RU84621U1

RU84621U1 - TOUCH REGULATOR

Info

Publication number: RU84621U1
Application number: RU2009112173/22U
Authority: RU
Inventors: Кирилл Викторович Коноплев
Original assignee: Кирилл Викторович Коноплев
Priority date: 2009-04-02
Filing date: 2009-04-02
Publication date: 2009-07-10

Abstract

1. Сенсорный регулятор, содержащий сенсорную панель с поверхностью, чувствительной к прикосновению, связанную с противоположной стороны клеммами с силовым модулем, включающим установленные в едином корпусе микроконтроллер и подключенные к нему блок питания, датчик температуры силового модуля, датчик превышения допустимой мощности и короткого замыкания нагрузки, датчик сетевого напряжения, датчик напряжения питания, тиристорный ключ и детектор перехода сетевого напряжения через ”0”, при этом микроконтроллер соединен с нагрузкой и с сетью через тиристорный ключ и блок питания. ! 2. Регулятор по п.1, отличающийся тем, что к микроконтроллеру подключены средства световой и звуковой индикации. ! 3. Регулятор по п.2, отличающийся тем, что средства световой индикации выполнены в виде светодиодов, а средства звуковой индикации выполнены в виде пьезоизлучателя. ! 4. Регулятор по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что он выполнен с возможностью скрытого монтажа в стеновую разветвительную коробку. ! 5. Регулятор по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что сенсорная панель выполнена с нанесенными на ней зонами управления мощностью, изображенными, например, в форме круга, кривой, спирали, треугольника, полосы, отдельно стоящих цифр. ! 6. Регулятор по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что он соединен с нагрузкой, включающей несколько потребителей. ! 7. Регулятор по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что сенсорная панель установлена в охватывающую ее по периметру жесткую панель, зафиксированную разъемными соединениями.1. A touch controller comprising a touch panel with a touch sensitive surface connected to the opposite side by terminals with a power module, including a microcontroller installed in a single housing and a power supply connected to it, a temperature module of the power module, a sensor for exceeding the permissible power and short circuit load , a voltage sensor, a voltage sensor, a thyristor switch and a detector for switching the voltage through "0", while the microcontroller is connected to the load and with Tew through the thyristor switch and power supply. ! 2. The controller according to claim 1, characterized in that the means of light and sound indication are connected to the microcontroller. ! 3. The controller according to claim 2, characterized in that the means of light indication are made in the form of LEDs, and the means of sound indication are made in the form of a piezo emitter. ! 4. The controller according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it is made with the possibility of flush mounting in a wall junction box. ! 5. The controller according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the touch panel is made with power control zones applied thereon, depicted, for example, in the form of a circle, curve, spiral, triangle, strip, separate numbers. ! 6. The regulator according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it is connected to a load including several consumers. ! 7. The controller according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the touch panel is installed in a rigid panel enclosing it around the perimeter, fixed by detachable connections.

Description

Полезная модель относится к электротехнике, а именно к низковольтному аппаратостроению, и предназначено для включения, отключения и регулировки мощности, проходящей через нагрузку. Нагрузкой могут являться потребители электроэнергии с напряжением питания 200 - 250 вольт переменного тока, суммарной мощностью не более 1000 ватт. Например: лампы накаливания, в том числе и галогенные, низковольтные галогенные лампы, включенные через трансформатор, электродвигатели.The utility model relates to electrical engineering, namely to low-voltage apparatus engineering, and is intended to turn on, turn off and adjust the power passing through the load. The load can be consumers of electricity with a supply voltage of 200 - 250 volts AC, with a total capacity of not more than 1000 watts. For example: incandescent lamps, including halogen, low-voltage halogen lamps connected via a transformer, electric motors.

Известны сенсорные регуляторы различного исполнения SU №896612, RU №№2067354, 2214165, 2289104, 2325047, 2007109841, 2007119287, US №№5349330, 6403904, 6621029, 7336260, 2002/0159267, DE №102007023530, FR №2736179, JP №№10-308135,2008-112334, СN №№1601903,2901703.Known sensor controllers of various designs SU No. 896612, RU No. 2067354, 2214165, 2289104, 2325047, 2007109841, 2007119287, US No. 5443930, 6403904, 6621029, 7336260, 2002/0159267, DE No. 102007023530, FR No. 2736179, JP No. 10-308135,2008-112334, СN No. 1601903,2901703.

В качестве ближайших аналогов можно выбрать патентные документы: CN №2901703, US №2002/0159267.As the closest analogues, you can choose patent documents: CN No. 2901703, US No. 2002/0159267.

Известный наиболее близкий к заявленному сенсорный регулятор содержит Сенсорный регулятор, содержащий сенсорную панель с поверхностью, чувствительной к прикосновению, связанную с противоположной стороны клеммами с силовым модулем, включающим установленные в едином корпусе датчик превышения допустимой мощности и короткого замыкания нагрузки, датчик сетевого напряжения, датчик напряжения питания и блок питания, силовой модуль выполнен с возможностью скрытого монтажа в стеновую разветвительную коробку (US №2002/0159267, прототип).The known closest to the claimed touch controller contains a Touch controller containing a touch panel with a surface that is sensitive to touch, connected on the opposite side by terminals with a power module, including a sensor for exceeding the permissible power and short circuit load, a voltage sensor, a voltage sensor power supply and power supply unit, the power module is made with the possibility of flush mounting in a wall junction box (US No. 2002/0159267, prototype).

Недостатками известного сенсорного выключателя являются ограниченность функциональных возможностей, не оптимальная компоновка, недостаточная долговечность.The disadvantages of the known touch switch are limited functionality, not optimal layout, lack of durability.

Технической задачей полезной модели является создание эффективного сенсорного регулятора и расширение арсенала сенсорных регуляторов.The technical task of the utility model is to create an effective touch controller and expand the arsenal of touch controllers.

Технический результат, обеспечивающий решение поставленной задач, состоит в расширении функциональных возможностей, улучшении компоновочных характеристик и повышении долговечности регулятора.The technical result, which provides a solution to the problems posed, is to expand the functionality, improve the layout characteristics and increase the durability of the regulator.

На чертеже фиг.1 изображена конструктивная схема сенсорного регулятора, смонтированного в стене, на фиг.2 - принципиальная блок схема сенсорного регулятора, на фиг.3 - вид на сенсорную панель регулятора.The drawing of figure 1 shows a structural diagram of a touch controller mounted on the wall, figure 2 is a circuit block diagram of a touch controller, figure 3 is a view of the touch panel of the controller.

Сенсорный регулятор содержит сенсорную панель 2, клеммное устройство (клеммник) 12 с клеммами и силовой модуль 14 контроля и управления, представляющий собой силовую часть сенсорного регулятора. Модуль 14 включает в себя соединенный с сенсорной панелью 2 программируемый микроконтроллер 1 (например, микроконтроллер PIC12F629 или АТ89С2051), к которому подключены блок 10 питания, датчик 4 температуры внутри модуля 14, датчик 5 превышения допустимой мощности и короткого замыкания нагрузки 11, датчик 6 сетевого напряжения, датчик 7 напряжения питания, детектор 8 перехода сетевого напряжения через "0". При этом микроконтроллер 1 соединен с нагрузкой 11 и с сетью 220 В через тиристорный ключ 9 и блок 10 питания. Датчик 5 выполнен на основе трансформатора ударного действия.The touch controller includes a touch panel 2, a terminal device (terminal block) 12 with terminals and a power module 14 for monitoring and control, which is the power part of the touch controller. Module 14 includes a programmable microcontroller 1 connected to the touch panel 2 (for example, a PIC12F629 or AT89C2051 microcontroller), to which a power supply unit 10, a temperature sensor 4 inside the module 14, a sensor 5 for excess power and short circuit load 11, a network sensor 6 are connected voltage sensor 7 supply voltage, the detector 8 transition mains voltage through "0". In this case, the microcontroller 1 is connected to the load 11 and to the 220 V network through a thyristor switch 9 and a power supply unit 10. The sensor 5 is made on the basis of a shock transformer.

Кроме того, микроконтроллеру 1 подключены средства 3 световой и звуковой индикации режимов работы. Средства световой индикации выполнены в виде светодиодов, а средства звуковой индикации выполнены в виде пьезоизлучателя (не изображено).In addition, the microcontroller 1 is connected means 3 light and sound indication of operating modes. Means of light indication are made in the form of LEDs, and means of sound indication are made in the form of a piezo emitter (not shown).

Сенсорная панель 2 выполнена с нанесенными на ней зонами 15, 16 управления мощностью, изображенными например, в форме: круга, кривой, спирали, треугольника, полосы, отдельно стоящих цифр.The touch panel 2 is made with the power control zones 15, 16 applied thereon, depicted for example in the form of: circle, curve, spiral, triangle, strip, separate numbers.

Регулятор может быть соединен с нагрузкой, включающей несколько потребителей (не изображено).The regulator may be connected to a load including several consumers (not shown).

Сенсорная панель 2 установлена в охватывающую ее по периметру накладную жесткую панель 17, зафиксированную разъемными резьбовыми соединителями (винтами или шурупами) 21 к стеновой разветвительной коробке 13. Сенсорную панель 2 охватывает по периметру полый бурт 18 жесткой панели 17, опертой на стену 19. Оборудование силового модуля 14 установлено в едином корпусе 20. Силовая часть регулятора (модуль 14) скрытно смонтирована корпусом 20 в стандартную крепежную стеновую разветвительную (распаечную) коробку 13.The touch panel 2 is installed in a patch panel 17 surrounding it along the perimeter, fixed by detachable threaded connectors (screws or screws) 21 to the wall junction box 13. The touch panel 2 covers the perimeter of the hollow collar 18 of the rigid panel 17, supported on the wall 19. Power equipment module 14 is installed in a single housing 20. The power part of the regulator (module 14) is covertly mounted by the housing 20 into a standard mounting wall junction box (junction box) 13.

Сенсорный регулятор работает следующим образом.Touch controller works as follows.

После подачи питания на регулятор через блок 10 питания микроконтроллер 1 опрашивает датчик 6 сетевого напряжения и в зависимости от значения (уровня) вычисляет первоначальный максимально возможный уровень мощности подводимой к нагрузке 11 с учетом потребности в питании схемы самого регулятора.After applying power to the controller through the power supply unit 10, the microcontroller 1 polls the sensor 6 for the mains voltage and, depending on the value (level), calculates the initial maximum possible level of power supplied to the load 11, taking into account the power requirements of the controller circuit itself.

Сенсорная панель 2 представляет собой поверхность чувствительную к прикосновению. Принцип действия панели 2 основан прикосновении к ее сенсорам пальца руки (или другим проводящим предметом). Сенсорная панель 2 позволяет осуществлять регулирование путем прикосновения и дальнейшего движения пальцев руки по нанесенной зоне (15, 16). Современные сенсорные панели 2 позволяют распознавать зону воздействия и разного рода движения пальцев.The touch panel 2 is a touch sensitive surface. The principle of operation of the panel 2 is based on touching its finger sensors (or other conductive object). The touch panel 2 allows you to adjust by touching and further moving the fingers on the applied area (15, 16). Modern touch panels 2 allow you to recognize the affected area and various kinds of finger movements.

Микроконтроллер 1 опрашивает подключенную к нему сенсорную панель 2 для определения срабатывания ее сенсоров, и в зависимости от результата включает, отключает или регулирует мощность нагрузки. Происходит это следующим образом: если микроконтроллер 1 получил с панели 2 команду на включение нагрузки 11, он ожидает информацию от детектора 8 перехода синусоиды сетевого напряжения через "0" (т.е. о начале полупериода), после чего с помощью маломощного электрического сигнала управления открывает тиристоры ключа 9 на время соответствующее ранее определенному значению максимально возможного уровня мощности. Таким образом, микроконтроллер 1 получающий от детектора 8 сигнал о начале полупериода синхронизирован с фазой переменного сетевого напряжениия. В результате микроконтроллер 1 плавно управляет мощностью, подаваемой в нагрузку 11, путем изменения времени, в течение которого тиристор ключа 9, соединяющий нагрузку 11 с блоком 10 питания, замкнут в течение данного периода. Этот процесс повторяется до тех пор пока микроконтроллер 1 не получит других команд от сенсорной панели 2. Тиристор - полупроводниковый управляемый прибор, имеющий только два устойчивых электрических состояния - закрытое или открытое (выключенное или включенное); переход из закрытого состояния в открытое, т.е. включение тиристора, осуществляется с помощью маломощного электрического сигнала управления. Выключенное состояние тиристора характеризуется очень большим значением сопротивления, а включенное состояние - очень малым сопротивлением.The microcontroller 1 polls the touch panel 2 connected to it to determine the response of its sensors, and, depending on the result, turns on, turns off or adjusts the load power. This happens as follows: if the microcontroller 1 received a command from panel 2 to turn on the load 11, it expects information from the detector 8 of the transition of the sine wave of the mains voltage through "0" (ie, about the beginning of the half-cycle), and then using a low-power electrical control signal opens the thyristors of the key 9 for a time corresponding to the previously determined value of the maximum possible power level. Thus, the microcontroller 1 receiving from the detector 8 a signal about the beginning of a half-cycle is synchronized with the phase of the alternating mains voltage. As a result, the microcontroller 1 smoothly controls the power supplied to the load 11 by changing the time during which the thyristor switch 9, connecting the load 11 to the power supply unit 10, is closed during this period. This process is repeated until the microcontroller 1 receives other commands from the touch panel 2. Thyristor is a semiconductor controlled device that has only two stable electrical states - closed or open (off or on); transition from closed to open, i.e. The thyristor is turned on using a low-power electrical control signal. The off state of the thyristor is characterized by a very large value of resistance, and the on state is characterized by a very small resistance.

Если микроконтроллер 1 получил команду на плавную регулировку мощности нагрузки 11, то в зависимости от сработавшего сенсора панели 2 и времени удержания этого сенсора, он изменяет значение максимально возможного уровня мощности, и параллельно отслеживая информацию от детектора 8 перехода сетевого напряжения через "0", открывает тиристоры ключа 9 на время соответствующее этому значению максимально возможного уровня мощности.If the microcontroller 1 received a command to smoothly adjust the power of the load 11, then depending on the triggered sensor of the panel 2 and the holding time of this sensor, it changes the value of the maximum possible power level, and simultaneously tracking information from the detector 8 of the mains voltage transition through "0", opens thyristors of key 9 for a while corresponding to this value of the maximum possible power level.

Если микроконтроллер 1 получил команду на отключение нагрузки 11, он отключает тиристоры ключа 9 через которые питается нагрузка.If the microcontroller 1 received a command to disconnect the load 11, it turns off the thyristors of the key 9 through which the load is powered.

В случае, если нагрузка 11 отключена, микроконтроллер 1 включает светоизлучающие диоды, которые обеспечивают подсветку сенсорной панели 2 в темноте.In case the load 11 is disconnected, the microcontroller 1 includes light emitting diodes, which provide illumination of the touch panel 2 in the dark.

Если во время работы регулятора происходит просадка сетевого напряжения, микроконтроллер 1 получает об этом информацию через датчик 7 напряжения питания и автоматически понижает мощность нагрузки 11 для обеспечения необходимого питания всей схемы.If during the operation of the controller there is a drawdown of the mains voltage, the microcontroller 1 receives information about this through the sensor 7 of the supply voltage and automatically reduces the load power 11 to provide the necessary power to the entire circuit.

Помимо описанных выше функций микроконтроллер 1 постоянно опрашивает датчик 4 температуры внутри модуля 14 и датчик 5 превышения допустимой мощности и короткого замыкания нагрузки 11. В случае несоответствия полученных параметров заданным значениям микроконтроллер 1 выключает нагрузку 11 посредством отключения тиристоров ключа 9 и выдает звуковой сигнал посредством пьезоизлучателя.In addition to the functions described above, the microcontroller 1 constantly polls the temperature sensor 4 inside the module 14 and the sensor 5 for exceeding the permissible power and short circuit of the load 11. In the case of a mismatch of the obtained parameters with the set values, the microcontroller 1 turns off the load 11 by turning off the thyristors of the key 9 and gives an audio signal through a piezo emitter.

В случае объединения силовых модулей 14 нескольких регуляторов в один корпус 20 с одной общей составной сенсорной панелью 2, становится возможным управлять несколькими нагрузками 11 раздельно. С помощью одного такого выключателя можно будет управлять любой из ламп в комнате. Также подобные выключатели могут в будущем использоваться и для управления кондиционерами.In the case of combining the power modules 14 of several controllers in one housing 20 with one common composite touch panel 2, it becomes possible to control several loads 11 separately. With the help of one such switch, it will be possible to control any of the lamps in the room. Also, such switches can be used in the future to control air conditioners.

Таким образом, создан эффективный сенсорный регулятор и расширен арсенал сенсорных регуляторов.Thus, an effective sensory regulator was created and the arsenal of sensory regulators was expanded.

При этом расширены функциональные возможности в части диапазона благодаря программному регулированию нагрузки, улучшении компоновочных характеристик благодаря монтажу всей силовой части в стенную коробку и повышении долговечности и надежности регулятора благодаря защите сенсорной панели жесткой панелью, плавному включению напряжения на нагрузке и наличию защиты от перегрева и короткого замыкания нагрузки, а также синхронизации сигнала управления микроконтроллера для открытия тиристоров с началом полупериода сетевого напряжения.At the same time, expanded functionality in part of the range due to programmed load control, improved layout characteristics due to the installation of the entire power part in a wall box and increased controller durability and reliability due to the protection of the touch panel by a hard panel, smooth switching on of the load voltage and protection against overheating and short circuit load, as well as synchronization of the control signal of the microcontroller to open the thyristors with the beginning of the half-cycle of the mains voltage.

Claims

1. A touch controller comprising a touch panel with a touch sensitive surface connected to the opposite side by terminals with a power module, including a microcontroller installed in a single housing and a power supply connected to it, a temperature module of the power module, a sensor for exceeding the permissible power and short circuit load , a voltage sensor, a voltage sensor, a thyristor switch and a detector for switching the voltage through "0", while the microcontroller is connected to the load and with Tew through the thyristor switch and power supply.

2. The controller according to claim 1, characterized in that the means of light and sound indication are connected to the microcontroller.

3. The controller according to claim 2, characterized in that the means of light indication are made in the form of LEDs, and the means of sound indication are made in the form of a piezo emitter.

4. The controller according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it is made with the possibility of flush mounting in a wall junction box.

5. The controller according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the touch panel is made with power control zones applied thereon, depicted, for example, in the form of a circle, curve, spiral, triangle, strip, separate numbers.

6. The regulator according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it is connected to a load including several consumers.

7. The controller according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the touch panel is installed in a rigid panel enclosing it around the perimeter, fixed by detachable connections.