一种智能无线控制器的制作方法

本实用新型涉及一种智能无线控制器，特别涉及智能照明和智能家居等智能化应用领域，具体给出智能无线控制器设计结构。

背景技术：

随着无线通信技术的不断发展和智能照明应用需求的不断增加，无线技术正在智能照明领域不断深入拓展，无线控制技术具有安装方便快捷、扩展性强、易于大范围联网控制以及和因特网连接等特点，相比传统的有线控制方式更有优势，未来将能替代传统的有线方式进行灯控控制。

目前业界有一些家居无线遥控装置，通过红外或者简单的无线遥控器遥控墙上的开关控制灯亮灭，然而目前这类遥控设备基本上只能实现点对点或者点对多点遥控功能，难以实现全宅的智能化联网照明需求，从而在实际应用和推广时候综合优势不突出。

本实用新型提出的方案，是一个比较新颖的智能无线控制器，不同于已有的遥控控制器，能够实现每个无线控制器之间的智能无线组网，将全宅几十甚至数百的灯光和电器通过无线组网连接在一起，从而实现全开全关，一对多，多对一等多种方式的控制，同时可以借助网关实现Internet远程室内的任何灯光，极大程度低推进智能化全宅控制的水平。

技术实现要素：

一种智能无线控制器，包括非隔离交流-直流转换单元、直流稳压单元、2.4G无线模块、继电器控制执行单元，程序烧写接口和状态指示器；其中的非隔离交流-直流转换单元将交流220V市电转换成5V直流电源给继电器控制执行单元供电，并通过直流稳压单元进一步将电压转换成3.3V给2.4G无线模块供电；2.4G无线模块集成微处理器和无线单元，接收和发送无线信号并通过微处理器端口输出高低电平驱动继电器和执行单元；继电器和执行单元实现两种功率继电器的兼容设计，根据微处理器端口状态执行通断操作；程序烧写接口连接到无线模块的5个引脚上实现软件程序下载和更新功能；状态指示器由LED灯和电阻组成，连接到微处理器的输出端口用于指示运行过程中的设备状态。

进一步地，所述的非隔离交流-直流转换单元，采用螺丝和卡扣兼容的接线端子作为输入端口，采用压敏电阻和碳膜电阻作为输入过压和过流的保护电路，非隔离AC-DC电源芯片方案实现220V交流到5V直流的转换，并提供5V和0.2A的直流输出。

进一步地，所述的直流稳压单元是通过线性稳压芯片实现5V到3.3V直流的转换，其中5V输入端串联一个磁珠并联一个滤波电容后和线性稳压芯片的输入端连接，线性稳压的3.3V输出端连接滤波和去耦电容；3.3V输出端周围采用大面积接地的方式减小外部干扰。

进一步地，所述的2.4G无线模块设计在长方形的PCB板上，其中间距为1.27mm的沉金半孔引出信号线并分布在模块PCB板的三个侧边，天线采用PCB倒F天线并部署在模块PCB板的第四个侧边；无线模块采用贴片方式和底部PCB板连接并排列在底部PCB板的右侧边，其中的3.3V电源引脚和地引脚分别和所述直流稳压单元的3.3V输出端和地连接，其中一个GPIO口作为输出端连接到继电器控制执行单元的输入端。

进一步地，所述的继电器控制执行单元，是通过一个NMOS场效应管的栅极连接2.4G无线模块的GPIO口输出端，并在场效应管的栅极和源极连接电阻并接地；继电器控制支持额定电流为10A和16A两种继电器的通断，并在PCB底板上设计兼容的封装形式，继电器的线圈两端反向并联二极管作为基本的保护，继电器两个控制触点并联一个压敏电阻进行触点保护；经过继电器控制后的220V输出部分，连接到采用螺丝和卡座兼容设计的端口上。

进一步地，所述的程序烧写接口包括VCC、GND、DC、DD、RESET共5根信号线，在PCB底板上设计间距为2mm的5个过孔，依次排列并和5根信号线对应连接，烧写口布局在PCB底板的底层，通过测试工装套件连接5个烧写孔进行程序烧写。

进一步地，所述的状态指示器采用0603封装的贴片LED，其中的正极连接到3.3V直流电源的正极，负极串联限流电阻后连接到无线模块的一个GPIO输出端口上，并布局在PCB底板的输出端口处。

附图说明

图1是本实用新型的一种智能无线控制器总体框架图。

图2是本实用新型的非隔离交流-直流转换单元结构图。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施实例对本技术方案进行进一步说明。

如图1所示，整个智能无线控制器，包括非隔离交流-直流转换单元、直流稳压单元、2.4G无线模块、继电器控制执行单元，程序烧写接口和状态指示器。220V交流输入通过间距为5mm的2脚接线端子和智能无线控制器连接，其中这个2脚接线端子，兼容螺丝接线柱和卡扣接线柱，以适应两种现场安装需求。输出端子也是采用间距为5mm的2脚接线端子，并兼容螺丝接线柱和卡扣接线柱，用于连接外部的灯光或电器负载设备。

非隔离交流-直流转换单元的输入端串联22欧姆2瓦的碳膜电阻，用于过流保护作用，然后并联一个10K471K的压敏电阻，用于吸收电网尖峰脉冲干扰，对整个系统起到保护作用，然后经过一个1N4007二极管，再连接一个由2.2uF、2mH和2.2uF三个器件构成π型滤波电路，对输入进行平滑滤波，进一步连接电源芯片的高压mos管漏极引脚，通过电源芯片的反馈控制和工字电感的并联，输出5V的直流电压，并通过ES1J二极管进行整流，并通过220uF的电容进行滤波和并联1k电阻，提供稳定的5V非隔离直流电源，如图2所示。

非隔离5V直流电源输出，一方面提供给5V继电器HF46F的线圈供电，另外一方面通过直流稳压单元将5V直流电转换成3.3V直流输出。其中5V直流电源串联一个磁珠后连接到LDO芯片XC6206的输入端，XC6206的输入端并联10uF和100nF两个电容进行滤波和去耦后，输出稳定的3.3V直流电源，这个3.3V直流电的VCC和地信号进一步连接到无线模块的VCC引脚和GND引脚，给无线模块提供稳定电源。

2.4G无线模块采用TI公司的CC2530作为主控处理器，该处理器为SoC芯片，集成了51内核单片机和IEEE 802.15.4标准的无线收发器，采用间距为1.27mm的半孔设计，并通过贴片方式固定在PCB底板上，其中的 VCC、GND、DC、DD和RESET信号引脚，逐一连接到PCB底板的烧写孔上。所述的烧写孔为设计在PCB底板上的间距为2mm，直径为0.8mm的5个过孔，从而可以通过TI的仿真器进行后期的程序更新。底板上设计0603封装的红色贴片LED，通过串联470欧姆电阻后和无线模块的P1_6端口连接，当无线模块的单片机将P1_6设置为输出时候，可以驱动LED灯进行状态指示。

无线模块的P1_0输出引脚连接56欧姆的电阻后接到IR的NMOS管的基极，NMOS管的漏极连接宏发公司的HF32F型号继电器的2脚，继电器的1脚连接到5V电源正极，并在1脚和2脚之间并联1N4007二极管。继电器的输出引脚3和引脚4之间并联压敏电阻消除干扰，从而可以通过无线模块的P1_0输出高低电平控制HF32F继电器的通断操作。