[发明专利]使用普通开关的智能控制盒系统

说明书

技术领域

本发明属于智能家居技术领域。

背景技术

智能开关是目前应用最广泛的智能家居产品之一。它的作用是对灯或电器进行智能控制，相比传统开关，一般增加了如下功能：手机控制，远程控制，场景/联动控制，定时控制等。

智能开关一般有两种产品形态：墙壁开关面板和控制盒。这两种产品的安装方法不同：开关面板直接嵌入墙面安装，与灯之间通过一根线连接，而控制盒则直接接灯。

在对普通开关进行智能化改造时，可以选择如下两种方法之一：

1.将普通面板换成智能面板；

2.在灯上加装智能控制盒。

选择方案1，则面临以下问题：

1.很多房子开关面板的底盒里只留了火线而没有零线。然而智能开关要实现智能控制功能，一般需要有MCU和控制电路，需要电源给其供电。如此要使用智能面板，只能选用单火线供电产品。然而由于技术限制，单火线产品的稳定性一般；

2.有的用户已经安装了较满意的面板而不愿意更换；智能面板外观样式少，选择余地小，外观可能达不到用户的要求。

如果选择方案2，一般会面临如下问题：

如果将传统的开关面板跟智能控制盒配套使用，由于开关面板关闭时，切断了控制盒的电源，此时无法使用其它智能控制手段如手机控制/场景控制了。

本发明拟使用方案2，但解决了方案2的上述问题。使用本发明的好处在于：

1.用户可以使用普通开关面板，对于新装用户，选择余地大。对于已经安装了普通面板的智能改造用户，不用更换面板即可实现智能控制；

2.单火线安装，不用改线；

3.取电稳定且跟负载无关，没有现有单火线开关的稳定性问题。

发明内容

本发明公开了一种使用普通开关的智能控制盒系统。用户可以不必换掉家里的开关面板，只需在开关接线柱上加一个二极管，并在灯上加装智能控制盒，即可对灯进行智能控制。使用本方法后，即便开关面板处于关的状态，仍能通过手机/场景等智能控制方式将灯打开。

本发明的技术方案如下：

假定市电频率为f_in。

安装时在普通开关的输入输出脚间接一个二极管，系统接线图如图1。

控制盒内有过零检测线路，如图2。

当开关闭合时，二极管被短路，市电信号直接输出至控制盒。此时，输入电压V_IN、输出电压V_OUT和控制盒的过零输出V_LineZero波形如图3。此时过零信号的频率为2f_in。

当开关断开时，电流通过二极管到达控制盒，此时，输入电压V_IN、输出电压V_OUT和控制盒的过零输出V_LineZero波形如图4。经二极管整流后的市电波形为半波，过零信号的频率为f_in。

结合图3、图4可知，开关面板状态变化时，过零信号的频率会发生变化，取值为f_in或2f_in。如此通过过零信号的频率可得知开关面板的状态。控制盒内的MCU检测到过零频率发生变化时，切换输出的状态，即可实现最终的控制。

下表是开关面板状态、控制盒状态、输出电压、输出波形、过零信号频率之间的对应关系。

附图说明

图1为本发明的系统接线图。左侧的开关为墙壁开关面板，二极管接在开关面板的输入输出脚之间。右侧的智能控制盒接在灯的附近。

图2为控制盒内的过零信号输出电路。

图3为本发明中涉及的智能控制系统，当开关闭合时，输入（V_IN）、输出(V_OUT)及过零信号(V_LineZero)的波形图。由图可见，开关闭合时，输出波形同输入，过零信号频率为市电频率的两倍。

图4为本发明中涉及的智能控制盒系统，当开关断开时，输入（V_IN）、输出(V_OUT)及过零信号(V_LineZero)的波形图。由图可见，开关断开时，输出为半波，过零信号频率等于市电频率。

具体实施方式

开关面板断开时，输出到控制盒及负载端的电压有效值为 ，当市电为220V时，输出约156V。控制盒及输出端的电器需确保能在此电压下正常工作。控制盒采用开关电源一般没问题。负载如LED灯和使用开关电源的设备没有问题。LED灯如果驱动输出电流不随电压变化，则该状态下灯的亮度和开关面板闭合时一致。如果使用白炽灯或卤素灯，亮度相比开关面板闭合时会变暗。因此，建议使用宽电压范围的LED灯作为负载，可以取得最好的效果。

所选用的二极管的最高反向工作电压应大于市电电压峰值，以防止击穿。