图3所示，该继电器控制电路由左至右依次设置了按键单元和智能控制单元、异或门、继电器模块(图中未用标记单独标出)。
更具体地，按键单元包括：第一开关S1、第一电阻R1和第一电容C1，第一开关S1的第一端与电源VCC相连，第一开关S1的第二端与异或门XOR1的输入端相连，第一开关S1的第二端与异或门XOR1的输入端之间还连接有接地且并联布置的第一电容C1和第一电阻R1。按键单元通过第一开关S1将高/低电平信号VIN发送至异或门XOR1，其中第一电容C1和第一电阻R1为按键防抖滤波电路。
优选地，图3中所示的按键单元还可包括反相器INV1。如本领域技术人员所知晓，反相器可以将输入信号的相位反转180度，例如将高电平变为低电平或将低电平变为高电平。具体地，反相器INV1的输入端连接在第一开关S1的第二端与并联布置的第一电容C1和第一电阻R1之间，反相器INV1的输出端与异或门XOR1的输入端相连，以将高/低电平信号VIN反转180度。通过反相器INV1，可以实现对VIN信号的下降沿采样，记录开关按下后松开的时刻。通过对VIN信号的下降沿的采样，使得用户在开关按下后松开时启动对用电设备的控制，这在一定程度上能够提升用户体验。
更优选地，图3中所示的按键单元还可包括分频器D1。具体地，分频器D1的CLK端与反相器INV1的输出端相连，分频器D1的Q端与异或门XOR1的输入端相连。进一步地，分频器D1的Q端与D端相连，每当CLK端输入的信号由低电平变为高电平时，Q端输出就发生变化，或者从低电平变为高电平，或者从高电平变为低电平。而且，通过分频器D1，可以将CLK端输入的信号的频率降低一半，即变为周期延长一倍的二分频信号。VIN信号经过反相器INV1和分频器D1输出Q信号，其中Q信号锁存了开关S1的状态。
如图3所示，智能控制单元可被集成在主控MCU上，主控MCU的GPIO端与异或门XOR1的输入端相连，以传送用于控制继电器的GPIO信号。如本领域技术人员所知晓，微控制单元(MicrocontrollerUnit；MCU)能够把中央处理器(Central Process Unit；CPU)的频率与规格做适当缩减，并将内存(memory)、计数器(Timer)、USB、A/D转换、UART、PLC、DMA等周边接口，甚至LCD驱动电路都整合在单一芯片上，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合控制。以智能面板为例，主控MCU上的GPIO口可输出由语音等指令形成的控制信号，以用于控制与用电设备连接的继电器。
进一步参考图4a和4b，其示出了当图3中所示的按键单元和智能控制单元在同一时间段内都发送控制信号时的时序图。其中，图4a示意性显示了某时间段内智能控制单元比按键单元更频繁地变化控制信号的情况。具体地，VIN信号经过反相器INV1和分频器D1以后，输出二分频的信号Q，此时Q锁存了按键的状态，即通过反相器INV1和分频器D1实现了对VIN信号的锁存。由图4a可以看出，Q信号为VIN信号下降沿的二分频信号。Q信号和GPIO信号经过异或门XOR1后，输出VOUT信号。异或门XOR1是为了防止按键单元和智能控制单元同时对继电器进行控制，保证了只响应其中一个控制。图4b示意性显示了某时间段内按键单元比智能控制单元更频繁地变化控制信号的情况，原理与图4a类似，此处不再赘述。
回到图3，继电器模块包括继电器J1、第二电阻R2、第三电阻R3、三极管Q1和续流二极管D2，第二电阻R2的第一端与异或门XOR1的输出端相连，第二电阻R2的第二端与三极管Q1的基极相连，第二电阻R2的第二端与三极管Q1的基极之间还连接有接地的第三电阻R3，三极管Q1的集电极与并联布置的继电器J1和续流二极管D2相连，三极管Q1的发射极接地，续流二极管D2的负极还可与电源VCC相连。具体地，通过第二电阻R2、第三电阻R3的电压分组给NPN管提供基极电流，并驱动继电器J1的开关动作，续流二极管D2主要是在继电器J1关断时候起续流作用，防止瞬时电压过高烧坏继电器。当VOUT输出为高电平时，继电器J1接通，从而使得用电设备开启；当VOUT输出为低电平时，继电器J1关断，用电设备关闭。例如，图3中的L可以表示控制用电设备的火线，L1可以为所控制用电设备的线路，额外地或可选地，还可以方便的通过复制此电路，实现双路、三路或更多路用电设备的控制。
通过上述实施例中设置的独立于智能控制单元的按键单元，增加了系统的冗余性设计；并进一步通过逻辑处理模块实现了当控制端出现异常时，同样可以稳定可靠地控制智能家居设备。
本实用新型还提供了一种电子装置，所述电子装置可以包括上文所述的继电器控制电路。
可以理解，附图中所示的结构仅为示意，还可包括比图中所示更多或者更少的模块或组件，或者具有与图中所示不同的配置。值得说明的是，当采用本说明书未能穷尽列举的实施例来实施本实用新型时，本领域技术人员可以对相关的部件的结构、位置或功能的设置进行适应性的调整。
应当理解的是，在技术上可行的情况下，以上针对不同实施例所列举的技术特征可以相互组合，从而形成本实用新型范围内的另外实施例。此外，本文所述的特定示例和实施例是非限制性的，并且可以对以上所阐述的结构、尺寸、材料做出相应修改而不脱离本实用新型的保护范围。
在本申请中，反意连接词的使用旨在包括连接词。定或不定冠词的使用并不旨在指示基数。具体而言，对“该”对象或“一”和“一个”对象的引用旨在表示多个这样对象中可能的一个。此外，可以使用连接词“或”来传达同时存在的特征，而不是互斥方案。换句话说，连接词“或”应理解为包括“和/或”。术语“包括”是包容性的并且具有与“包含”相同的范围。
上述实施例，特别是任何“优选”实施例是实施方式的可能示例，并且仅仅为了清楚理解本实用新型的原理而提出。在基本上不脱离本文描述的技术的精神和原理的情况下，可以对上述实施例做出许多变化和修改。所有修改旨在被包括在本公开的范围内。
在本说明书中提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被完整引用至本说明书作为参考。
此外应理解，在阅读了本实用新型的上述说明内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型做出各种改动或修改，这些等同形式同样落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种继电器控制电路，其特征在于，包括：
信号源模块，用于发送多个控制信号；
逻辑处理模块，用于对所述多个控制信号进行逻辑处理并输出有效控制信号；以及
继电器模块，其包括继电器，所述继电器模块用于根据所述有效控制信号来控制所述继电器的通断。
2.根据权利要求1所述的继电器控制电路，其特征在于，所述信号源模块包括用于发送第一控制信号的第一信号源子模块和用于发送第二控制信号的第二信号源子模块，其中，当所述第一控制信号和所述第二控制信号中的一个为高电平时，所述逻辑处理模块输出的所述有效控制信号为高电平，否则输出的所述有效控制信号为低电平。
3.根据权利要求2所述的继电器控制电路，其特征在于，所述逻辑处理模块包括异或门，当所述第一控制信号和所述第二控制信号中的一个为高电平时，所述异或门输出的所述有效控制信号为高电平的所述第一控制信号或所述第二控制信号，否则输出的所述有效控制信号为低电平。
4.根据权利要求3所述的继电器控制电路，其特征在于，所述第一信号源子模块为按键单元；所述第二信号源子模块为智能控制单元。
5.根据权利要求4所述的继电器控制电路，其特征在于，所述按键单元包括：第一开关、第一电阻和第一电容，所述第一开关的第一端与电源相连，所述第一开关的第二端与所述逻辑处理模块的输入端相连，所述第一开关的第二端与所述逻辑处理模块的输入端之间连接有接地且并联布置的所述第一电容和所述第一电阻。
6.根据权利要求5所述的继电器控制电路，其特征在于，所述第一信号源子模块还包括：反相器，所述反相器的输入端连接在所述第一开关的第二端与并联布置的所述第一电容和所述第一电阻之间，所述反相器的输出端与所述逻辑处理模块的输入端相连。
7.根据权利要求6所述的继电器控制电路，其特征在于，所述按键单元还包括：分频器，所述分频器的CLK端与所述反相器的输出端相连，所述分频器的Q端与所述逻辑处理模块的输入端相连。
8.根据权利要求4所述的继电器控制电路，其特征在于，所述智能控制单元集成在主控MCU上，所述主控MCU的GPIO端与所述逻辑处理模块的输入端相连，用以传送所述第二控制信号。
9.根据权利要求1所述的继电器控制电路，其特征在于，继电器模块还包括第二电阻、第三电阻、三极管和续流二极管，所述第二电阻的第一端与所述逻辑处理模块的输出端相连，所述第二电阻的第二端与所述三极管的基极相连，所述第二电阻的第二端与所述三极管的基极之间连接有接地的所述第三电阻，所述三极管的集电极与并联布置的继电器和续流二极管相连，所述三极管的发射极接地。
10.一种电子装置，其特征在于，所述电子装置包括如权利要求1-9中任意一项所述的继电器控制电路。
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