一種支持雙向通信的單火開關控制電路方法及控制電路與流程

本發明屬于電路技術領域，具體涉及一種支持雙向通信的單火開關控制電路方法及控制電路。

背景技術：

傳統電燈的開關電路的一般都是單火線的，開關處只有火線入和火線出，沒有零線。當前已經裝修好的房子中，大多數都是這種開關電路。這種開關一般只適合裝機械開關。機械開關不能受電子元件控制，無法做成智能電子開關，而無法做智能化控制，嚴重影響了智能家居的推進。電子開關可以實現很多機械開關無法實現的功能：如，可以做成電容式觸摸開關，可以實現rf無線遙控開關或紅外遙控開關，有了遙控功能之后，還可以輕松實現開關之間的聯動。為了解決這個問題，許多廠商采用了單火取電開關的方式，或是采用不要開關，直接無線遙控的方式來實現電燈的電子開關控制，但這二種方式都存在一些不穩定的技術問題。

為了用電子開關取代傳統的機械開關，現有的技術通常采用以下兩種方法。第一種方法：采用單火取電開關代替傳統機械開關。單火取電開關，理論上是一種比較理想的電子開關，它完全兼容傳統開關，同時可以集成觸摸開關，無線遙控收發等功能。不過，單火取電開關雖然功能強大，但是單火取電技術存在著一些技術瓶頸。單火取電技術是一種從流過電燈的電流中進行取電的一種電子技術。當前市場面的單火取電電路有很多種，有些取電效率高一些，有些取電效率低一些，但是不管哪一種方法，都存在取電功率不足或取電電路發熱的問題。問題一：當電燈的開關處于關斷狀態時，需要從電燈的漏電流中進行取電，如果電燈為小功率(如只有5w3w)的led燈時，取電的漏電流稍大一點，就可能會引起led燈點亮或閃爍。而如果取電的漏電流過小，則無法取到足夠的電量來維持智能開關的單片機正常工作，以及rf無線的正常發送接收，不能維持繼電器或可按硅的正常工作，導致單火開關工作不穩定。同時，也因為工作電流太小，而導致無線射頻的的靈敏度過低而導致通信不穩定。問題二：當電燈的開關處于閉合狀態時，如果負載為大功率的燈具時，則可能引起取電電路的可控硅會嚴重發熱而損壞。第二種方法：完全取消原來的機載開關，即將開關短接，采用在電燈處增加一個無線接收器來取代傳統開關。將開關短接，然后在電燈處裝一個無線接收頭，然后在開關面板處裝一個電池供電的無線遙控器。這種方法相較單火取電開關而言，是無線按收器采用零火供電，避免了單火取電功率不足造成的不穩定，以及單火取電不能接大功率負載的問題。其缺點也很明顯，與傳統的機械開關不兼容，必須配備一個無線遙控器才能正常使用開關。而且，如果萬一遙控器電池沒電，或者是無線遙控故障，電燈將無法開啟或關閉。

技術實現要素：

本發明主要針對上述問題，提供一種支持雙向通信的單火開關控制電路方法及控制電路。

本發明為解決上述問題而采取的技術方案為：

一種支持雙向通信的單火開關控制方法，包括燈具，在燈具處增加一個電子開關，且在與燈具相連的開關面板上設置一個常閉按鈕。

本發明所述的電子開關可以通過無線收發器或者電力載波通信的方式實現。

本發明一種支持雙向通信的單火開關控制電路，包括常閉按鈕、單火通信模塊和無線收發器，單火通信模塊設置在燈具處，常閉按鈕設置在火線上，無線收發器與單火通信模塊相連接。

進一步地，所述的單火通信模塊包括ac-dc電源m1、電容c2、電阻r1、電容c1、穩壓電路m2、通電斷電時延檢測電路dc2、電容c3、單片機u1、通電斷電即時檢測電路dc1、指示燈d1、繼電器k1和通信模塊cmm1，所述ac-dc電源m1的零線端外接零線，ac-dc電源m1的火線端經過常閉按鈕外接火線，ac-dc電源m1經過穩壓電路m2與單片機u1的電源相連接，電容c2并聯在ac-dc電源m1和穩壓電路m2之間，電容c3并聯在穩壓電路m2和單片機u1之間，電阻r1的一端與ac-dc電源m1相連接，電阻r1的另一端經過電容c1接地，電阻r1的另一端還與通電斷電時延檢測電路dc2的一端相連接，通電斷電時延檢測電路dc2的另一端與單片機u1的1腳相連接，單片機u1的2腳與通電斷電即時檢測電路dc1的一端相連接，通電斷電即時檢測電路dc1的另一端與常閉按鈕相連接，單片機u1的3腳與指示燈d1相連接，單片機u1的4腳與繼電器k1相連接，繼電器k1的3腳與電燈相連接，繼電器k1的4腳與常閉按鈕相連接。

本發明采用上述技術方案，收發器的整個電路主要由7大部分組成：

1、ac-dc電源(m1)：用于提供整個模塊的電源，一般為12v；

2、穩壓電路(m2)：為單片機以及無線模塊元件提供工作電壓，一般為3v3或5v；

3、通電斷電即時檢測電路(dc1)：可以檢測市電的即時通斷的狀態，來判斷常閉按鈕是否按下，以及整個電源是否斷電；

4、通電斷電延時檢測電路(dc2)：利用通電時，vdd通過電阻給電容充電的時間延時，以及斷電時，電阻給電容放電的時間延時，可以與即時檢測電路檢測的市電通斷形成一個時間差，用來判斷是正常按下按鈕狀態，還是長時間停電狀態，可以通過改變電阻電容的值來改變延時的時間；

5、指示燈(d1)：用于指示模塊的工作狀態，可用于通信對碼狀態顯示，以及開關狀態顯示；

6、繼電器驅動電路(k1)：用于驅動燈控的開關輸出；

7、無線/有線通信電路(cmm1)：

接收：可以接收通信指令，進行開關電燈和收發器參數配置；

發送：當產品按鈕觸發開關動作后，可用于發送開關狀態，上報給智能家居系統。

工作原理：

1、初次上電時，m1輸出的vdd通過r1給c1充電，c1電壓上升，通電斷電延時檢測電路dc2通過檢測c1上的電壓是否達到閥值，如果c1上的電壓未達到閥值，單片機會認為單火通信模塊處于上電初始化狀態，通電斷電即時檢測電路dc1不工作，單片機將會強制將繼電器k1處于斷開狀態。

2、當dc2檢測到c1上的電壓達到閥值時，單火通信模塊進入正常工作狀態，通電斷電即時檢測電路dc1開始工作，當dc1檢測到s1按下時，單火通信模塊控制信號開關狀態翻轉，并通過k1控制電燈的亮滅。通過cmm1通信模塊向主機上報開關的狀態；

3、當整個電源斷電時，m1不再輸出vdd，c1通電r1向vdd放電，當c1的電壓值低于閥值時，單火通信模塊將再次進入初始化狀態，通電斷電即時檢測電路dc1不再工作，單片機將會強制將繼電器k1處于斷開狀態。

進一步的，我們可以將常閉按鈕做成與傳統機械開關兼容的方式，這樣，一直產品出現故障的時候，我們可以通過旋鈕螺絲或撥動卡件來實現常閉開關與傳統機械開關的轉換。

本發明的具有有以下有益效果：

1、采用了非單火取電的方式，解決了單火線開關的供電不穩定的問題，保證了整個單火通信模塊的工作穩定性；

2、通信模塊不再受限于超低功耗的rf無線通信模塊，而是可以擴展到更多的通信模塊，如功耗更大但靈敏度更高的rf無線模塊，zigbee模塊，wifi模塊，藍牙模塊，plc電力載波模塊等等。并能輕松做到雙向通信，并且通信更穩定；

3、在非單火取電的方式情況下，不用電池就實現了開關控制，即利用了機械開關的通斷的時差脈沖信號來控制單火開關的狀態。這種控制方式的穩定性遠高于，用電池供電的無線射頻遙控器；

4、可以設計一些巧妙的機械結構，兼容傳統機械開關。萬一單火通信模塊出現故障時，不會束手無策，等待專業人事來處理，而是稍微的處理就可以把常閉開關，變成傳統的機械開關，大大減少售后服務的壓力。

5、大多數現存的改裝房的燈控開關都是單火線開關，本方法可以覆蓋巨大的智能家居改裝市場。

附圖說明

圖1是本發明的電路圖；

圖2是本發明單火通信模塊的電路圖；

圖3是本發明ac-dc電源m1的電路圖；

圖4是本發明通電斷電即時檢測電路dc1的電路圖；

圖5是本發明通電斷電時延檢測電路dc2的電路圖；

圖6是本發明繼電器k1驅動電路圖；

圖7是本發明通信模塊cmm1的電路圖。

具體實施方式

實施例1

一種支持雙向通信的單火開關控制方法，包括電燈，在電燈處增加一個無線收發器來實現電燈的電子開關功能，且與電燈相連的開關面板上設置一個常閉按鈕。

本實施例中的無線收發器還可以通過電力載波通信的方式實現。

實施例2

如圖1至圖7所示，一種支持雙向通信的單火開關控制電路，包括常閉按鈕、單火通信模塊和無線收發器，單火通信模塊設置在電燈處，常閉按鈕設置在火線上，無線收發器與單火通信模塊相連接，所述的單火通信模塊包括ac-dc電源m1、電容c2、電阻r1、電容c1、穩壓電路m2、通電斷電時延檢測電路dc2、電容c3、單片機u1、通電斷電即時檢測電路dc1、指示燈d1、繼電器k1和通信模塊cmm1，所述ac-dc電源m1的零線端外接零線，ac-dc電源m1的火線端經過常閉按鈕外接火線，ac-dc電源m1經過穩壓電路m2與單片機u1的電源相連接，電容c2并聯在ac-dc電源m1和穩壓電路m2之間，電容c3并聯在穩壓電路m2和單片機u1之間，電阻r1的一端與ac-dc電源m1相連接，電阻r1的另一端經過電容c1接地，電阻r1的另一端還與通電斷電時延檢測電路dc2的一端相連接，通電斷電時延檢測電路dc2的另一端與單片機u1的1腳相連接，單片機u1的2腳與通電斷電即時檢測電路dc1的一端相連接，通電斷電即時檢測電路dc1的另一端與常閉按鈕相連接，單片機u1的3腳與指示燈d1相連接，單片機u1的4腳與繼電器k1相連接，繼電器k1的3腳與電燈相連接，繼電器k1的4腳與常閉按鈕相連接。