CN2427931Y - 具有电力载波通讯功能的遥控开关装置 - Google Patents

具有电力载波通讯功能的遥控开关装置 Download PDF

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方李明
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Abstract

一种具有电力载波通讯功能的遥控开关装置,由遥控器和安装在固定位置的开关盒组成,开关盒内的电路板包括微处理器1、电力载波调制解调电路2、驱动电路3、红外接收器4、过流检测电路5、蜂鸣器6、地址7、按键8和电源9;微处理器1与电力载波调制解调电路2双向多线连接;红外接收器4、过流检测电路5、地址7和按键8的信号输出端分别与微处理器1对应的信号输入端连接;本实用新型装置能以手控、遥控、异地遥控等多种手段对电器开关和插座的供电通断、灯光亮度调节进行控制。

Description

具有电力载波通讯功能的遥控开关装置
本实用新型涉及电力供电的开关装置，尤其涉及一种具有电力载波通讯功能的遥控开关装置。
传统的墙壁安装类开关和电器插座都是手动控制的，这样会给人带来不便，尤其是行动困难的残疾人。为克服传统开关的弊端，人们开发出点对点控制，或外加通讯线路控制、无线编码控制等智能开关，上述智能开关仍存在着一些固有的缺点。例如，点对点控制不能解决房间之间的控制，外加通讯线路要额外增加通讯电缆，无线编码方式则存在频段设定、发射功率等许多问题。
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足之处而提供一种不用额外增设电缆或能避免空间电波干扰，以遥控方式实现对墙壁类开关和插座的供电通断、灯光亮度调节，同时能对电器的供电状态进行异地查询的遥控开关装置。
本实用新型的目的可以通过采取如下的技术措施来实现：利用电力线载波技术，设计一种具有电力载波通讯功能的遥控开关装置，该遥控开关装置由遥控器和安装在固定位置的开关盒组成，开关盒包括保护外壳及内置于外壳的电路板；电路板包括微处理器、电力载波调制解调电路、驱动电路、红外接收器、过流检测电路、蜂鸣器、地址、按键和电源；微处理器与电力载波调制解调电路双向多线连接，信号在两个方向之间流动；红外接收器、过流检测电路、地址和按键的信号输出端分别与微处理器对应的信号输入端连接；微处理器的语音输出端口接蜂鸣器，220伏的市电分别接电力载波调制解调电路、驱动电路和电源；驱动电路的信号输出端接过流检测电路，其输出电源连接负载；在微处理器内部还固化有管理程序P。
附图的图面说明如下：
图1是本实用新型具有电力载波通讯功能的遥控开关装置的原理方框图；
图2是与图1相对应的原理电路图；
图3是所述遥控开关装置管理程序P的工作流程图。
下面结合附图对本实用新型的最佳实施例作进一步详细说明。
本实用新型具有电力载波通讯功能的遥控开关装置由遥控器和安装在固定位置的开关盒组成，开关盒包括保护外壳及内置于外壳的电路板。如图1所示，所述电路板包括微处理器1、电力载波调制解调电路2、驱动电路3、红外接收器4、过流检测电路5、蜂鸣器6、地址7、按键8和电源9；微处理器1与电力载波调制解调电路2双向多线连接，信号在两个方向之间流动；红外接收器4、过流检测电路5、地址7和按键8的信号输出端分别与微处理器1对应的信号输入端连接；微处理器1的语音输出端口接蜂鸣器6，220伏的市电分别接电力载波调制解调电路2、驱动电路3和电源9；驱动电路3的信号输出端接过流检测电路5，其输出电源连接负载；在微处理器1的内部还固化有管理程序P。所述遥控器的型号为HT6221；这种遥控器是市面上很容易买到的标准部件，属现有技术。
图2是与图1相对应的原理电路图，由于图2的图面太大，把图2分成图2a和图2b两部分。所述电力载波调制解调电路2含有集成电路芯片U1、U13和U15、中频变压器T1、电源滤波器T2、三极管VT1、VT3、VT5、电阻R2～R5、R8～R9、可调电阻R19、电容C3、C6、C8、C12～C13、C15、C18；三极管VT1、VT3、VT5组成三级放大电路，该放大电路的信号输入端经电阻R4连接微处理器1，其信号输出端经耦合器T2、T1与C8组成的调谐放大器后，与芯片U1的5～7号脚连接；芯片U1的14脚、U13的4脚以及U15的2、3、16脚并联在一起后接电源；芯片U1的7脚、U13的1、2、7脚以及U15的8脚并联在一起后接地。
所述驱动电路3含有集成电路芯片U11、U12、三极管VT6～VT8、二极管D2～D5、D10、、电阻R3、R6～R7、R13～R17、双向可控硅U5、整流桥B4、端子台J4和光耦U8；芯片U11的3～6脚分别与芯片U12的3、4、5、7脚并联，然后与微处理芯片U4的Q0～Q6端口连接；三极管VT7的基极分两路，一路经二极管D5、电阻R17接芯片U12的11脚，另一路经二极管D2～D4、电阻R16接电源、芯片U11的7、10脚和芯片U4的28脚；三极管VT7的集电极接芯片U14的9脚，发射极接排插插座CON1的8脚和经电阻R15后接芯片U11、U12、U14和U4的GNDA接线端；可控硅U5的1脚连接过流检测电路5，3号脚经二极管D10接三极管VT8的发射极，2号脚经端子台J4连接负载。
所述微处理器1含有微处理芯片U4以及包括芯片U14、晶振U3、电容C1、C4、C7、TC8、电阻R1的***电路；芯片U4的30脚与芯片U14的1脚互相连接；芯片U4的Q0～Q6端口连接驱动电路3，其TXD、RXD、BUSY和ALE脚接电力载波调制解调电路2，J0～J6、S-ST端口接地址7，15～16脚接按键8，17脚接红外接收器4，5脚接蜂鸣器6，13脚和芯片U14的7脚接过流检测电路5。
所述地址7由拨码开关K4和排阻R20所组成，两者的2～9号脚依次相接后，再分别与微处理器芯片U4的21～28脚连接。
所述过流检测电路5含有三极管VT4、电容C17、二极管D1、电阻R20、R33、R38；电阻R28、R38、电容C17和二极管D1串接形成闭合回路，在电阻R20和R38之间的接线端与驱动电路3的可控硅U5相连，D1与C17之间的接线端连接三极管VT4的基极，C13与R38之间的接线端连接三极管VT4的发射极，三极管VT4的集电极经电阻R33连接电源。
所述电源9含有电源集成块U9、整流桥B3、电源滤波器T4、开关变压器T3、稳压管U10、端子台J5、电容C9～C10、C14、C19～C20、二极管D6～D9；电源集成块U9的6、7、8脚并接后与整流桥B3连接，5号脚与开关变压器T3的初级线圈连接，1、2、3号脚并联后连接开关变压器T3的一个次级线圈，开关变压器T3的另一个次级线圈与二极管D9和电容C19、稳压管U10或电容C20形成闭合回路；在整流桥B3与端子台J5之间连接电源滤波器T4。
图3的工作原理简述如下：红外接收器4接收到遥控器发出的控制信号后，通过微处理器1把该信号(TXD)输送到电力载波调制解调电路2，上述通讯发送信号TXD通过VT3、VT5、VT1进行调制，电流放大，然后经由T2耦合输出，再通过T1与C8组成的调谐放大器放大后，由U13解调输出RXD信号给微处理器1的CPU进行处理；同时RXD信号也传送给U15进行总线占用判别，输出BUSY信号给微处理器1的CPU；如果BUSY信号为高电平，则不发送TXD信号。
图3电路的时钟由微处理器芯片U4的ALE脚输至U14分频得出；驱动输出由D2～D5、R15、R17和VT7完成；调光控制KP由U11、U12计数输出；图3中K4为地址拨码开关，由它来确定本开关的地址。
图4是管理程序P的工作流程图。***初始化后，微处理器1进行本地地址码转换；接着判断按键是否有效，如果有效，则进行键值转换，然后指挥驱动电路3进行打开、关闭或调光处理；如果按键无效，则接着判断通讯是否有效，如果通讯有效，则进行通讯码转换，然后指挥驱动电路3进行打开、关闭或调光处理，否则再判断遥控接收是否有效，如无效，返回到A处的扫描按键状态；如遥控接收有效，判断是否本地遥控，如果是本地遥控，进行遥控码转换，然后指挥驱动电路3进行打开、关闭或调光处理；如果不是本地遥控，同样进行遥控码转换，然后进行通讯发送，最后返回到A处的扫描按键状态。
本实用新型具有电力载波通讯功能的遥控开关装置具有如下优点：能以手控、遥控、异地遥控等多种手段对电器开关和插座的供电通断、灯光亮度调节进行控制；由于是从电力线上调制载波，所以与其它遥控方式比有空间污染小且保密性好等优点。
本实用新型装置实施例所用主要元、器件型号、参数如下：电路符号    名称    规格型号R5          电阻     1MR16、R17    电阻     4．7KR8、R4      电阻     5．1KR1          电阻     10KR3          电阻     20KR9          电阻     24KR6          电阻     300R2          电阻     110KR13         电阻     47KR36         电阻     15R20         电阻     10KR33～R34    电阻     2KR7          电阻     1KR38         电阻     0．1R37         电阻      0R19         电位器   20KC7          电容     10μ／16VC1、C4      电容     30PC3          电容     102C14         电容     0．1／250VC16         电容     4700P／250VC9          电容     4．7UF／400VC10         电容     47U／10VC19、C20    电容     470U／10VC17         电容     103TC8         电容     104C12         电容     182C13            电容              200PC18            电容              332C6、C8         电容              473C15            电容              683U3             晶振              6MU1             集成电路芯片      4069U11、U12       集成电路芯片      74161U15            集成电路芯片      74221U14            集成电路芯片      74393U13            集成电路芯片      LM567U4             集成电路芯片      P89C238D2～D5         二极管            4148D6             二极管            P6KE180D7             二极管            UF4055D9             二极管            2N5817D1、D8         二极管            1N4148D10            二极管            1N4007VT1、VT5、VT7  三极管            BC846VT3、VT4、VT6  三极管            MMBT2369VT8            三极管            MMST2222U10            稳压管            7085U5             向可控硅          BTA10U8             光耦              SFH615J4～J5         端子合            CON2T3             开关变压器        TRANS2T4             电源滤波器        IN5B3～B4         整流桥            SDB107U9             电源集成块        TOP210PF1K4             10位拨码开关R20            47K排阻U5             遥控接收T2             电源滤波器U16            蜂鸣器CON1           排插插座K5、K6         轻触键T1             中频变压器

Claims (8)

1．一种具有电力载波通讯功能的遥控开关装置，由遥控器和安装在固定位置的开关盒组成，开关盒包括保护外壳及内置于外壳的电路板；其特征在于：
所述电路板包括微处理器(1)、电力载波调制解调电路(2)、驱动电路(3)、红外接收器(4)、过流检测电路(5)、蜂鸣器(6)、地址(7)、按键(8)和电源(9)；微处理器(1)与电力载波调制解调电路(2)双向多线连接，信号在两个方向之间流动；红外接收器(4)、过流检测电路(5)、地址(7)和按键(8)的信号输出端分别与微处理器(1)对应的信号输入端连接；微处理器(1)的语音输出端口接蜂鸣器(6)，220伏的市电分别接电力载波调制解调电路(2)、驱动电路(3)和电源(9)；驱动电路(3)的信号输出端接过流检测电路(5)，其输出电源连接负载；在微处理器(1)的内部还固化有管理程序P。
2．根据权利要求1所述的具有电力载波通讯功能的遥控开关装置，其特征在于：所述电力载波调制解调电路(2)含有集成电路芯片U1、U13和U15、中频变压器T1、电源滤波器T2、三极管VT1、VT3、VT5、电阻R2～R5、R8～R9、可调电阻R19、电容C3、C6、C8、C12～C13、C15、C18；三极管VT1、VT3、VT5组成三级放大电路，该放大电路的信号输入端经电阻R4连接微处理器(1)，其信号输出端经耦合器T2、T1与C8组成的调谐放大器后，与芯片U1的5～7号脚连接；芯片U1的14脚、U13的4脚以及U15的2、3、16脚并联在一起后接电源；芯片U1的7脚、U13的1、2、7脚以及U15的8脚并联在一起后接地。
3．根据权利要求1所述的具有电力载波通讯功能的遥控开关装置，其特征在于：所述驱动电路(3)含有集成电路芯片U11、U12、三极管VT6～VT8、二极管D2～D5、D10、电阻R3、R6～R7、R13～R17、双向可控硅U5、整流桥B4、端子台J4和光耦U8；芯片U11的3～6脚分别与芯片U12的3、4、5、7脚并联，然后与微处理芯片U4的Q0～Q6端口连接；三极管VT7的基极分两路，一路经二极管D5、电阻R17接芯片U12的11脚，另一路经二极管D2～D4、电阻R16接电源、芯片U11的7、10脚和芯片U4的28脚；三极管VT7的集电极接芯片U14的9脚，发射极接排插插座CON1的8脚和经电阻R15后接芯片U11、U12、U14和U4的GNDA接线端；可控硅U5的1脚连接过流检测电路(5)，3号脚经二极管D10接三极管VT8的发射极，2号脚经端子台J4连接负载。
4．根据权利要求1所述的具有电力载波通讯功能的遥控开关装置，其特征在于：所述微处理器(1)含有微处理芯片U4以及包括芯片U14、晶振U3、电容C1、C4、C7、TC8、电阻R1的***电路；芯片U4的30脚与芯片U14的1脚互相连接；芯片U4的Q0～Q6端口连接驱动电路(3)，其TXD、RXD、BUSY和ALE脚接电力载波调制解调电路(2)，J0～J6、S-ST端口接地址(7)，15～16脚接按键(8)，17脚接红外接收器(4)，5脚接蜂鸣器(6)，13脚和芯片U14的7脚接过流检测电路(5)。
5．根据权利要求1所述的具有电力载波通讯功能的遥控开关装置，其特征在于：所述地址(7)由拨码开关K4和排阻R20所组成，两者的2～9号脚依次相接后，再分别与微处理器芯片U4的21～28脚连接。
6．根据权利要求1所述的具有电力载波通讯功能的遥控开关装置，其特征在于：所述遥控器的型号为HT6221。
7．根据权利要求1所述的具有电力载波通讯功能的遥控开关装置，其特征在于：所述过流检测电路(5)含有三极管VT4、电容C17、二极管D1、电阻R20、R33、R38；电阻R28、R38、电容C17和二极管D1串接形成闭合回路，在电阻R20和R38之间的接线端与驱动电路(3)的可控硅U5相连，D1与C17之间的接线端连接三极管VT4的基极，C17与R38之间的接线端连接三极管VT4的发射极，三极管VT4的集电极经电阻R33连接电源。
8．根据权利要求1所述的具有电力载波通讯功能的遥控开关装置，其特征在于：所述电源(9)含有电源集成块U9、整流桥B3、电源滤波器T4、开关变压器T3、稳压管U10、端子台J5、电容C9～C10、C14、C19～C20、二极管D6～D9；电源集成块U9的6、7、8脚并接后与整流桥B3连接，5号脚与开关变压器T3的初级线圈连接，1、2、3号脚并联后连接开关变压器T3的一个次级线圈，开关变压器T3的另一个次级线圈与二极管D9和电容C19、稳压管U10或电容C20形成闭合回路；在整流桥B3与端子台J5之间连接电源滤波器T4。
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