TW201936006A - 調光開關裝置及其操作事件判斷方法 - Google Patents

Abstract

一種調光開關裝置及其按鍵事件判斷方法，該調光開關裝置包含一按鍵開關、一電源狀態耦合電路及一控制器；其中該調光開關裝置包含一切換元件及一整流二極體，該按鍵開關具有一第一狀態及一第二狀態，並且輸出一信號來表示該按鍵開關係處於該第一狀態或該第二狀態。該電源狀態耦合電路將該信號轉為一直流信號並由該輸出端輸出；該控制器依據該輸入腳位的電壓波形決定該按鍵開關為第一、二狀態，並且進一步使用軟體/韌體程式來判斷使用者操作該按鍵開關之操作事件，包含：單按、連按N次，來對一燈具負載進行開/關、調光。

Description

調光開關裝置及其操作事件判斷方法

本發明係一種調光開關裝置及其操作事件判斷方法，尤指一種具調光功能的開關裝置及辨識使用者操作該開關裝置的方法。

習知調光開關裝置係位於牆壁上，如圖8所示，該調光開關裝置80設置於牆壁並具有一數位控制器83、一按鍵開關82、一交流轉直流電源電路81、以及一輸出驅動電路84，使用者藉由該調光開關裝置80控制一燈具負載85之亮度。因該調光開關裝置80具有相當多電力電子元件，故其具有顯著的體積並且有散熱之需求，以致一般牆壁不一定適合容納該調光開關裝置80。

因此另一種習知調光開關裝置如圖9所示，該數位控制器83、該交流轉直流電源電路81、及該輸出驅動電路84由設置於牆壁之該按鍵開關82處改為設置於燈具負載85處，可大幅減少上述空間上之限制，同時也減少了散熱的限制；但是上述設置於牆壁之按鍵開關82除了必備的一對電源導線外，還需要另外拉一條導線86來電連接該數位控制器83與該按鍵開關82，以傳導該按鍵開關82之狀態信息給該數位控制器83，如此便增加了施工的複雜度。

有鑑於習知調光開關裝置施工複雜的缺點，本發明提供一種調光開關裝置，包含有： 一按鍵開關，包含： 一共同輸入端； 一共同輸出端； 一切換元件，其具有一輸入端與一輸出端，其中，一使用者係可以按鍵之方式控制該切換元件為開路或閉路； 一整流二極體，其具有一輸入端與一輸出端；其中， 該切換元件之輸入端與該整流二極體之輸入端係電連至該共同輸入端並進一步電連接至一交流電源之一極，該切換元件之輸出端與該整流二極體之輸出端係電連至該共同輸出端；以及， 一電源狀態耦合電路，包含： 一對輸入端，其係與上述按鍵開關之該共同輸出端以及上述交流電源之另一極電連接； 一輸出端；其中， 該電源狀態耦合電路將該對輸入端的交流電壓轉為直流信號並由該輸出端輸出；以及， 一控制器，包含：

一輸入腳位，其係電連至該電源狀態耦合電路之該輸出端；其中，該控制器依據該輸入腳位的電壓波形決定該切換元件為開路或閉路。當該按鍵開關中的切換元件為開路時，該輸入之交流電源中之一極，係僅能通過該整流二極體，來對該調光開關裝置提供電能，而當該按鍵開關中的切換元件為閉路時，該輸入之交流電源中之一極，係直接對該調光開關裝置提供電能，而不受該整流二極體之影響。故當該按鍵開關中的切換元件為開路時或閉路時，其所對應之該按鍵開關之共同輸出端的輸出電壓波形係為不同，因此該電源狀態耦合電路即可依照該按鍵開關之共同輸出端的輸出電壓波形來對該控制器之一輸入腳位輸入不同的電壓波形，該控制器即可依此判斷該按鍵開關是否為開路狀態或閉路狀態，同時也可按照該按鍵開關中的切換元件其處於開路狀態或閉路狀態之持續時間長短以及順序來決定要關閉、開啟、或調整該驅動電路之輸出，據以控制該負載，該負載係可為一燈具或其他電器。如上所述，因該按鍵開關中的切換元件為開路或閉路之狀態可直接經由該電源線來被該調光開關裝置所感知，亦即在該按鍵開關與該負載間僅有必備的一對電源線，而不需要再增添其他的信號傳導線，如此即可達到減少施工複雜度之目的。

以下配合圖式及本發明較佳實施例，進一步闡述本發明為達成預定目的所採取的技術手段。

本發明第一較佳實施例，請參閱圖1A所示，本發明係一種調光開關裝置10，包含有一按鍵開關11、一交流轉直流電源供應器12、一電源狀態耦合電路13、一驅動電路14、一控制器15。其中，該驅動電路14係驅動一負載20。其中，該按鍵開關11可與調光開關裝置10中的其他電路分開設置於不同區域，如本發明第二較佳實施例，請參閱圖1B所示，該按鍵開關11可設置於一牆壁上，而該調光開關裝置10中的其他電路設置於一照明負載20處，此時該按鍵開關11與該調光開關裝置10中的其他電路間僅有一對電源線來連接彼此，該對電源線除了傳輸電源外，更進一步將按鍵開關11的按鍵狀態傳輸給該調光開關裝置10中的其他電路。

請參閱圖2A、圖2B所示，該按鍵開關11具有一共同輸入端111、一共同輸出端112、一具有開路與閉路功能之切換元件113、一整流二極體114，其中該整流二極體114的正負端方向如圖2A或圖2B所示。其中，使用者可以一般按壓、觸控、聲控、或光控的方式控制該切換元件113為開路或閉路，該切換元件113之輸入端與該整流二極體114之輸入端係電連至該共同輸入端111並進一步電連接至一交流電源30（通常為43~67Hz、100~240V）之一極301，該切換元件113之輸出端與該整流二極體114之輸出端係電連至該共同輸出端112。當該切換元件113為開路狀態時，該交流電源30之輸入電壓係經過該整流二極體114的整流後才傳至該共同輸出端112，而當該切換元件113為閉路狀態時，該交流電源30之輸入電壓則直接經由該切換元件113傳輸至該共同輸出端112而不必經過該整流二極體114的整流；因此在該按鍵開關11之該共同輸出端112所出現的電壓，在該切換元件113為開路狀態時為一整流後的交流電壓波形，而在該切換元件113為閉路狀態時為一正常的交流電壓波形。如上所述，可知該按鍵開關11之按鍵狀態係由該切換元件113為開路狀態或閉路狀態來決定的，因此該切換元件113之開路狀態/閉路狀態即等同於該按鍵開關11之開路狀態/閉路狀態。

請參閱圖3所示，該交流轉直流電源供應器12具有一交流-直流轉換器121、一低壓降穩壓器122、及一直流-直流轉換器123，並以該按鍵開關11之共同輸出端112以及上述交流電源30之另一極302為輸入電源，並將其轉成直流電源後輸出至該電源狀態耦合電路13、該驅動電路14、及該控制器15。

請參閱圖4所示，該電源狀態耦合電路13具有一電阻組131、一光電耦合單元132、及一輸出電阻133，其中該電阻組131以該按鍵開關11之共同輸出端112以及上述交流電源30之另一極302為輸入電源，並將該輸入電源之電壓以電阻分壓的方式來取樣以得到一取樣電壓Vsmpl，該取樣電壓Vsmpl輸入至該光電耦合單元132以得到一輸出電流Ismpl，該輸出電流Ismp輸出至該輸出電阻133以得到一輸出電壓Vout，因該輸出電流Ismpl之電流方向是固定的，故該輸出電壓Vout為一直流信號，其中該光電耦合單元132可以是基於一雙向發光二極體組與一光感測電晶體之間的光耦合的一電路元件，該雙向發光二極體組接收該取樣電壓Vsmpl並將其轉換為光，並耦合至該光感測電晶體以產生該輸出電流Ismpl；該光電耦合單元132可為：例如市面上所售Vishay^® 公司之IL250光耦合器。接著將該輸出電壓Vout輸出至該控制器15之一輸入腳位151，該控制器15則可依據該輸出電壓Vout的波形判斷目前該按鍵開關11中該切換元件113為閉路狀態或為開路狀態。

如前所述，若該切換元件113為開路狀態時，該輸出電壓Vout為一整流波形，其在通過該電源狀態耦合電路13後，其輸出電壓Vout之波形頻率可假定為Fc；而當該切換元件113為閉路狀態時，該輸出電壓Vout為一未整流之交流波形，其在通過該電源狀態耦合電路13後，其輸出電壓Vout之波形頻率則為兩倍的Fc，故該控制器15即可依據該輸入腳位151之電壓波形的頻率來判斷目前該按鍵開關11中該切換元件113為閉路狀態或為開路狀態。

請參閱圖5所示，該驅動電路14包含一固態繼電器141、一信號輸入端142、一對電源輸出端143、144、及一對交流輸入端；該對交流輸入端連接至該按鍵開關11之共同輸出端112以及上述交流電源30之另一極302，以作為輸入電源；並由該控制器15之輸出腳位152輸出一開/關信號至該信號輸入端142來控制該固態繼電器141之開/關，以控制該驅動電路14之該對電源輸出端143、144之輸出，藉此來控制一負載20之供電與否；例如，當該負載20為一燈具時，控制其是否供電就可以開/關該燈具。

請參閱圖5所示，在另一實施例當中，該控制器15之輸出腳位152輸出一PWM信號至該信號輸入端142來控制該固態繼電器141之開/關責任週期，以控制該驅動電路14之該對電源輸出端143、144之輸出責任週期，藉此來控制一負載20之供電責任週期；例如，當該負載20為一燈具時，控制其供電責任週期就可以調整該燈具之亮度。

該控制器15包含如上所述之輸入腳位151、輸出腳位152、及一直流電源輸入端153，該控制器15係可進一步具有一無線通信介面，如WiFi、藍芽、Zigbee、802.11a/b/g、或Home RF，可接收發射無線訊號，因此該控制器15也可以經由該無線通信介面所接收到的訊息來控制該輸出腳位152之輸出信號，藉此來控制該負載20之供電與否與供電責任週期。

如上所述，該控制器15依據該輸入腳位151電壓波形來判斷目前該按鍵開關11中該切換元件113為閉路狀態或為開路狀態，該控制器15可進一步使用由內存記憶體、外接記憶體所儲存、或由該無線通信介面所接收之韌體/軟體程式及參數來定義並判斷一使用者對該按鍵開關11之按鍵動作事件，如: 單按（例如持續按的時間小於2秒）、連按N下（例如N為大於1之正整數）、長按（例如持續按的時間大於8秒）等等，並依據上述使用者之按鍵動作來控制該控制器15之該輸出腳位152之輸出信號波形。詳細的操作事件定義列舉如下。

長按事件：該切換元件113進入該閉路狀態超過一T0時段，例如該T0時段的時間長度為8秒。

觸發事件：該切換元件113已進入該閉路狀態超過一固定時段T1，例如T1時段的時間長度介於0.05秒至3秒之間。

再觸發事件：在該觸發事件發生後，該切換元件113進入該開路狀態未超過一T2時段，就再次進入該閉路狀態，然後持續超過一T1時段，例如T2為1秒。

單按事件：在該觸發事件發生後，該切換元件113進入該開路狀態超過一T3時段，其中該T3時段的時間長度大於該T2時段的時間長度，例如T3時段的時間長度至少比T2時段的時間長度大0.001秒。

按N次事件：在該再觸發事件發生後，又再發生N-2次該觸發事件，直到該切換元件113進入該開路狀態超過該T3時段。

在另一較佳實施例中，上述事件係另外定義如下：

長按事件為：該切換元件113進入該開路狀態超過一T0時段，例如該T0時段的時間長度為8秒；

觸發事件為：該切換元件113已進入該開路狀態超過一固定時段T1，例如T1時段的時間長度介於0.05秒至3秒之間；

再觸發事件為：在該觸發事件發生後，該切換元件113進入該閉路狀態未超過一T2時段，就再次進入該開路狀態，然後持續超過一T1時段，例如T2為1秒；

單按事件為：在該觸發事件發生後，該切換元件113進入該閉路狀態超過一T3時段，其中該T3時段的時間長度大於該T2時段的時間長度，例如T3時段的時間長度至少比T2時段的時間長度大0.001秒；

按N次事件為：在該再觸發事件發生後，又再發生N-2次該觸發事件，直到該切換元件113進入該閉路狀態超過該T3時段。

該控制器15也可依據上述無線通信介面所接收之訊息來更新上述程式判斷使用者按鍵動作事件的方式及參數，例如：可規定只接受連按2次、或更新T0~T3的值。

請參閱圖6、7所示，圖6、7為韌體/軟體之流程圖，包括一重新啟動之流程及一開/關或調光之流程，且該控制器15可以平行執行上述流程。在該重新啟動之流程中，該控制器15等待該長按事件以觸發重新啟動（流程S01），等到該長按事件發生了，該控制器15就執行一重新啟動之程序（流程S02），包括將一些狀態值與參數值重新設為預設值。在該開/關或調光之流程中，該控制器15先檢查該切換元件113是否被觸發（流程S11），如果已被觸發，接續檢查是否再次被觸發（流程S12），若沒有再次被觸發，則接續判斷是否為該單按事件（流程S13），若有再次被觸發，則接續判斷是否為該連按N次事件（流程S15），若在流程S13中判斷是該單按事件的話，該控制器15就執行該開/關之程序（流程S14），若在流程S15中判斷是該連按N次事件的話，該控制器15就執行該調光之程序（流程S16）。

以上所述僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發明做任何形式上的限制，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而並非用以限定本發明，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本發明技術方案的範圍內，當可利用上述揭示的技術內容做出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本發明技術方案的範圍內。

10‧‧‧調光開關裝置

11‧‧‧按鍵開關

111‧‧‧共同輸入端

112‧‧‧共同輸出端

113‧‧‧切換元件

114‧‧‧整流二極體

12‧‧‧交流轉直流電源供應器

121‧‧‧交流-直流轉換器

122‧‧‧低壓降穩壓器

123‧‧‧直流-直流轉換器

13‧‧‧電源狀態耦合電路

131‧‧‧電阻組

132‧‧‧光電耦合單元

133‧‧‧輸出電阻

14‧‧‧驅動電路

141‧‧‧固態繼電器

142‧‧‧信號輸入端

143、144‧‧‧一對電源輸出端

15‧‧‧控制器

151‧‧‧輸入腳位

152‧‧‧輸出腳位

153‧‧‧直流電源輸入端

20‧‧‧負載

30‧‧‧交流電源

301‧‧‧交流電源30之一極

302‧‧‧交流電源30之另一極

80‧‧‧調光開關裝置

81‧‧‧交流轉直流電源電路

82‧‧‧按鍵開關

83‧‧‧數位控制器

84‧‧‧輸出驅動電路

85‧‧‧燈具負載

86‧‧‧導線

S01‧‧‧等待長按事件

S02‧‧‧執行重新啟動之程序

S11‧‧‧檢查該切換元件是否被觸發

S12‧‧‧接續檢查是否再次被觸發

S13‧‧‧接續判斷是否為單按事件

S14‧‧‧執行開/關之程序

S15‧‧‧接續判斷是否為連按N下事件

S16‧‧‧執行調光之程序

圖1A係本發明第一較佳實施例之整體線路方塊圖。 圖1B係本發明第二較佳實施例之整體線路方塊圖，該按鍵開關設置為遠離該調光開關裝置中的其他電路。 圖2A係圖1A或圖1B中該按鍵開關電路較佳實施例之線路方塊圖。 圖2B係圖1A或圖1B中該按鍵開關電路較佳實施例之另一線路方塊圖。 圖3係圖1A或圖1B中該交流轉直流電源供應器電路較佳實施例之線路方塊圖。 圖4係圖1A或圖1B中該電源狀態耦合電路較佳實施例之線路方塊圖。 圖5係圖1A或圖1B中該驅動電路較佳實施例之線路方塊圖。 圖6係本發明之韌體/軟體之一流程圖。 圖7係本發明之韌體/軟體之另一流程圖。 圖8係習知調光開關裝置之一線路方塊圖。 圖9係圖8中該按鍵開關82設置為遠離該裝置80中的其他電路。

Claims (15)

1. 一種調光開關裝置，包含有： 一按鍵開關，包含： 一共同輸入端； 一共同輸出端； 一切換元件，其具有一輸入端與一輸出端，其中，該切換元件可被控制為開路或閉路； 一整流二極體，其具有一輸入端與一輸出端；其中， 該切換元件之輸入端與該整流二極體之輸入端係電連至該共同輸入端並進一步電連接至一交流電源之一極，該切換元件之輸出端與該整流二極體之輸出端係電連至該共同輸出端；以及， 一電源狀態耦合電路，包含： 一對輸入端，其係與上述按鍵開關之該共同輸出端以及上述交流電源之另一極電連接； 一輸出端；其中， 該電源狀態耦合電路將該對輸入端的交流電壓轉為直流信號並由該輸出端輸出；以及， 一控制器，包含： 一輸入腳位，其係電連至該電源狀態耦合電路之該輸出端；其中， 該控制器依據該輸入腳位的電壓波形決定該切換元件為開路或閉路。
2. 如請求項1所述之調光開關裝置，其中 該按鍵開關可與該調光開關裝置中之其他電路分開設置於不同區域，該按鍵開關與該調光開關裝置中之其他電路間僅有一對電源線來連接彼此，該對電源線除了傳輸電源外，更傳輸了該切換元件為開路狀態或閉路狀態的一信號給該調光開關裝置中之其他電路。
3. 如請求項1所述之調光開關裝置，其中， 該控制器判斷該使用者對該按鍵開關之按鍵動作事件，該按鍵動作事件包含：觸發、再觸發、單按、連按N次（N為大於1之正整數）、或長按。
4. 如請求項3所述之調光開關裝置，其中該控制器進一步具有： 一無線通信介面，可接收發射無線訊號；其中， 該控制器依據該無線通信介面所接收之訊息來決定判斷該些使用者按鍵動作事件的方式及參數。
5. 如請求項1所述之調光開關裝置，進一步包含： 一驅動電路，包含： 一對交流輸入端，其係與上述按鍵開關之該共同輸出端以及上述交流電源之另一極電連接； 一信號輸入端； 一對電源輸出端，其係與一外接負載電連接；以及 該控制器之一輸出腳位，其係電連接至該驅動電路之該信號輸入端；其中，該控制器依據該輸入腳位的電壓波形決定該控制器之輸出腳位及該驅動電路之該電源輸出端電壓波形，以控制該外接負載。
6. 如請求項5所述之調光開關裝置，進一步包含： 一交流轉直流電源供應器，以上述按鍵開關之該共同輸出端以及上述交流電源之另一極為輸入電源，並將其轉成一直流電源，並將其供給該電源狀態耦合電路、該驅動電路、及該控制器。
7. 一種調光開關裝置之操作事件判斷方法，包含下列步驟： 提供一調光開關裝置，該調光開關裝置包含一按鍵開關，該按鍵開關被操作為處於一第一狀態或一第二狀態，並且輸出一信號來表示該按鍵開關係處於該第一狀態或該第二狀態； 定義一長按事件為：該按鍵開關進入該第一狀態超過一T0時段； 提供一控制器，其依據上述信號，等待該長按事件的發生，當該長按事件發生後，該控制器執行一重新啟動的程序，否則繼續等待該長按事件的發生。
8. 如請求項7所述之方法，其中 該第一狀態為閉路狀態，該第二狀態為開路狀態；且 該T0時段的時間長度大於8秒。
9. 如請求項7所述之方法，其中 該第一狀態為開路狀態，該第二狀態為閉路狀態；且 該T0時段的時間長度大於8秒。
10. 一種調光開關裝置之操作事件判斷方法，包含下列步驟： 提供一調光開關裝置，該調光開關裝置包含一按鍵開關，該按鍵開關被操作為處於一第一狀態或一第二狀態，並且輸出一信號來表明該按鍵開關係處於該第一狀態或該第二狀態； 定義一觸發事件為：該按鍵開關已進入該第一狀態超過一T1時段； 定義一再觸發事件為：在該觸發事件發生後，該按鍵開關再進入該第二狀態未超過一T2時段，就再次進入該第一狀態，然後持續超過該T1時段； 定義一單按事件為：在該觸發事件發生後，該按鍵開關進入該第二狀態超過一T3時段，其中該T3時段的時間長度大於該T2時段的時間長度； 提供一控制器，其依據上述信號， 檢查是否發生一觸發事件； 若已發生該觸發事件，檢查是否發生一再觸發事件； 若未發生該再觸發事件，則接續判斷是否為該單按事件，若是，則執行一開/關之程序。
11. 如請求項10所述之方法，其中 該第一狀態為閉路狀態，該第二狀態為開路狀態；且 該T1時段的時間長度介於0.05秒至3秒之間、該T2時段的時間長度為1秒、該T3時段的時間長度至少比該T2時段的時間長度大0.001秒。
12. 如請求項10所述之方法，其中 該第一狀態為開路狀態，該第二狀態為閉路狀態；且 該T1時段的時間長度介於0.05秒至3秒之間、該T2時段的時間長度為1秒、該T3時段的時間長度至少比該T2時段的時間長度大0.001秒。
13. 一種調光開關裝置之操作事件判斷方法，包含下列步驟： 提供一調光開關裝置，該調光開關裝置包含一按鍵開關，該按鍵開關被操作為處於一第一狀態或一第二狀態，並且輸出一信號來表明該按鍵開關係處於該第一狀態或該第二狀態； 定義一觸發事件為：該按鍵開關已進入該第一狀態超過一T1時段； 定義一再觸發事件為：在該觸發事件發生後，該按鍵開關再進入該第二狀態未超過一T2時段，就再次進入該第一狀態，然後持續超過該T1時段； 定義一按N次事件為（N為大於1之正整數）：在該再觸發事件發生後，又再發生N-2次該觸發事件，直到該按鍵開關進入該第二狀態超過該T3時段； 提供一控制器，其依據上述信號， 檢查是否發生一觸發事件； 若已發生該觸發事件，檢查是否發生一再觸發事件； 若已發生該再觸發事件，則接續判斷是否為該按N次事件，若是，則執行一調光之程序。
14. 如請求項13所述之方法，其中 該第一狀態為閉路狀態，該第二狀態為開路狀態；且 該T1時段的時間長度介於0.05秒至3秒之間，該T2時段的時間長度為1秒，該T3時段的時間長度至少比該T2時段的時間長度大0.001秒。
15. 如請求項13所述之方法，其中 該第一狀態為開路狀態，該第二狀態為閉路狀態；且 該T1時段的時間長度介於0.05秒至3秒之間，該T2時段的時間長度為1秒，該T3時段的時間長度至少比該T2時段的時間長度大0.001秒。