CN111404530A - 一种用于智能家居的感控电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于智能家居的感控电路，包括光感部和执行部，所述光感部和执行部均连接于市电，所述光感部的输入端设置光感元件，所述光感部的输出端连接所述执行部的控制端，所述光感部控制所述执行部；本发明安全性好，感控精准度好，装配简单，适配范围广，具有良好的市场应用价值。

Description

一种用于智能家居的感控电路

技术领域

本发明涉及智能家居领域，尤其涉及一种用于智能家居的感控电路。

背景技术

随着技术的发展，家居越来越智能化，包括遥控开门、感应开门、遥控升降窗帘、自动开关灯等，都已经是现在人们的日常生活中。

红外传输技术是种利用红外线作为载体，进行数据传输的技术。在日常生活中，红外传输技术随处可最典型的莫过于电视机、空调等家用电器通过红外遥控器进行控制。随着科技的进步，大众生活水平的不断提人们对家居智能化的要求也越来越高，诸如灯光控制、背景音乐、安防报警等方面也逐斩开始转向智能化控制。

红外探测，是通过红外线发射器发出一束或多束经过调制处理的平行红外光束，由红外线接收器进行接收并转换为信号发送给报警控制器，若传输区间出现障碍物，就会触发报警。主动红外探测在家庭报警***中有着广泛的应用，比如在阳台的两端名安装红外发射及接收器，只要有人翻越阳台，马上就会触发报警信号，让主人在第一时间做好戒备域内是否有人。由于人体的红外能量与环境有差别，当人通过探测区域时，探测器感应到红外能量的变化，就会向***提供反馈信号，匹配智能家居的联动功能，可以实现人来灯亮、人走灯灭的功能。比如在卫生间的门顶安装一个被动式红外探测器当主人起夜，走进卫生间时，灯光会自动开，而离开卫生间后，灯光自动关闭，既方便又能达到省电的效果。

现有的智能家居感控电路，由于适用场景单一，无法做到同一电路对于多种场景的适配，同时感控电路与市电连接，设计不足容易引起触电等安全事故，安全性差，另外对于现有的智能家居感控开关，需要进行负载市电的接线，同时还需要增加5V的电源适配器对感控电路的控制部分进行供电，增加了安装的复杂性。

现有技术存在缺陷，需要改进。

发明内容

为了解决现在技术存在的缺陷，本发明提供了一种安全性高，适配性好的用于智能家居的感控电路。

本发明提供的技术文案，一种用于智能家居的感控电路，包括光感部和执行部，所述光感部和执行部均连接于市电，所述光感部的输入端设置光感元件，所述光感部的输出端连接所述执行部的控制端，所述光感部控制所述执行部。

优选地，所述光感部包括所述光感元件、放大电路、窗口比较器电路、控制模块和隔离模块，所述隔离模块的输入端连接市电，所述隔离模块的输出端连接所述控制模块的控制端，所述光感元件的输出端连接所述放大电路，所述放大电路的输出端连接所述窗口比较器电路的输入端，所述端口电路的输出端连接所述控制模块的输入端，所述控制模块的输出端连接所述执行部的控制端。

优选地，所述执行部包括保护模块、第一整流模块、防反模块、开关电源芯片、变压器、第二整流模块、滤波模块和5V电源输出模块，所述保护模块的输入端连接市电，所述保护模块的输出端连接所述第一整流模块的输入端，所述第一整流模块的输出端连接所述防反模块，所述开关电源芯片连接所述防反模块，且所述开关电源芯片连接所述变压器的一次侧的线圈，所述变压器的二次侧的第一线圈连接所述第二整流模块，所述第二整流模块连接所述滤波模块，且所述第二整流模块连接负载的正极，所述负载的负极通过MOS管连接所述控制模块的输出端，所述变压器的二次侧的第二线圈连接所述5V电源输出模块，所述变压器的二次则的第三线圈连接所述开关电源芯片的反馈端。

优选地，所述光感元件设置为红外热释电传感器，所述红外热释电传感器的漏极端通过电阻R13接5V电源，所述红外热释电传感器的源极端连接所述放大电路的输出端，所述红外热释电传感器的接地端接地。

优选地，所述红外热释电传感器的漏极端和源极端分别通过电容C10和电容C11接地，进行滤波，去除噪音，且所述红外热释电传感器的源极通过阻R11接地。

优选地，所述放大电路设置为二级放大电路，分别为第一级放大电路和第二级放大电路，所述第一级放大电路包括第一运算放大器，所述第一运算放大器的正相输入端连接所述红外热释电传感器的源极端，所述述第一运算放大器的反相输入端通过串联电阻R12和电容C12接地，且述第一运算放大器的反相输入端通过并联的电阻R14和电容C13连接述第一运算放大器的输出端。

优选地，所述第二级放大电路包括第二运算放大器，所述第一运算放大器的输出端通过串联的电容C14和电阻R19连接于所述第二运算放大器的反相输入端，且所述第二运算放大器的反相输入端通过并联的电容C15和电阻R20连接于所述第二运算放大器的输出端，所述第二运算放大器的正相输入端通过串联和电阻R17和R18接地，且通过串联的电阻R16和R15接5V电源。

优选地，所述窗口比较器电路包括第一比较器、第二比较器和两个二极管，所述第一比较器的正相输入端和所述第二比较器的正相输入端均连接于所述第二运算放大器的输出端，所述第一比较器的反相输入端连接于电阻R15和R16的中间端，所述第二比较器的反相输入端连接于电阻R17和R18的中间端，且所述第一比较器的输出端和所述第二比较器的输出端分别通过正接二极管D10和D9连接于所述控制模块。

优选地，所述第一运算放大器、第二运算放大器、第一比较器和第二比较器集成为同一器件，所述器件设置为四运算放大器，所述四运算放大器的电源端接5V电源，所述四运算放大器的接地端接地。

优选地，所述光感元件设置为光电耦合器，所述光电耦合器的发光源端连接市电，所述光电耦合器的受光源端连接所述控制模块。

相对于现有技术的有益效果，通过设置光感部和执行部，实现通过光感部控制执行部，二者皆连接于市电，不需要单独增加5V电源适配器，便于安装；通过设置隔离模块，实现了市电感控电路的隔离，增加了安全性；通过设置放大电路和窗口比较器电路，放大了光感元件的信号，同时去除了噪音，增大控制信号的准确性；且感控电路可以根据负载的不同，装配成不同的产品，如负载为LED灯，则装配成具有人体红外探测功能的照明灯；如负载为报警器，则装配成具有人体红外探测功能的报警器；本发明安全性好，感控精准度好，装配简单，适配范围广，具有良好的市场应用价值。

附图说明

图1为本发明整体构架示意图；

图2为本发明光感部电路图；

图3为本发明执行部电路图。

具体实施方式

需要说明的是，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施例，均视为本发明说明书记载的范围；并且，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本发明。

下面结合附图对本发明作详细说明。

如图1所示，实施例一，一种用于智能家居的感控电路，包括光感部和执行部，所述光感部和执行部均连接于市电，所述光感部的输入端设置光感元件，所述光感部的输出端连接所述执行部的控制端，所述光感部控制所述执行部。

所述光感元件探测到人体辐射出的红外线，经过光感部进行处理后，执行部做出动作。

实施例二，所述光感部包括所述光感元件、放大电路、窗口比较器电路、控制模块和隔离模块，所述隔离模块的输入端连接市电，所述隔离模块的输出端连接所述控制模块的控制端，所述光感元件的输出端连接所述放大电路，所述放大电路的输出端连接所述窗口比较器电路的输入端，所述端口电路的输出端连接所述控制模块的输入端，所述控制模块的输出端连接所述执行部的控制端。

光感元件探测到人体辐射出的红外线后，光感元件产生电信号，经过放大电路进行放大后，经过窗口比较器电路进行电平的高低限制的处理，控制模块根据接收到的电信号处理后输出控制信号至执行部，执行部进行动作。

实施例三，所述执行部包括保护模块、第一整流模块、防反模块、开关电源芯片、变压器、第二整流模块、滤波模块和5V电源输出模块，所述保护模块的输入端连接市电，所述保护模块的输出端连接所述第一整流模块的输入端，所述第一整流模块的输出端连接所述防反模块，所述开关电源芯片连接所述防反模块，且所述开关电源芯片连接所述变压器的一次侧的线圈，所述变压器的二次侧的第一线圈连接所述第二整流模块，所述第二整流模块连接所述滤波模块，且所述第二整流模块连接负载的正极，所述负载的负极通过MOS管连接所述控制模块的输出端，所述变压器的二次侧的第二线圈连接所述5V电源输出模块，所述变压器的二次则的第三线圈连接所述开关电源芯片的反馈端。

所述保护模块连接市电，进行抗干扰保护，之后交流电经过第一整流模块进行整流，整流后的直流电经过防反模块进行防反保护，所述开关电源芯片对直流电进行振荡为交流电，所述变压器进行电压转变输出，所述第二整流模块对交流电进行整流，所述滤波模块进行滤波操作，滤波后的直流电对负载进行供电，同时变压器的二次侧的第二线圈经过5V电源输出模块，提供5V电源。

如图2所示，实施例四，所述光感元件设置为红外热释电传感器，所述红外热释电传感器的漏极端通过电阻R13接5V电源，所述红外热释电传感器的源极端连接所述放大电路的输出端，所述红外热释电传感器的接地端接地。

例如，所述红外热释电传感器型号设置为RE200，，RE200采用热释电材料极化随温度变化的特性探测红外辐射，并配合双灵敏元互补方法抑制温度变化产生的干扰，提高了传感器的工作稳定性。

实施例五，所述红外热释电传感器的漏极端和源极端分别通过电容C10和电容C11接地，进行滤波，去除噪音，且所述红外热释电传感器的源极通过阻R11接地。

实施例六，所述放大电路设置为二级放大电路，分别为第一级放大电路和第二级放大电路，所述第一级放大电路包括第一运算放大器，所述第一运算放大器的正相输入端连接所述红外热释电传感器的源极端，所述述第一运算放大器的反相输入端通过串联电阻R12和电容C12接地，且述第一运算放大器的反相输入端通过并联的电阻R14和电容C13连接述第一运算放大器的输出端。

红外热释电传感器探测到红外变化后，红外热释电传感器的源极端电平被拉高，经过第一级放大电路进行变大后，传输至第二级放大电路再一次被放大，二级放大电路相比较一级放大电路，被放大的信号便于处理，同时放大后的信号噪音较小。

实施例七，所述第二级放大电路包括第二运算放大器，所述第一运算放大器的输出端通过串联的电容C14和电阻R19连接于所述第二运算放大器的反相输入端，且所述第二运算放大器的反相输入端通过并联的电容C15和电阻R20连接于所述第二运算放大器的输出端，所述第二运算放大器的正相输入端通过串联和电阻R17和R18接地，且通过串联的电阻R16和R15接5V电源。

实施例八，所述窗口比较器电路包括第一比较器、第二比较器和两个二极管，所述第一比较器的正相输入端和所述第二比较器的正相输入端均连接于所述第二运算放大器的输出端，所述第一比较器的反相输入端连接于电阻R15和R16的中间端，所述第二比较器的反相输入端连接于电阻R17和R18的中间端，且所述第一比较器的输出端和所述第二比较器的输出端分别通过正接二极管D10和D9连接于所述控制模块。

窗口比较器电路对经过二级放大的信号进行门限电压采集，只有当经过二极放大的信号稳定于所述窗口比较器电路设置电压阈值范围内，所述窗口比较器输出低电平，所述控制模块采集到低电平时，则控制模块输出高电平，使所述负载导通；

实施例九，所述第一运算放大器、第二运算放大器、第一比较器和第二比较器集成为同一器件，所述器件设置为四运算放大器，所述四运算放大器的电源端接5V电源，所述四运算放大器的接地端接地。

例如，所述四运算放大器的型号设置为LM324,通过集成的器件，节省了PCB板的空间，增加了装配的便利性。

实施例十，所述光感元件设置为光电耦合器，所述光电耦合器的发光源端连接市电，所述光电耦合器的受光源端连接所述控制模块。

实施例十一，所述控制模块的型号设置为STM8S001J3的单片机，所述窗口比较器电路的输出端连接所述控制模块的1管脚，且所述控制模块的1管脚通过并联的电阻R21和电容C17接地，进行滤波，减少噪音，所述控制模块的4管脚接5V电源，所述控制模块的5管脚空置，所述控制模块的4管脚通过电容C19接地，所述控制模块的2管脚接地，所述控制模块的6管脚连接负载，所述控制模块的7管脚通过电阻R23接5V电源，所述控制模块的8管脚连接所述光电耦合器的受光器的正极。

所述控制模块接收到1管脚的低电平后，控制6管脚输出高电平，使负载导通上电，负载开始工作，或负载为LED灯，则亮起，或负载为报警器，则响起，提醒有人闯入。

实施例十二，所述光电耦合器的型号设置为6N137SDM，所述光电耦合器的发光源端反接二极管D11，且所述光电耦合器的发光源端的正极通过电阻R24接市电的火线，所述二极管D11用于防止光电耦合器被击穿，增加安全性和线路的稳定性。

实施例十三，在实施例十一的基础上，所述控制模块的7管脚通过感光三极管接地，当所述感光三极管受光导通时，则所述控制模块的7管脚电平被接低，虽然所述控制模块的1管脚呈低电平，但所述控制模块6管脚仍呈低电平，负载不能导通，此实施例适用于，在白天时，光线较好，当有人经过时，LED灯不再亮起；所述感光三极管接受不到光线，则不导通，所述控制模块的7管脚处于高电平，此时，所述控制模块的1管脚呈低电平时，所述控制模块的6管脚呈高电平，负载导通工作，即在晚上或光线不足时，有人经过，LED灯亮起。

如图3所示，实施例十四，所述保护模块包括熔断器F1、压敏电阻RV、电感L1、L2、电阻R1、R2、安规电容CX1、CX2，所述熔断器F1串联于火线中，所述压敏电阻RV连接于火线和零线之间，与熔断器F1构成防雷电路，所述电感L1、L2分别串联于零线和火线上，电感L的两端连接电阻R1的两端，电感L2的两端连接电阻R2的两端，且电阻R1的一端与电阻R2的一端之间连接安规电容CX1，电阻R1的另一端与电阻R2的另一端之间连接安规电容CX2。

实施例十五，所述第一整流模块设置为全桥式整流模块，其型号设置为TB8S,所述全桥式整流模块的输入端连接所述安规电容CX2的两端，所述全桥式整流模块的输出端连接所述防反模块。

实施例十六，所述防反模块包括电容C1、C2、二极管D1、D2、D3,所述电容C2的正极接所述全桥式整流模块的输出端的正极，所述电容C2负极反接二极管D1接地，且所述电容C2的负极连接二极管D2的正极，且二极管D2的负极连接所述电容C1的正极，所述电容C1的负极接地，且二极管D2的负极连接所述二极管D3的正极，二极管D3的负极连接所述全桥整流模块的输出端的正极。

实施例十七，所述变压器一次侧的线圈的一端连接所述全桥式整流模块的正极，所述开关电源芯片的型号设置为LNK606，此开关电源芯片内含PWM振荡电路，所述开关电源芯片的D端口连接所述变压器一次侧的线圈的另一端，所述开关电源芯片的S端口接地，所述开关电源芯片的BP端口通过电容C4接地，所述开关电源芯片的FB端口通过电阻R5连接变压器二次侧的第三线圈的一端，且所述开关电源芯片的FB管脚通过电阻R6接地，变压器二次侧的第三线圈的另一端接地，所述电阻R5的高电位端通过正接二极管D7连接于电容C5的正极，电容C5的负极接地，且电容C4和电容C5的正极通过电阻R4连接。

实施例十八，在实施例十七的基础上，所述开关电源芯片还连接一钳位电路，所述钳位电路由电阻R3、电容C3、二极管D4构成，所述电阻R3一端连接所述全桥式整流模块的正极，另一端连接二极管D4的负极，所述电容C3的一端连接所述全桥式整流模块的正极，另一端连接所述二极管D4的负极，所述二极管D4的正极连接所述开关电源芯片的D端口，所述钳位电路用于限制漏感引起的漏极电压尖峰，电阻R3拥有相对较大的值，用于避免漏感引起的漏极电压波形振荡，这样可以防止判断期间的过度振荡，从而降低传导EMI。

实施例十九，所述变压器的二次侧设置三组线圈，变压器的二次侧的第一线圈的第一端连接二极管D5的正极，二极管D5的负极连接负载，二极管D5为第二整流模块，所述二极管D5的负极通过滤波模块接地，进行滤波操作。

实施例二十，所述滤波模块包括电容C6和C7，所述电容C6和C7的正极均连接于所述二极管D5的负极，且电容C6和C7的负极均接地，进行滤波操作，且二极管D5的负极通过电阻R7接地。

实施例二十一，所述二极管D5的负极连接负载的正极，负载的负极连接NMOS管Q1的漏极，所述NMOS管Q1的源极接地，且NMOS管Q1的栅极连接所述控制模块的6管脚，且NMOS管Q1的栅极通过电阻R9接地。所述控制模块通过控制所述NMOS管Q1的通断，来控制负载的通断。

实施例二十三，所述变压器二次侧的第二线圈的第一端正接二极管D6进行滤波，且二极管D6的负极连接电容C8的正极，电容C8的负极接地。

实施例二十四，所述5V电源输出模块包括电阻R8、稳压管D8，稳压芯片U4和电容C9，所述稳压芯片的型号设置为HT7150,所述二极管D6的负极通过电阻R8连接所述稳压芯片U4的2管脚，且所述稳压芯片U4的2管脚通过稳压管D8接地，所述稳压芯片U4的1管脚接地，所述稳压芯片U4的3管脚通过电容C9接地，则所述稳压芯片U4的3管脚输出为5V电源。

需要说明的是，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施例，均视为本发明说明书记载的范围；并且，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于智能家居的感控电路，其特征在于，包括光感部和执行部，所述光感部和执行部均连接于市电，所述光感部的输入端设置光感元件，所述光感部的输出端连接所述执行部的控制端，所述光感部控制所述执行部。

2.根据权利要求1所述一种用于智能家居的感控电路，其特征在于，所述光感部包括所述光感元件、放大电路、窗口比较器电路、控制模块和隔离模块，所述隔离模块的输入端连接市电，所述隔离模块的输出端连接所述控制模块的控制端，所述光感元件的输出端连接所述放大电路，所述放大电路的输出端连接所述窗口比较器电路的输入端，所述端口电路的输出端连接所述控制模块的输入端，所述控制模块的输出端连接所述执行部的控制端。

3.根据权利要求2所述一种用于智能家居的感控电路，其特征在于，所述执行部包括保护模块、第一整流模块、防反模块、开关电源芯片、变压器、第二整流模块、滤波模块和5V电源输出模块，所述保护模块的输入端连接市电，所述保护模块的输出端连接所述第一整流模块的输入端，所述第一整流模块的输出端连接所述防反模块，所述开关电源芯片连接所述防反模块，且所述开关电源芯片连接所述变压器的一次侧的线圈，所述变压器的二次侧的第一线圈连接所述第二整流模块，所述第二整流模块连接所述滤波模块，且所述第二整流模块连接负载的正极，所述负载的负极通过MOS管连接所述控制模块的输出端，所述变压器的二次侧的第二线圈连接所述5V电源输出模块，所述变压器的二次则的第三线圈连接所述开关电源芯片的反馈端。

4.根据权利要求2所述一种用于智能家居的感控电路，其特征在于，所述光感元件设置为红外热释电传感器，所述红外热释电传感器的漏极端通过电阻R13接5V电源，所述红外热释电传感器的源极端连接所述放大电路的输出端，所述红外热释电传感器的接地端接地。

5.根据权利要求4所述一种用于智能家居的感控电路，其特征在于，所述红外热释电传感器的漏极端和源极端分别通过电容C10和电容C11接地，进行滤波，去除噪音，且所述红外热释电传感器的源极通过阻R11接地。

6.根据权利要求4所述一种用于智能家居的感控电路，其特征在于，所述放大电路设置为二级放大电路，分别为第一级放大电路和第二级放大电路，所述第一级放大电路包括第一运算放大器，所述第一运算放大器的正相输入端连接所述红外热释电传感器的源极端，所述述第一运算放大器的反相输入端通过串联电阻R12和电容C12接地，且述第一运算放大器的反相输入端通过并联的电阻R14和电容C13连接述第一运算放大器的输出端。

7.根据权利要求6所述一种用于智能家居的感控电路，其特征在于，所述第二级放大电路包括第二运算放大器，所述第一运算放大器的输出端通过串联的电容C14和电阻R19连接于所述第二运算放大器的反相输入端，且所述第二运算放大器的反相输入端通过并联的电容C15和电阻R20连接于所述第二运算放大器的输出端，所述第二运算放大器的正相输入端通过串联和电阻R17和R18接地，且通过串联的电阻R16和R15接5V电源。

8.根据权利要求7所述一种用于智能家居的感控电路，其特征在于，其特征在于，所述窗口比较器电路包括第一比较器、第二比较器和两个二极管，所述第一比较器的正相输入端和所述第二比较器的正相输入端均连接于所述第二运算放大器的输出端，所述第一比较器的反相输入端连接于电阻R15和R16的中间端，所述第二比较器的反相输入端连接于电阻R17和R18的中间端，且所述第一比较器的输出端和所述第二比较器的输出端分别通过正接二极管D10和D9连接于所述控制模块。

9.根据权利要求8所述一种用于智能家居的感控电路，其特征在于，所述第一运算放大器、第二运算放大器、第一比较器和第二比较器集成为同一器件，所述器件设置为四运算放大器，所述四运算放大器的电源端接5V电源，所述四运算放大器的接地端接地。

10.根据权利要求9所述一种用于智能家居的感控电路，其特征在于，所述光感元件设置为光电耦合器，所述光电耦合器的发光源端连接市电，所述光电耦合器的受光源端连接所述控制模块。

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