CN220776123U - 一种手扫感应控制系统及其手扫感应灯 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及智能控制技术领域，特别是一种手扫感应控制系统及其手扫感应灯；手扫感应控制系统包括无线发射器和无线接收器；无线发射器包括光电传感器、发射天线、无线发射芯片以及主控芯片，发射天线与无线发射芯片的信号输出端连接，光电传感器和无线发射芯片均与主控芯片连接；无线接收器包括接收天线、无线接收芯片以及H桥功率驱动电路，接收天线与发射天线无线连接，无线接收芯片的信号输入端与接收天线连接，无线接收芯片的信号输出端与H桥功率驱动电路的信号输入端连接，H桥功率驱动电路的信号输出端用于连接外部设备；通过设计一种手扫感应控制系统，可以避免使用者在使用时直接接触控制开关，消除特殊场景下使用所存在的隐患。

Description

一种手扫感应控制系统及其手扫感应灯

技术领域

本实用新型涉及智能控制技术领域，特别是一种手扫感应控制系统及其手扫感应灯。

背景技术

随着传感器技术的应用，高新技术的发展，相比传统的控制开关，利用传感器技术的感应开关可以避免人体直接接触，更清洁、更安全；以及随着科学技术的蓬勃发展，人们对家居环境的要求越来越高，智能家居因其健康、安全、舒适且方便的优点渐渐深入人心。

因此，设计一种手扫感应控制系统及其手扫感应灯，将传感器技术与智能家居进行结合，利用传感器技术的便利性和安全性对智能家居进行智能控制对本领域技术人员来说是至关重要的。

实用新型内容

本实用新型实施例要解决的技术问题在于，提供一种将传感器技术与智能家居进行结合，利用传感器技术的便利性和安全性对智能家居进行智能控制法的手扫感应控制系统及其手扫感应灯，以解决现有技术中对于家居设备的控制不够安全、不够便利的问题。

本实用新型公开了一种手扫感应控制系统，包括：无线发射器和无线接收器；所述无线发射器包括光电传感器、发射天线、无线发射芯片以及主控芯片，所述发射天线与所述无线发射芯片的信号输出端连接，所述光电传感器和所述无线发射芯片均与所述主控芯片连接；所述无线接收器包括接收天线、无线接收芯片以及H桥功率驱动电路，所述接收天线与所述发射天线无线连接，所述无线接收芯片的信号输入端与所述接收天线连接，所述无线接收芯片的信号输出端与所述H桥功率驱动电路的信号输入端连接，所述H桥功率驱动电路的信号输出端用于连接外部设备。

可选地，所述无线接收器还包括数据存储芯片，所述数据存储芯片通过IIC总线与所述无线接收芯片连接。

可选地，所述主控芯片内预设有多个与不同设备数据地址相对应的编码，所述主控芯片上设置有对码开关和对码指示灯。

可选地，所述光电传感器包括红外信号发射管和红外信号接收管，所述红外信号发射管与所述主控芯片的输出引脚连接，所述红外信号接收管与所述主控芯片的输入引脚连接。

可选地，所述红外信号发射管与所述主控芯片的输出引脚之间设置有三极管，所述三极管的集电极与所述红外信号发射管连接，所述三极管的基极与所述主控芯片的输出引脚连接，所述三极管的发射极接地。

可选地，所述无线发射芯片通过IIC总线分别与所述主控芯片的串行数据引脚和串行时钟引脚连接。

可选地，所述无线接收芯片包括第一脉冲信号发送引脚和第二脉冲发射引脚，所述第一脉冲信号发送引脚和所述第二脉冲发射引脚均与所述H桥功率驱动电路的控制端连接。

可选地，所述无线接收器还包括降压芯片，所述降压芯片的电流输入端与外部+12V/24V电源连接，所述降压芯片的电流输出端分别与所述无线接收芯片和所述数据存储芯片连接。

可选地，所述无线发射器内置有供电电池。

本实用新型还公开一种手扫感应灯，其方案在于，包括如上所述的手扫感应控制系统，还包括单色温灯、双色温灯以及脉冲电机，所述单色温灯、所述双色温灯以及所述脉冲电机均与所述H桥功率驱动电路连接。

与现有技术相比，本实用新型实施例提供的手扫感应控制系统的有益效果在于：通过设计一种手扫感应控制系统，将传感器技术与智能家居进行结合，利用传感器技术的便利性和安全性对智能家居进行智能控制，相比传统的控制开关，该手扫感应控制系统可以避免使用者在使用时直接接触控制开关，也可以避免他人的间接接触，消除了在特殊场景下使用所存在的隐患，使得系统使用起来更加地安全和便捷。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型的技术方案作进一步详细的说明，附图中：

图1是本实用新型中的手扫感应控制系统的系统框图其一；

图2为本实用新型中的手扫感应控制系统的系统框图其二；

图3是本实用新型中的无线发射器的电路图；

图4为本实用新型中的无线接收器中除H桥功率驱动电路之外的电路图；

图5是本实用新型中的H桥功率驱动电路的电路图；

图6是本实用新型中的手扫感应灯的系统框图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。现结合附图，对本实用新型的较佳实施例作详细说明。

如图1至图5所示，本实用新型提供一种手扫感应控制系统的具体实施例。

一种手扫感应控制系统，参考图1，手扫感应控制系统包括：无线发射器1和无线接收器2；无线发射器1包括光电传感器11、发射天线12、无线发射芯片13以及主控芯片14；无线接收器2包括接收天线21、无线接收芯片22以及H桥功率驱动电路23。

其中，参考图1，发射天线12与无线发射芯片13的信号输出端连接，光电传感器11和无线发射芯片13均与主控芯片14连接；接收天线21与发射天线12无线连接，无线接收芯片22的信号输入端与接收天线21连接，无线接收芯片22的信号输出端与H桥功率驱动电路23的信号输入端连接，H桥功率驱动电路23的信号输出端用于连接外部设备。

具体地，参考图1，光电传感器11主要用于手扫感应，并产生感应信号；光电传感器11与主控芯片14的信号输入端连接并将感应信号传输到主控芯片14；主控芯片14主要用于对感应数据进行数据处理，主控芯片14的信号输出端与无线发射芯片13的信号输入端连接，以将处理后的数据传输至无线发射芯片13；发射天线12连接在无线发射芯片13上，发射天线12主要用于将无线发射芯片13产生的数据或控制命令发射出去，为了增强无线信号的传播，发射天线12采用由直径0.7mm、长40mm的红铜线制作成的天线。

进一步地，参考图1，接收天线21与发射天线12无线连接，以获取发射天线12所发射的数据或控制命令；接收天线21连接在无线接收芯片22的信号输入端，以将发射天线12所发射的数据或控制命令传输至无线接收芯片22；无线接收芯片22主要用于根据发射天线12所发射的数据或控制命令产生脉冲信号；无线接收芯片22的信号输出端与H桥功率驱动电路23的信号输入端连接，以将其产生的脉冲信号传输至H桥功率驱动电路23；H桥功率驱动电路23的输出端与外部家电连接，H桥功率驱动电路23能够根据无线接收芯片22产生的脉冲信号控制对接入的外部家电进行驱动控制。

在本实施例中，通过设计一种手扫感应控制系统，将传感器技术与智能家居进行结合，利用传感器技术的便利性和安全性对智能家居进行智能控制，相比传统的控制开关，该手扫感应控制系统可以避免使用者在使用时直接接触控制开关，也可以避免他人的间接接触，消除了在特殊场景下使用所存在的隐患，使得系统使用起来更加地安全和便捷。

在其中一个实施例中，参考图2，无线接收器2还包括数据存储芯片24，数据存储芯片24通过IIC总线与无线接收芯片22连接。

具体地，数据存储芯片24主要用于保存无线接收芯片22所接收到的数据和控制命令，以保证用户在进行拆除、转移或重新上电时依然可以读取以往的数据和控制命令；在本实施例中，数据存储芯片24选用带电可擦可编程的只读存储器，以保证掉电后数据不丢失。

在其中一个实施例中，主控芯片14内预设有多个与不同设备数据地址相对应的编码，主控芯片14上设置有对码开关和对码指示灯。

具体地，主控芯片14内预先设置有多个编码，每一编码对应每一设备的数据地址，由于一个无线发射器1可以控制多个设备，为了精准地控制对应的设备，预先在主控芯片14中将每一设备的数据地址设定好，并通过主控芯片14上的对码开关将无线发射器1的发射信号和无线接收器2的接收信号进行对码匹配，并在对码匹配成功后实现通信。

其中，对码指示灯能够在对码匹配成功后点亮，以提示用户设备对码匹配成功。

在其中一个实施例中，参考图2，无线发射器1还包括与主控芯片14连接的第一时钟振荡电路15和供电电池16。

具体地，第一时钟振荡电路15主要用于产生16MHz的振荡信号，并作为无线发射芯片13的外部时钟，以用于确保各个设备的同步性；供电电池为+3V电池，以用于给光电传感器11、主控芯片14和无线发射芯片13供电。

在其中一个实施例中，参考图2和图3，光电传感器11包括红外信号发射管111和红外信号接收管112，红外信号发射管111与主控芯片14的输出引脚连接，红外信号接收管112与主控芯片14的输入引脚连接。

具体地，参考图2和图3，光电传感器11采用集成有信号发射管和信号接收管的红外传感器，其包括红外信号发射管111和红外信号接收管112，当光电传感器11上电后，红外信号发射管111将产生一束红外光，当有手或物体扫过或者悬空停留时，将反射到红外信号接收管112上，并通过红外信号接收管112传输到主控芯片14，以进行数据处理。

在其中一个实施例中，参考图3，红外信号发射管111与主控芯片14的输出引脚之间设置有三极管T1，三极管T1的集电极与红外信号发射管111连接，三极管T1的基极与主控芯片14的输出引脚连接，三极管T1的发射极接地。

具体地，参考图3，当主控芯片14输出高电平，并经过电阻R4后驱动三极管T1工作，+3V电压通过红外信号发射管111和电阻R1和三极管T1导通接入地线，并形成回路，红外信号发射管111发出一束红外光，当有手或物体扫过或者悬空停留时，红外光信号将反射到红外信号接收管112上，进而经过电阻R2、电阻R3和电容C4组成的RC滤波电路滤除杂波后，传输到主控芯片14中，以进行数据处理。

在其中一个实施例中，参考图3，无线发射芯片13通过IIC总线分别与主控芯片14的串行数据引脚(SDA引脚)和串行时钟引脚(SCL引脚)连接。

具体地，参考图3，当主控芯片14进行数据处理之后，能够将处理好的数据通过IIC总线输出至无线发射芯片13，并通过无线发射芯片13和发射天线12将处理好的数据发射出去。

在其中一个实施例中，参考图4和图5，无线接收芯片22包括第一脉冲信号发送引脚(IO2引脚)和第二脉冲发射引脚(IO7引脚)，第一脉冲信号发送引脚(IO2引脚)和第二脉冲发射引脚(IO7引脚)均与H桥功率驱动电路23的控制端连接。

具体地，参考图4和图5，当无线接收器2进入正常工作后，首先与无线发射器1进行对码通信，将接收到的信息进行匹配，接收天线21接收到的数据通过电容C5耦合到无线接收芯片22的ANT脚上，无线接收芯片22在获取到数据后将产生PWM1脉冲信号和PWM2脉冲信号，并通过第一脉冲信号发送引脚(IO2引脚)将PWM1脉冲信号发送至H桥功率驱动电路23，以及通过第二脉冲发射引脚(IO7引脚)将PWM2脉冲信号发送到H桥功率驱动电路23。

参考图4和图5，当无线接收芯片22接收到数据后，无线接收芯片22将会通过IIC总线的方式与数据存储芯片24进行数据传输，其中，电阻R2和电阻R3为上拉电阻，能够使得数据存储芯片24上的SCL引脚和SDA引脚为开漏输出，数据存储芯片24工作并将无线接收芯片22传输过来的数据进行存储，使得用户在拆除、转移或重新上电时无需再次进行对码操作，便可以直接使用该系统。

在其中一个实施例中，参考图2和图4，无线接收器2还包括降压芯片25，降压芯片25的电流输入端与外部+12V/24V电源连接，降压芯片25的电流输出端分别与无线接收芯片22和数据存储芯片24连接。

具体地，参考图2和图4，降压芯片25的IN引脚上连接有保护二极管D1和电阻R1，当+12V/24V经过保护二极管D1进行防反接，并经过电阻R1进行限流后进入降压芯片25，降压芯片25进行降压后输出高精度+3.3V电压，并为无线接收芯片22和数据存储芯片24提供正常工作所需的3.3+电压，降压芯片25的外围电路中还设置有滤波电容C1、滤波电容C2以及滤波电容C3，以使得降压芯片25的输出的电压更加平滑。

如图6所示，本实用新型还公开一种手扫感应灯的具体实施例。

参考图6，手扫感应灯包括如上的手扫感应控制系统10，还包括单色温灯20、双色温灯30以及脉冲电机40，单色温灯20、双色温灯30以及脉冲电机40均与H桥功率驱动电路23连接。

具体地，当无线接收芯片22发出的PWM1脉冲信号和PWM2脉冲信号进入H桥功率驱动电路23后，将驱动H桥功率驱动电路23上的4个桥臂，并通过4个桥臂中对角线上的两个MOS管交替导通，从而控制单色温灯20、双色温灯30和脉冲电机40。

参考图5，两线单色温灯20的控制原理为：当PWM1输出为高电平，PWM2输出为低电平时，M2 N截止；PWM1中的一路通过电阻R10使得M1 N的栅极为高电平，使得M1 N导通；PWM1中的另一路经过电阻R7，使三极管T1T4导通接入地线，通过电阻R19，电阻R5将M2 P的栅极电平拉低，使得M2 P导通；其中，下拉电阻R8将三极管T1T3基极拉低为低电平，以防止M2 P和M1 N工作时，4个MOS管同时导通击穿桥臂。

+12V/24V经过M2 P的P端的整流桥DB1全桥整流，使得电流依次经过LED+、LED-、N端以及M1 N接地以形成回路，点亮单色温灯20。

当PWM2输出为高电平，PWM1输出为低电平时，M1 N截止；PWM2中的一路通过电阻R11使得M2 N的栅极为高电平，从而使得M2 N导通；PWM2中的另一路经过电阻R6，使三极管T1T3导通接入地线，通过电阻R18，电阻R4将M1 P的栅极电平拉低，使得M1 P导通，其中下拉电阻R9将三极管T1T4的基极拉低为低电平，以防止M1 P和M2 N工作时4个MOS管同时导通击穿桥臂。

+12V/24V经过M1 P的N端的整流桥DB1全桥整流，使得电流依次经过LED+、LED-、P端以及M2 N接地以形成回路，点亮单色温灯20。

进一步地，通过分别控制PWM1和PWM2的占空比，能够对单色温灯20进行亮度调节。

参考图5，两线双色温灯30的控制原理为：当PWM1输出为高电平，PWM2输出为低电平时，M2 N截止；PWM1中的一路通过电阻R10使得M1 N的栅极为高电平，使得M1 N导通；PWM1中的另一路经过电阻R7，使三极管T1T4导通接入地线，通过电阻R19，电阻R5将M2 P的栅极电平拉低，使得M2 P导通。

+12V/24V经过M2 P的P端的整流桥DB1全桥整流，使得电流依次经过LED+、LED-、N端以及M1 N接地以形成回路，点亮双色温灯30的冷白灯。

当PWM2输出为高电平，PWM1输出为低电平时，M1 N截止；PWM2中的一路通过电阻R11使得M2 N的栅极为高电平，从而使得M2 N导通；PWM2中的另一路经过电阻R6，使三极管T1T3导通接入地线，通过电阻R18，电阻R4将M1 P的栅极电平拉低，使得M1 P导通。

+12V/24V经过M1 P的N端的整流桥DB1全桥整流，使得电流依次经过LED+、LED-、P端以及M2 N接地以形成回路，点亮双色温灯30的暖白灯。

在H桥功率驱动电路23中，由于PWM1和PWM2产生的互补方波电压分别控制H桥两条对角线上的桥臂轮流导通；因此，通过调节PWM1和PWM2的占空比，可以得到冷白和暖白两种色温不同比例的组成；以及通过调节PWM1和PWM2的脉冲宽度，能够得到此时色温的亮度。

应当理解的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，对本领域技术人员来说，可以对上述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而所有这些修改和替换，都应属于本实用新型所附权利要的保护范围。

Claims (10)

1.一种手扫感应控制系统，其特征在于，包括：无线发射器和无线接收器；所述无线发射器包括光电传感器、发射天线、无线发射芯片以及主控芯片，所述发射天线与所述无线发射芯片的信号输出端连接，所述光电传感器和所述无线发射芯片均与所述主控芯片连接；所述无线接收器包括接收天线、无线接收芯片以及H桥功率驱动电路，所述接收天线与所述发射天线无线连接，所述无线接收芯片的信号输入端与所述接收天线连接，所述无线接收芯片的信号输出端与所述H桥功率驱动电路的信号输入端连接，所述H桥功率驱动电路的信号输出端用于连接外部设备。

2.根据权利要求1所述的手扫感应控制系统，其特征在于，所述无线接收器还包括数据存储芯片，所述数据存储芯片通过IIC总线与所述无线接收芯片连接。

3.根据权利要求1所述的手扫感应控制系统，其特征在于，所述主控芯片内预设有多个与不同设备数据地址相对应的编码，所述主控芯片上设置有对码开关和对码指示灯。

4.根据权利要求1所述的手扫感应控制系统，其特征在于，所述光电传感器包括红外信号发射管和红外信号接收管，所述红外信号发射管与所述主控芯片的输出引脚连接，所述红外信号接收管与所述主控芯片的输入引脚连接。

5.根据权利要求4所述的手扫感应控制系统，其特征在于，所述红外信号发射管与所述主控芯片的输出引脚之间设置有三极管，所述三极管的集电极与所述红外信号发射管连接，所述三极管的基极与所述主控芯片的输出引脚连接，所述三极管的发射极接地。

6.根据权利要求1所述的手扫感应控制系统，其特征在于，所述无线发射芯片通过IIC总线分别与所述主控芯片的串行数据引脚和串行时钟引脚连接。

7.根据权利要求1所述的手扫感应控制系统，其特征在于，所述无线接收芯片包括第一脉冲信号发送引脚和第二脉冲发射引脚，所述第一脉冲信号发送引脚和所述第二脉冲发射引脚均与所述H桥功率驱动电路的控制端连接。

8.根据权利要求2所述的手扫感应控制系统，其特征在于，所述无线接收器还包括降压芯片，所述降压芯片的电流输入端与外部+12V/24V电源连接，所述降压芯片的电流输出端分别与所述无线接收芯片和所述数据存储芯片连接。

9.根据权利要求1所述的手扫感应控制系统，其特征在于，所述无线发射器内置有供电电池。

10.一种手扫感应灯，其特征在于，包括如权利要求1-9任一所述的手扫感应控制系统，还包括单色温灯、双色温灯以及脉冲电机，所述单色温灯、所述双色温灯以及所述脉冲电机均与所述H桥功率驱动电路连接。