一種功率可控的開關控制系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種功率可控的開關控制系統，其特征在于，包括移動終端、wifi模塊、電源模塊、控制模塊、插座模塊和至少一個功率調節模塊，其中，移動終端以無線的方式與wifi模塊進行數據通信；wifi模塊用于接收移動終端發送的控制信號；控制模塊與wifi模塊和功率調節模塊相連接，用于根據控制信號控制功率調節模塊的輸出；功率調節模塊的輸入端與交流輸入相連接，其輸出端與插座模塊相連接，用于調節插座模塊的輸出功率。本實用新型的技術方案，結構簡單，可靠性強，有效拓寬了電器控制的范圍，可通過WiFi實現遠程控制；可實現插座上每個孔位的獨立控制，不僅可設置電器的定時開關時間，而且可實現電器的功率調節功能。
【專利說明】
一種功率可控的開關控制系統
技術領域
[0001]本實用新型屬于智能家居控制技術領域，尤其涉及一種功率可控的開關控制系統。
【背景技術】
[0002]目前市場上的開關控制裝置停留于傳統插座，這種有線控制無法擺脫連接線的束縛，而一些在售的智能插座等裝置，控制功能單一，既無法進行多路控制也無法對部分電器進行功率調節。隨著無線技術的進一步成熟，WiFi無線控制則由于其在空間上的靈活性和便利性被廣泛應用于家居環境中隨著需求發展和技術的進步，智能家居的開關控制系統正朝著具備無線遠程控制、多媒體控制、高速數據傳輸等方向發展，有效拓寬了智能家居控制系統的控制范圍及控制功能。
[0003]故，針對現有技術的缺陷，實有必要提出一種技術方案以解決現有技術存在的問題。
【實用新型內容】
[0004]有鑒于此，確有必要提供一種電路結構簡單、成本低的功率可控的開關控制系統。
[0005]為了克服現有技術存在的缺陷，本實用新型提供以下技術方案:
[0006]—種功率可控的開關控制系統，包括移動終端、wif i模塊、電源模塊、控制模塊、插座模塊和至少一個功率調節模塊，其中，
[0007]所述電源模塊與交流輸入相連接，用于系統供電；
[0008]所述移動終端以無線的方式與所述wifi模塊進行數據通信；
[0009]所述wifi模塊用于接收所述移動終端發送的控制信號；
[0010]所述控制模塊與所述wifi模塊和所述功率調節模塊相連接，用于根據所述控制信號控制所述功率調節模塊的輸出；
[0011]所述功率調節模塊的輸入端與交流輸入相連接，其輸出端與所述插座模塊相連接，用于調節所述插座模塊的輸出功率；
[0012]所述功率調節模塊由第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4，第一電容Cl、第二電容C2、三極管Ql、光隔離芯片Ul、第一可控硅Tl和第二可控硅T2組成，其中，所述光隔離芯片Ul的第一腳與所述第一電阻Rl的一端相連接，所述第一電阻Rl的另一端與電源模塊相連接;所述光隔離芯片Ul的第二腳與所述三極管Ql的集電極相連接，所述三極管Ql的發射極與地端相連接，所述三極管Ql的基極與所述控制模塊相連接;所述光隔離芯片Ul的第三腳與所述第三電阻R3的一端相連接，所述第三電阻R3的另一端與所述第一電容Cl的一端、所述第一可控硅Tl的第一腳和第三腳相連接，所述第一可控硅Tl的第二腳與所述第二可控硅T2的第三腳相連接、所述第一電容Cl的另一端與所述第二可控硅T2的第一腳以及所述第二電容C2的一端相連接并作為輸出端與所述插座模塊相連接;所述光隔離芯片Ul的第四腳與所述第二電阻R2的一端相連接，所述第二電阻R2的另一端與所述第二可控硅T2的第二腳和所述第四電阻R4的一端相連接并作為輸入端與交流輸入相連接;所述第四電阻R4的另一端與所述第二電容C2的另一端相連接。
[0013]優選地，所述功率調節模塊串接在交流輸入的火線或/和零線中。
[0014]優選地，wifi模塊采用H1-Link公司的HLK-RM04模塊。
[0015]優選地，所述控制模塊采用STM32F103微控制器。
[0016]優選地，所述第一可控硅Tl和第二可控硅T2為雙向可控硅。
[0017]優選地，所述光隔離芯片Ul采用輸出端采用雙向可控硅晶片的光耦芯片TLP160。
[0018]與現有技術相比較，本實用新型的技術方案，采用簡單的電路結構實現功率可控的開關控制系統，可靠性強，有效拓寬了電器控制的范圍，可通過WiFi實現遠程控制；同時可實現插座上每個孔位的獨立控制，不僅可設置電器的定時開關時間，而且可實現電器的功率調節功能。
【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型一種功率可控的開關控制系統的原理框圖。
[0020]圖2為本實用新型一種功率可控的開關控制系統中功率調節模塊的電路原理圖。
[0021]圖3為本實用新型一種功率可控的開關控制系統實際應用中的連接圖。
[0022]如下具體實施例將結合上述附圖進一步說明本實用新型。
【具體實施方式】
[0023]以下將結合附圖對本實用新型作進一步說明。
[0024]參見圖1，所示為本實用新型一種功率可控的開關控制系統的原理框圖，包括移動終端、wifi模塊、電源模塊、控制模塊、插座模塊和至少一個功率調節模塊，其中，電源模塊與交流輸入相連接，用于系統供電;移動終端以無線的方式與Wifi模塊進行數據通信;Wifi模塊用于接收移動終端發送的控制信號；控制模塊與Wifi模塊和功率調節模塊相連接，用于根據控制信號控制功率調節模塊的輸出；功率調節模塊的輸入端與交流輸入相連接，其輸出端與插座模塊相連接，用于調節插座模塊的輸出功率。
[0025]參見圖2，所示為本實用新型一種功率可控的開關控制系統中功率調節模塊的電路原理圖，功率調節模塊由第一電阻Rl、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4，第一電容Cl、第二電容C2、三極管Ql、光隔離芯片Ul、第一可控硅Tl和第二可控硅T2組成，其中，光隔離芯片Ul的第一腳與第一電阻Rl的一端相連接，第一電阻Rl的另一端與電源模塊相連接；光隔離芯片Ul的第二腳與三極管Ql的集電極相連接，三極管Ql的發射極與地端相連接，三極管Ql的基極與控制模塊相連接;光隔離芯片Ul的第三腳與第三電阻R3的一端相連接，第三電阻R3的另一端與第一電容Cl的一端、第一可控娃TI的第一腳和第三腳相連接，第一可控硅Tl的第二腳與第二可控硅T2的第三腳相連接、第一電容Cl的另一端與第二可控硅T2的第一腳以及第二電容C2的一端相連接并作為輸出端與插座模塊相連接;光隔離芯片Ul的第四腳與第二電阻R2的一端相連接，第二電阻R2的另一端與第二可控硅T2的第二腳和第四電阻R4的一端相連接并作為輸入端與交流輸入相連接;第四電阻R4的另一端與第二電容C2的另一端相連接。
[0026]在功率調節模塊(如圖2所示)中，采用了光隔離芯片Ul來驅動第二可控硅T2。其中，光隔離芯片Ul為輸出端米用雙向可控娃晶片的光親芯片，第一可控娃Tl和第二可控娃T2為雙向可控硅。通過控制模塊輸出的PWM波信號控制其通斷。在PWM波形的單個周期內，Ul由關斷變為導通時，通過R2、R3為電容Cl充電。Cl兩端電壓大到一定時，第一可控硅Tl、第二可控硅T2導通，負載回路通電；Ul斷開后，C2放電，第一可控硅Tl、第二可控硅T2關斷，導致負載斷電，其瞬時輸出功率降為O。這樣，通過控制PffM波形的占空比就可以控制光隔離雙向可控硅的接通時間長短，進而實現功率調節。在對插座模塊中的電器進行控制時，通過移動終端發出控制指令，經WiFi信號傳送給控制模塊，控制模塊通過外部I/O接口驅使功率調節模塊對插座上所連接的電器設備進行控制，其控制主要包括電器的即時開關控制、定時開關控制以及功率大小的調節。
[0027]參見圖3，所示為本實用新型的連接圖，插座模塊可以為多個傳統的二孔插座、三孔插者座或用于手機充電的USB接口插座，每個插座連接一個或者兩個功率調節模塊。在本實用新型的一種實際應用中，將電器的電源線與插座模塊的孔位相連，插座模塊的總電源線接入市電220V中，功率調節模塊串接在交流輸入的火線或/和零線中。用如將一個飲水機連接至插座的三相插孔中，將手機連接上WIFI模塊，通過設置飲水機的開啟時段為5:00pm?5:30pm，點擊確定，此時這條指令從移動終端通過網絡傳遞給了WiFi模塊，WiFi模塊接收后，通過控制模塊來控制功率調節模塊執行在5: OOpm?5:30pm時段開啟，其他時間則斷開電路。
[0028]在另一種實施例中，將LED燈泡連接至二孔插座中，通過移動終端發送控制命令設置LED燈泡的功率為80 %，開啟時間為10: OOpm?11: OOpm，WiFi模塊接收后發送給控制模塊，控制模塊控制功率調節模塊執行在10: OOpm?11: OOpm時段開啟，并且初始的亮度為額定功率的80%。此后，在10:00pm?11:00pm時段中，可任意調節其亮度在O?100%之間，其他時間則斷開電路，等待新的指令。同樣的，可在USB插孔中接入手機進行充電，其控制過程與上述相同。實施例中接入三孔插座、二孔插座以及USB插孔的電器控制是相互獨立的，都可以接入相應的電器對其進行開關已經功能的控制，每個插孔之間沒有約束，各自執行手機終端的控制指令的內容。
[0029]在一種優選實施方式中，wifi模塊采用H1-Link公司的HLK-RM04模塊。它是一款具有UART-ETH-WiFi功能的無線網絡傳輸模塊，通過相應的參數配置可在UART串口、以太網和WiFi三者之間實現功能的轉換，
[0030]HLK-RM04模塊的具體參數如下:
[0031 ] (I)網絡標準:支持IEEE802.I In、IEEE802.I lg、IEEE802.I Ib的無線標準，同時支持 IEEE802.3、IEEE802.3u 的有線標準。
[0032](2)性能方面:在IEEE802.1 In標準下，無線傳輸速率最高可達到150Mbps;串口波特率可設置在1200?230400bps范圍內。
[0033](3)無線安全:支持無線MAC地址過濾、64/128/152位WEP加密，同時具有WPA-PSK/WPA2-PSK/WPA/WAP2等多種安全機制。
[0034](4)WiFi工作模式:模塊支持無線網卡、無線接入點、無線路由器等三種工作模式。
[0035](5)外部參數:模塊尺寸為40mm*29mm，可外接天線，采用2.0間距的排針與外部相連，使用更加方面簡單。
[0036]在一種優選實施方式中，光隔離芯片Ul具體型號可以采用TLP160，它采用的是非過零觸發導通形式，因此應用在交流電的情況下，在交流電的任意相位，只要收到輸入的的觸發信號，輸出端就會開始導通，故可以改變交流電的導通角。
[0037]在一種優選實施方式中，控制模塊采用STM32F103微控制器。STM32F103X增強型系列使用高性能的ARM32位的CortexTM-M3位的RISC內核，內嵌有低速以及高速的RC振蕩器，沒有外部晶振也可以正常工作，在減小體積的同時也降低了系統成本，系統工作頻率可達72MHz，是32位產品中最佳的選擇；內部還有實時時鐘、中斷控制器、省電模式單元，JTAG、定時器、比較器、PffM模塊、UART模塊、豐富的增強I/O端口，當時鐘頻率為72MHz時，該型號的功耗是32位微控制器中最低的。
[0038]對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本實用新型將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
【主權項】
1.一種功率可控的開關控制系統，其特征在于，包括移動終端、Wifi模塊、電源模塊、控制模塊、插座模塊和至少一個功率調節模塊，其中， 所述電源模塊與交流輸入相連接，用于系統供電； 所述移動終端以無線的方式與所述wifi模塊進行數據通信； 所述wif i模塊用于接收所述移動終端發送的控制信號； 所述控制模塊與所述wif i模塊和所述功率調節模塊相連接，用于根據所述控制信號控制所述功率調節模塊的輸出； 所述功率調節模塊的輸入端與交流輸入相連接，其輸出端與所述插座模塊相連接，用于調節所述插座模塊的輸出功率； 所述功率調節模塊由第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4，第一電容Cl、第二電容C2、三極管Ql、光隔離芯片Ul、第一可控硅Tl和第二可控硅T2組成，其中，所述光隔離芯片UI的第一腳與所述第一電阻Rl的一端相連接，所述第一電阻Rl的另一端與電源模塊相連接;所述光隔離芯片Ul的第二腳與所述三極管Ql的集電極相連接，所述三極管Ql的發射極與地端相連接，所述三極管Ql的基極與所述控制模塊相連接;所述光隔離芯片Ul的第三腳與所述第三電阻R3的一端相連接，所述第三電阻R3的另一端與所述第一電容Cl的一端、所述第一可控硅Tl的第一腳和第三腳相連接，所述第一可控硅Tl的第二腳與所述第二可控硅T2的第三腳相連接、所述第一電容Cl的另一端與所述第二可控硅T2的第一腳以及所述第二電容C2的一端相連接并作為輸出端與所述插座模塊相連接;所述光隔離芯片Ul的第四腳與所述第二電阻R2的一端相連接，所述第二電阻R2的另一端與所述第二可控硅T2的第二腳和所述第四電阻R4的一端相連接并作為輸入端與交流輸入相連接;所述第四電阻R4的另一端與所述第二電容C2的另一端相連接。2.根據權利要求1所述的功率可控的開關控制系統，其特征在于，所述功率調節模塊串接在交流輸入的火線或/和零線中。3.根據權利要求1所述的功率可控的開關控制系統，其特征在于，wifi模塊采用H1-Link公司的HLK-RM04模塊。4.根據權利要求1所述的功率可控的開關控制系統，其特征在于，所述控制模塊采用STM32F103微控制器。5.根據權利要求1所述的功率可控的開關控制系統，其特征在于，所述第一可控硅Tl和第二可控硅T2為雙向可控硅。6.根據權利要求1所述的功率可控的開關控制系統，其特征在于，所述光隔離芯片Ul采用輸出端采用雙向可控硅晶片的光耦芯片TLP160。
【文檔編號】G08C17/02GK205563350SQ201620249712
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年3月29日
【發明人】劉海鑾, 樓哲藝, 駱丹君
【申請人】浙江諸暨奇創電子科技有限公司