CN206790748U - 一种具有红外和无线电通讯功能的自发电式灯具无线控制装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种具有红外和无线电通讯功能的自发电式灯具无线控制装置，包括自发电式无线开关和控制灯具电源用无线接收器，开关和接收器之间通过射频信号和红外光进行通信。本实用新型的有益效果为：(1)开关利用红外的指向性特点和接收器进行配对，只有被对准的接收器才能接收配对信息，不会产生误配对；(2)接收器可通过USB接口外接移动电源供电工作并且带有灯光指示电路，可以不需要接通灯具和市电方便的完成配对，对使用者没有任何危险；(3)后期如果增加开关，也可以很方便的利用红外的指向性完成定向配对，提高了配对的便捷性方便后期维护。
Description
技术领域
本发明涉及开关控制技术领域，尤其是一种具有红外和无线电通讯功能的自发电式灯具无线控制装置。
背景技术
现有技术中，具有无线电通讯功能的自发电式灯具无线控制关主要用于灯具的控制。因为无线电具有任意方向传播的特点，某个开关发射的信号将会被所有安装在周围的接收器接到，为使接收器能区分是哪个开关发射的信号，就需要给每一个开关设置一个ID，在使用之前需要开关把这个ID通过射频发送给接收器，接收器存储该ID，这个过程叫配对也叫注册。正常控制时开关发送的无线电信号中包含这个ID，接收器根据ID是否已经注册来判断是否响应该开关的控制指令，从而实现仅响应配对过的开关的控制。目前配对通常采取的方法是在接收器上设置一个按钮，按下后接收器进入等待配对状态，接收到第一个控制信号后提取其中的ID并存储完成配对。如没有按下按钮，则接收器工作在常规模式，即根据控制信号中的ID判断是否需要响应。
上述方式存在的缺点是：第一、在接收器等待配对信号的过程中如果正好有其他非预期开关发送了一个控制信号，这将造成误配对，而且不好清除；第二、通常接收器安装在灯具所安装的天花板或灯具的空隙内，安装好后如果要配对，则需要拆卸灯具后才能按得到接收器上的开关，使用非常不便；第三，在接收器安装好后如果需要配对，则需要给接收器接通市电后按按配对按钮才能起作用，这容易造成使用者触电，安全性差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种具有红外和无线通讯功能的自发电式灯具控制装置，能够保证配对过程的准确性、便捷性和安全性。
为解决上述技术问题，本发明提供一种具有红外和无线电通讯功能的自发电式灯具无线控制装置，包括：自发电式无线开关和控制灯具电源用接收器，开关和接收器之间同时通过无线电和红外光进行通信；开关包括自发电模块、电源转换单元、配对按钮、MCU、无线电发射单元和红外发射电路；自发电模块将按压开关的力转化为电后通过电源转换单元为MCU、无线电发射单元和红外发射电路提供工作电源；MCU分别与配对按钮、无线电发射单元和红外发射电路相连；接收器包括电源转换单元、无线电接收单元、MCU、红外接收模组、USB供电端口和灯光指示电路；MCU分别与无线电接收单元、红外接收模组和灯光指示电路相连，电源转换单元与USB供电端口和市电接口相连，电源转换单元将市电转换为各部件所需的工作电压。
优选的，按下配对按钮并按动开关，开关向外发送红外信号和无线信号进行配对，不按下配对按钮按动开关则仅通过无线发射灯具控制信号。
优选的，配对时，开关向外发送含有特定信息的红外信号并通过无线电发射模块发送本机的ID，接收器接收到红外的特定信号后，存储无线接收到的开关ID，并设置该开关为配对开关，如果没有接收到红外信号，则不接收开关无线发送的ID；控制时，开关通过无线电发射单元发送本开关的ID，接收器通过无线接收单元接收到ID后判断该ID是否是配对过的开关ID，如是，则响应开关的控制指令并控制灯具亮暗。
优选的，配对按钮为自复位式，仅在需要配对时按下，松手后自然复位不影响正常的开关控制。
优选的，接收器配有USB供电端口，在未接通市电时通过外接USB电源或移动电源给接收器供电实现配对功能。
优选的，接收器设灯光指示电路，模拟灯具亮暗，可在不接市电时用于指示接收器的工作状态。
优选的，红外发射电路的具体结构为：包括第一电阻R1、第二电阻R2、第一三极管Q1和第二红外发光管Q2；MCU的IO口连接第二电阻R2的一端，第二电阻R2的另一端连接第一三极管Q1的基极，第一三极管Q1的发射极直接接地，第一三极管Q1的集电极连接第二红外发光管Q2的一端，第二红外发光管Q2的另一端连接第一电阻R1后接电源Vcc。
优选的，灯光指示电路的具体结构为：包括第三电阻R3、第四电阻R4、第三三极管Q3和第四发光二极管Q4；MCU的IO口连接第四电阻R4的一端，第四电阻R4的另一端连接第三三极管Q3的基极，第三三极管Q3的发射极直接接地，第三三极管Q3的集电极连接第四发光二极管Q4的一端，第四发光二极管Q4的另一端连接第三电阻R3后接电源Vcc。
本发明的有益效果为：(1)开关利用红外的指向性特点和接收器进行配对，只有被对准的接收器才能接收配对信息，不会产生误配对；(2)接收器可通过USB接口外接移动电源供电工作并且带有灯光指示电路，可以不需要接通灯具和市电方便的完成配对，对使用者没有任何危险；(3)后期如果增加开关，也可以很方便的利用红外的指向性完成定向配对，提高了配对的便捷性方便后期维护。
附图说明
图1是本发明的装置结构示意图。
图2是本发明的红外发射电路结构示意图。
图3是本发明的灯光指示电路结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种具有红外和无线电通讯功能的自发电式灯具无线控制装置，包括自发电式无线开关和控制灯具电源用接收器，开关和接收器之间同时通过无线电和红外光进行通信；开关包括自发电模块、电源转换单元、配对按钮、MCU、无线电发射单元和红外发射电路；自发电模块将按压开关的力转化为电后通过电源转换单元为MCU、无线电发射单元和红外发射电路提供工作电源；MCU分别与配对按钮、无线电发射单元和红外发射电路相连；接收器包括电源转换单元、无线电接收单元、MCU、红外接收模组、USB供电端口和灯光指示电路；MCU分别与无线电接收单元、红外接收模组和灯光指示电路相连，电源转换单元与USB供电端口和市电端口相连，电源转换单元将市电转换为各部件所需的工作电压。
其中，自发电模块上具备一个微型发电机，按压开关带动微型电机工作产生电压，经过电源转换电路将电压转换成MCU、射频发射单元、红外发射电路所需要的工作电压。按动开关，并按下配对按钮，开关即向外发送红外信号，不按下配对按钮按动开关则发射无线信号。
接收器中电源转换电路的作用是把220V转化为内部电路工作的电源，MicroUSB接口的作用是在没有220V的情况下利用MicroUSB接口如移动电源处获得电源，以使得不用接市电情况下仍能工作。射频接收单元负责接收射频信号，红外接收电路负责接收红外信号并送给MCU。红外接收管用导线从接收器上引出，方便安装在灯具之外以方便接收红外信号。灯光指示电路是在配对时起到指示作用。
在接收器安装到灯上，并接通电源后，开关红外发射管对准红外接收管按下配对按钮并按动开关，开关带动微型发电机工作产生电压，该电压可以提供不小于200A的电流负载能力，经电源转换电路转换成内部电路所工作的直流电压。此时驱动红外发射电路工作，驱动红外发光管以红外光形式，把开关的ID发出，由于红外发射电流消耗约在100mA左右，且持续时间达到数十个毫秒，因此必须与微型发电机的负载特性匹配。红外接收管接收到红外信号，并经红外接收电路滤波、放大后提取出其中的ID信息，送给接收器的MCU，MCU存储该ID，并驱动灯光指示电路工作指示配对成功。也可以在安装前用USB接口从如移动电源处取电，完成配对过程，简化配对的操作。
接收器配好对并与灯和市电都连接好后，在任意位置按动开关，带动微型电机工作发电，此时开关通过无线发送开关的ID，接收器通过无线接收电路接收到ID后判断该ID是否已经是注册过的开关，并根据控制指令控制灯具开关，实现基本的穿墙遥控功能。
如图2所示，为红外发射电路的结构示意图。红外发射电路的具体结构为：包括第一电阻R1、第二电阻R2、第一三极管Q1和第二红外发光管Q2；MCU的IO口连接第二电阻R2的一端，第二电阻R2的另一端连接第一三极管Q1的基极，第一三极管Q1的发射极直接接地，第一三极管Q1的集电极连接第二红外发光管Q2的一端，第二红外发光管Q2的另一端连接第一电阻R1后接电源Vcc。
MCU的IO口接至第二电阻R2，产生38KhzPWM波，驱动第一三极管Q1导通，从而使第一三极管Q1以38Khz频率导通。Q2为红外发光管，当第一三极管Q1以上述频率周期性的导通时，第二红外发光管Q2上发射出38Khz的红外光信号。其中第二电阻R2起限流作用，控制第一三极管Q1的基极电流，调节第一电阻R1的阻值可以调节流过第二发光二极管Q2的电流大小，从而控制红外光线的强度。
如图3所示，为本发明的灯光指示电路结构示意图。灯光指示电路的具体结构为：包括第三电阻R3、第四电阻R4、第三三极管Q3和第四发光二极管Q4；MCU的IO口连接第四电阻R4的一端，第四电阻R4的另一端连接第三三极管Q3的基极，第三三极管Q3的发射极直接接地，第三三极管Q3的集电极连接第四发光二极管Q4的一端，第四发光二极管Q4的另一端连接第三电阻R3后接电源Vcc。
MCU的IO口接至第四电阻R4，电平为高时驱动第三三极管Q3导通，第四发光二级管Q4中有电流流过发光，其中第四电阻R4起限流作用，控制第三三极管Q3的基极电流，调节第三电阻R3的阻值可以调节流过第四发光二极管Q4的电流大小，从而控制发光的强度。
尽管本发明就优选实施方式进行了示意和描述，但本领域的技术人员应当理解，只要不超出本发明的权利要求所限定的范围，可以对本发明进行各种变化和修改。
Claims (8)
1.一种具有红外和无线电通讯功能的自发电式灯具无线控制装置，其特征在于，包括：自发电式无线开关和控制灯具电源用接收器，开关和接收器之间同时通过无线电和红外光进行通信；开关包括自发电模块、电源转换单元、配对按钮、MCU、无线电发射单元和红外发射电路，自发电模块将按压开关的力转化为电后通过电源转换单元为MCU、无线电发射单元和红外发射电路提供工作电源，MCU分别与配对按钮、无线电发射单元和红外发射电路相连；接收器包括电源转换单元、无线电接收单元、MCU、红外接收模组、USB供电端口和灯光指示电路，MCU分别与无线电接收单元、红外接收模组和灯光指示电路相连，电源转换单元与USB供电端口和市电供电接口相连，电源转换单元将市电转换为各部件所需的工作电压。
2.如权利要求1所述的具有红外和无线电通讯功能的自发电式灯具无线控制装置，其特征在于，按下配对按钮并按动开关，开关向外发送红外信号和无线信号进行配对，不按下配对按钮按动开关则仅通过无线发射灯具控制信号。
3.如权利要求1所述的具有红外和无线电通讯功能的自发电式灯具无线控制装置，其特征在于，配对时，开关向外发送含有特定信息的红外信号并通过无线电发射模块发送本机的ID，接收器接收到红外的特定信号后，存储无线接收到的开关ID，并设置该开关为配对开关，如果没有接收到红外信号，则不接收开关无线发送的ID；控制时，开关通过无线电发射单元发送本开关的ID，接收器通过无线接收单元接收到ID后判断该ID是否是配对过的开关ID，如是，则响应开关的控制指令并控制灯具亮暗。
4.如权利要求1所述的具有红外和无线电通讯功能的自发电式灯具无线控制装置，其特征在于，配对按钮为自复位式，仅在需要配对时按下，松手后自然复位不影响正常的开关控制。
5.如权利要求1所述的具有红外和无线电通讯功能的自发电式灯具无线控制装置，其特征在于，接收器配有USB供电端口，在未接通市电时通过外接USB电源或移动电源给接收器供电实现配对功能。
6.如权利要求1所述的具有红外和无线电通讯功能的自发电式灯具无线控制装置，其特征在于，接收器设灯光指示电路，模拟灯具亮暗，可在不接市电时用于指示接收器的工作状态。
7.如权利要求1所述的具有红外和无线电通讯功能的自发电式灯具无线控制装置，其特征在于，红外发射电路的具体结构为：包括第一电阻R1、第二电阻R2、第一三极管Q1和第二红外发光管Q2；MCU的IO口连接第二电阻R2的一端，第二电阻R2的另一端连接第一三极管Q1的基极，第一三极管Q1的发射极直接接地，第一三极管Q1的集电极连接第二红外发光管Q2的一端，第二红外发光管Q2的另一端连接第一电阻R1后接电源Vcc。
8.如权利要求1所述的具有红外和无线电通讯功能的自发电式灯具无线控制装置，其特征在于，灯光指示电路的具体结构为：包括第三电阻R3、第四电阻R4、第三三极管Q3和第四发光二极管Q4；MCU的IO口连接第四电阻R4的一端，第四电阻R4的另一端连接第三三极管Q3的基极，第三三极管Q3的发射极直接接地，第三三极管Q3的集电极连接第四发光二极管Q4的一端，第四发光二极管Q4的另一端连接第三电阻R3后接电源Vcc。
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