一種基于無線網絡和觸控控制的后沿調制調光開關的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種基于無線網絡和觸控控制的后沿調制調光開關，包括觸摸操作面板、電容感應觸摸傳感模塊、預埋盒、調光器、無線網絡控制器；所述觸摸操作面板的四周和預埋盒相連接，形成內含空腔的結構，電容感應觸摸傳感模塊設置于觸摸操作面板的背面，并且與觸摸操作面板相貼合的連接，電容感應觸摸傳感模塊還分別和調光器、無線網絡控制器相連接，調光器、無線網絡控制器均設置于預埋盒內，所述調光器內包括后沿調光電路，所述無線網絡控制器包括Zigbee模塊。本發明增加了調光開關使用壽命，可以方便的實現遠程控制，減小了對電網的沖擊，在小電流工作狀態下不會出現可控硅調光電路的閃爍現象，適合應用于LED燈調控領域。
【專利說明】一種基于無線網絡和觸控控制的后沿調制調光開關
【技術領域】
[0001]本發明公開了一種基于無線網絡和觸控控制的后沿調制調光開關，涉及燈具調控開關的【技術領域】。
【背景技術】
[0002]在燈具的使用過程中，燈光亮度的可控調節是一項重要的附加功能。現有的調光器采用可控硅前沿調制方式，用戶通過旋轉電位器，控制可控硅導通角度，實現燈具的亮度控制。前沿調制的工作過程具體如下:1、檢測交流輸入電源電壓為零的時刻；2、延時一段時間(這個時間由用戶旋轉電位器來調節)；3、給可控硅發出脈沖信號使可控硅導通。當可控硅導通后，控制信號被去掉，只要流過可控硅電流大于一定數值，可控硅仍然保持導通狀態。當交流電源電壓再次接近零時，流過可控硅的電流會減小到低于可控硅的維持電流，這時可控硅自動關斷；4、重復過程I 一 3。通過改變延時時間使得燈具在每個交流電周期內工作的時間也隨之改變，從而實現了亮度調節。
[0003]這種電路在燈具功率比較小時，流過可控硅的電流太小，不能讓可控硅保持導通，從而不能正常調光。LED燈具的功率都比較小，采用這種調光器就會出現調光范圍變小，調光到低亮度時燈具會發生閃爍的問題。其次可控硅導通時，交流電壓不為零，這樣在導通的舜間，會有比較大的沖擊電流，這個沖擊可能會影響電網中其他設備的運行。現有調光器控制方工通過改變電位器電阻值來調節可控硅的導通時間，這種調節方式電位器觸點會有機械磨損，使用壽命比較短。
[0004]另外，在燈光控制中，傳統兩地控制方式需要在兩地用單刀雙擲開關開，開關之間用3根導線連接，接線復雜，并且要做到兩地以上的控制是很難實現的。同時，傳統的開關大多數沒有無線控制功能只能在開關面板進行開關操作，即使是有無線遙控功能也是只能由遙控器進行操作，如遙控器損壞或丟失都會影響用戶的使用。
【發明內容】
[0005]本發明所要解決的技術問題是:針對現有技術的缺陷，提供一種基于無線網絡和觸控控制的后沿調制調光開關。通過操作觸摸操控面板或者無線遙控器進行開關控制，并采用后沿調制方式對燈具進行亮度調節。
[0006]本發明為解決上述技術問題采用以下技術方案:
一種基于無線網絡和觸控控制的后沿調制調光開關，包括觸摸操作面板、電容感應觸摸傳感模塊、預埋盒、調光器、無線網絡控制器；所述觸摸操作面板的四周和預埋盒相連接，形成內含空腔的結構，電容感應觸摸傳感模塊設置于觸摸操作面板的背面，并且與觸摸操作面板相貼合的連接，電容感應觸摸傳感模塊還分別和調光器、無線網絡控制器相連接，調光器、無線網絡控制器均設置于預埋盒內，所述調光器內包括后沿調光電路，所述無線網絡控制器包括Zigbee t旲塊。
[0007]作為本發明的進一步優選方案，所述電容感應觸摸傳感模塊包括設置于PCB板上的感應觸點陣列、張弛振蕩器、電子開關、信號處理器；設置于PCB板上的感應觸點陣列依次經過電子開關、張弛振蕩器與信號處理器相連，信號處理器的控制輸出端分別和調光器、無線網絡控制器相連接。
[0008]作為本發明的進一步優選方案，所述后沿調光電路包括順次連接的控制器和場效應管。
[0009]作為本發明的進一步優選方案，所述Zigbee模塊采用CC2530Zigbee控制芯片。
[0010]作為本發明的進一步優選方案，所述信號處理器為單片機，型號為QTouch。
[0011]作為本發明的進一步優選方案，所述觸摸操作面板上還設置有指示燈。
[0012]本發明采用以上技術方案與現有技術相比，具有以下技術效果:
1.本發明所采用的無線控制方式可以實現調光開關之間的信息交換，方便的實現對開關開閉的遠程控制；
2.采用后沿調光電路根據調光指令對燈具的亮度進行控制，在交流電壓為零的時刻打開場效應管，抑制了電流沖擊，減小了對電網的沖擊；
3.場效應管導通和關閉由控制信號決定，與負載電流無關，在小電流工作狀態下不會出現可控硅調光電路的閃爍現象，可以方便的應用在LED燈調控領域。
[0013]4.采用觸摸感應方式進行操作，增加了調光開關使用壽命。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1是本發明的實物結構主視圖，
其中:1.指示燈。
[0015]圖2是本發明的實物結構側視圖，
其中:2.觸摸操作面板，3.預埋盒。
[0016]圖3是本發明的功能結構模塊連接示意圖。
[0017]圖4是本發明的具體電路模塊連接示意圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖對本發明的技術方案做進一步的詳細說明:
本發明的實物結構主視圖、側視圖分別如圖1、圖2所示，本發明組成模塊包括觸摸操作面板和預埋盒，觸摸操作面板的四周和預埋盒相連接，形成內含空腔的結構，電容感應觸摸傳感模塊設置于觸摸操作面板的背面；還包括依次連接的調光器、無線網絡控制器，調光器、無線網絡控制器均設置于預埋盒內。觸摸操作面板上還可以標識有觸摸操作區，并設置指示燈，方便使用者的操作。調光器內設置后沿調光電路用于進行燈光亮度的調整合控制。無線網絡控制器用于多個調光開關之間的相互信號傳遞，借此實現在不同的區域對同一個燈具的控制，給實際生活中的使用帶來方便。
[0019]本發明的模塊連接圖如圖3、圖4所示，電容感應觸摸傳感模塊具體包括在PCB板上由銅箔蝕刻出的感應觸點陣列、張弛振蕩器、電子開關和信號處理器組成。PCB板上的每一個感應觸點本身具有一定的電容，電容接入張弛振蕩器，作為控制振蕩頻率的元件，當電容改變時，張弛振蕩器的輸出頻率也會發生改變。信號處理器測量每一個感應觸點電容值。本發明的一個具體實施例中，信號處理器所使用的單片機采用了 ATMEL公司的QTouch模塊，利用單片機完成電容感應觸點電容的測量及切換不同的觸點進行測量。
[0020]當操作者的手指靠近括觸摸操作面板上的感應觸點時，感應觸點的電容值會被改變，手指越靠近感應觸點，感應觸點的電容值改變越大，張弛振蕩器的輸出頻率變化也越大，這個振蕩信號傳送給信號處理器，信號處理器測量這個信號的頻率，根據頻率變化情況來判斷是否有用戶觸摸括觸摸操作面板，以及用戶手指和感應觸點之間的距離。通過信號處理器計算每一個感應觸點的電容變化情況，可以計算出用戶手指在括觸摸操作面板上移動的位置。當用戶在括觸摸操作面板表面進行點按或滑動時，信號處理器通過計算可以得知用戶操作時手指運動的軌跡，當用戶用手指點按電容感應觸摸傳感器時，信號處理器對調光電路和無線網絡控制器發出控制指令，完成對連接在本地調光開關上的燈具實施控制，或者通過無線網絡控制器發出無線信號，傳遞控制信號至其他調光開關上。
[0021]電容觸摸傳感模塊的感應觸點陣列與用戶手指之間通過絕緣介質完全隔離沒有縫隙，在潮濕環境下的安全性比傳統的機械開關高。同時觸摸傳感器沒有機械磨損，使壽命增加很多。
[0022]本發明中，調光器采用后沿調光電路，具體包括場效應管和控制電路。調光器接收電容感應觸摸傳感模塊或者無線網絡控制器發出的燈具控制指令，進而完成對燈光的控制。后沿調光電路中的控制電路不斷檢測交流電電壓為零的時刻，當檢測到電壓為零時，控制電路發出控制信號使場效應管導通，并且維持控制信號有效，保持場效應管導通；經過一段時間T后，控制電路發出信號關閉場效應管，所經過的時間T由接收到的調光指令決定，T越長，場效應管的導通時間也越長，流過燈具的電流也越大，反之流過燈具的電流也越小。這樣后沿調光電路就能根據調光指令對燈具的亮度進行控制。
[0023]后沿調光電路是在交流電壓為零的時刻打開場效應管，從而抑制了電流沖擊，減小了對電網的沖擊。場效應管導通和關閉由控制信號決定，與負載電流無關，在小電流工作狀態下不會出現可控硅調光電路的閃爍現象，這樣的特點非常適合應用在LED燈的調控領域。
[0024]本發明還具有的無線網絡連接功能，實現信號的雙向傳送。一個開調光關的信號可以傳遞給其它的調光開關，實現靈活的控制方式。多個調光開關組成相互傳信息的網絡，網絡中每個調光開關具有獨立的網絡地址，能被無線遙控器或其它調光開關控制。無線網絡控制器接收電容感應觸摸傳感模塊的控制信號，并將這一信號發送給其它調光開關；同時也可以接收其它調光開關發送來的控制信號，并將此信號發送給調光器，完成燈具控制。
[0025]傳統的開關沒有無線控制功能只能在開關面板進行開關操作。即使是有無線遙控功能也是只能接收由遙控器發出的信號，開關之間沒有信號通信。本發明的無線網絡控制器可以在開關之間的相互控制，可以很方便的實現多地同時對一盞燈具的控制。傳統兩地控制方式需要在兩地用單刀雙擲開關開，開關之間用3根導線連接，接線復雜，并且要做到兩地以上對同一燈具的控制是很難實現的。本發明的調光開關具有開關之間的相互通信功能，任何一個開關上操作都可以傳遞給網絡中指定的其它調光開關。當需要兩地或多地控制一盞燈時，只要把多地的控制信號通過無線網絡控制器發送到指定目標地址的調光開關，就可以控制這個調光開關連接的燈具。本發明的一個實施例中，無線網絡控制器使用Zigbee模塊。Zigbee技術是基于IEEE802.15.4標準的通信協議，IEEE802.15.4標準的通信協議常用來處理低級MAC層和物理層協議，而Zigbee技術對網絡層和API進行了標準化。本發明的無線網絡控制模塊優選采用TI公司生產的CC2530Zigbee控制芯片，配合上TI公司提供的ZSTACK軟件協議棧，完成IEEE802.15.4的通信協議及Zigbee網絡層的處理。
【權利要求】
1.一種基于無線網絡和觸控控制的后沿調制調光開關，其特征在于:包括觸摸操作面板、電容感應觸摸傳感模塊、預埋盒、調光器、無線網絡控制器；所述觸摸操作面板的四周和預埋盒相連接，形成內含空腔的結構，電容感應觸摸傳感模塊設置于觸摸操作面板的背面，并且與觸摸操作面板相貼合的連接，電容感應觸摸傳感模塊還分別和調光器、無線網絡控制器相連接，調光器、無線網絡控制器均設置于預埋盒內，所述調光器內包括后沿調光電路，所述無線網絡控制器包括Zigbee模塊。
2.如權利要求1所述的一種基于無線網絡和觸控控制的后沿調制調光開關，其特征在于:所述電容感應觸摸傳感模塊包括設置于PCB板上的感應觸點陣列、張弛振蕩器、電子開關、信號處理器；感應觸點陣列依次經過電子開關、張弛振蕩器與信號處理器相連，信號處理器的控制輸出端分別和調光器、無線網絡控制器相連接。
3.如權利要求1所述的一種基于無線網絡和觸控控制的后沿調制調光開關，其特征在于:所述后沿調光電路包括順次連接的控制器和場效應管。
4.如權利要求1所述的一種基于無線網絡和觸控控制的后沿調制調光開關，其特征在于:所述Zigbee模塊采用CC2530Zigbee控制芯片。
5.如權利要求2所述的一種基于無線網絡和觸控控制的后沿調制調光開關，其特征在于:所述信號處理器為單片機，型號為QTouch。
6.如權利要求1或2所述的一種基于無線網絡和觸控控制的后沿調制調光開關，其特征在于:所述觸摸操作面板上還設置有指示燈。
【文檔編號】H05B37/02GK103607803SQ201310485701
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年10月17日 優先權日:2013年10月17日
【發明者】曾學冬, 孫建寧 申請人:上舜照明（中國）有限公司