一种单火线开关以及双控开关电路的制作方法

本实用新型属于开关领域，尤其涉及一种单火线开关以及双控开关电路。

背景技术：

目前，双控开关在许多场合都会应用到，如：楼道里的两个开关都可以打开或关闭楼道里的同一盏灯，不过，现有的双控方案是采用传统的机械开关来实现的。

随着技术的发展，生活水平的提高，开始慢慢出现以触摸等方式来实现开关功能的单火线开关面板。该种触摸开关具有更智能化，比如定时开关、调节亮度、无线遥控等功能，极大方便了用户使用，同时这种开关采用各种材料作为面板，比如玻璃面板，使得开关显得更时尚美观。因此单火线开关面板是墙壁开关的发展趋势，会越来越受欢迎。

然而采用两个单火线开关面板对一灯进行双控时，只有要连着灯的单火线开关面板才能取电。由于原来的线路已经铺设好，如果不改变原来接线的线路用单火线开关面板实现双控功能的话，那需要解决两个开关面板的供电的问题和它们之间相互通信的问题。

技术实现要素：

本实用新型提供一种单火线开关，旨在解决在不改变墙壁原有布好的电线的前提下，实现双控功能的问题。

本实用新型是这样实现的，一种单火线开关，所述单火线开关包括：

壳体；以及

设于所述壳体内的开关电路，所述开关电路包括：

用于取电以及信号采集与处理的开关模块；

与所述开关模块电性连接的双控电路，所述双控电路包括：

双控信号接口，所述双控信号接口用于供电和信号传输；

电源输出通道，所述电源输出通道具有单向导通功能，可将所述开关模块的电源从所述双控信号接口向外输出；

电源输入通道，所述电源输入通道具有单向导通功能，可将从所述双控信号接口输入的外部电源输入所述开关模块；

信号发送模块，所述信号发送模块用于将所述开关模块的控制信号从所述双控信号接口向外发送；

信号接收模块，所述信号接收模块用于接收并处理从所述双控信号接口输入的控制信号，并将处理后的信号发送至所述开关模块，以控制所述开关模块的工作。

优选的，所述电源输出通道包括：

二极管A和限流单元；

所述二极管A的正极与所述开关模块的电压源Vcc相接；

所述二极管A的负极与所述限流单元的一端相接；

所述限流单元的另一端与所述双控信号接口相接。

优选的，所述电源输入通道包括：

二极管B；

所述二极管B正极与所述双控信号接口相接；

所述二极管B的负极与所述开关模块的电压源Vcc相接。

优选的，所述信号发送模块包括：

三极管；

所述三极管的集电极与所述双控信号接口相接；

所述三极管的发射极接地；

所述三极管的基极与所述开关模块相接，以根据所述开关模块的控制信号控制集电极与发射极的导通/截止。

优选的，所述信号接收模块包括：

信号采样单元，所述信号采样单元用于识别由所述双控信号接口输入的控制信号；

电平转换单元，所述电平转换单元用于将所述双控信号接口输入的控制信号转换为高/低电平，以便所述开关模块识别。

优选的，所述信号采样单元包括：

电阻R4；

所述电阻R4一端与所述双控信号接口相接；

所述电阻R4的另一端接地。

优选的，所述电平转换单元包括：

MOS管，电阻R5以及电压源V1；

所述MOS管的源极与所述电阻R4接地的一端相接；

所述MOS管的栅极与所述电阻R4的另一端相接；

所述MOS管的漏极与所述电阻R5的一端相接，并作为电平输出点与所述开关模块相接；

所述电阻R5的另一端与电压源V1相接。

本实用新型还提供了一种双控开关，所述单火线双控开关包括：

两个如上所述的单火线开关；

两个所述单火线开关的火线接口均接市电的火线；

两个所述线开关的双控信号接口相互连接；

其中一个所述单火线开关的零线接口与负载一端相接，负载的另一端与市电的零线相接。

本实用新型提供的单火线开关，通过设置双控信号接口、电源输出通道、电源输入通道、信号发送模块以及信号接收模块，实现了两个单火线开关电路间的供电以及信号传输，进而使得由包括该单火线开关电路的单火线开关所组成的双控电路，在不改变现有布线的情况下，也能实现对负载的双重控制，给施工人员以及用户带来了极大的便利。

附图说明

图1是本实用新型提供的单火线开关电路的功能模块图；

图2是本实用新型提供的单火线开关电路的电路图；

图3是本实用新型提供的双控开关的接线图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型提供的单火线开关，通过电源输出通道以及电源输入通道使单火线开关经双控信号既能接口向外供电，又能接收外界的供电，通过信号发送模块以及信号接收模块，使单火线开关经双控信号接口既能向外发生控制信号，又能接收外界发送的控制信号。因此，本实用新型提供的单火线开关之间可以经过双控信号接口解决供电以及通信的问题，所以通过本实用新型提供的单火线开关可以在不改变墙壁原有线路的情况下，实现对负载的双重控制。

以下结合具体实施例对本实用新型的具体实现进行详细描述。

如图1所示，在本实用新型提供的实施例中，该单火线开关包括：

壳体；以及

设于壳体内的开关电路，该开关电路包括：

用于取电以及信号采集与处理的开关模块；

与开关模块电性连接的双控电路，该双控电路包括：

双控信号接口，双控信号接口用于供电和信号传输；

电源输出通道，电源输出通道具有单向导通功能，可将开关模块的电源从双控信号接口向外输出；

电源输入通道，电源输入通道具有单向导通功能，可将从双控信号接口输入的外部电源输入至开关模块；

信号发送模块，信号发送模块用于将开关模块的控制信号从双控信号接口向外发送；

信号接收模块，信号接收模块用于接收并处理从双控信号接口输入的控制信号，并将处理后的信号发送至开关模块，以控制开关模块的工作。

在本实施例中，通过电源输出通道以及电源输入通道使单火线开关经双控信号既能接口向外供电，又能接收外界的供电，通过信号发送模块以及信号接收模块，使单火线开关经双控信号接口既能向外发生控制信号，又能接收外界发送的控制信号。因此，在本实施例中，单火线开关之间可以经过双控信号接口实现供电以及通信，可以在不改变原有线路的情况下，实现对负载的双控功能。

可以理解的，在本实用新型提供的实施例中，上述的“外界”使指另一个本实施例所提供的单火线开关，同样的，后文中出现的“外界”也同样指另一个本实施例所提供的单火线开关。本实用新型中所提到的电能传送以及信号传送也是指在两个单火线开关之间的传送。

如图2所示，在本实施例中，开关模块可以看作是一些元器件在电路板上的集成，如，开关模块包括有整流装置以及单片机等，单火线开关向外输出/接收的电源可以直接是经整流电路整流得到的直流电源，也可以是整流得到的直流电经电压转换后的直流电源。

用户指令信号可以是通过触摸单火线开关产生，当然用户指令信号也可以是通过其他方式产生，如红外感应，光电感应等，对应的，单火线开关上应设有相应的信号发生元件，如触摸开关、红外传感器、光电传感器等其中的一种或多种。这些元件的产生的信号经单片机处理后，传送至信号发送模块(即，信号发送模块与单片机的输出端OutDat相接)，以向外界发送信号，信号接收模块与单片机输入端CheckDat相接，以将接收到的信号传输至单片机。

如图2所示，在本实施例中，电源输出通道包括：二极管A和限流单元R1；二极管A的正极与开关模块的电压源Vcc(该电压源可以是单片机的电压源，也可以是其他设于单火线开关内部并能对各元器件进行供电的电压源)相接；二极管A的负极与限流单元R1的一端相接；限流单元R1的另一端与双控信号接口相接。

电源输入通道包括：二极管B；二极管B正极与双控信号接口相接；二极管B的负极与开关模块的电压源Vcc相接。

由上可知，电源输入通道和电源输出通道并联，利用二极管的单向导通特性，来将两个通道隔开，并防止反向供电，即向外供电时，电流只能通过电源输出通道传输，接收外界供电时，只能通过电源输入通道传输。此外，电源输出通道的限流单元R1用来防止电压源短路。

如图2所示，在本实用新型提供的实施例中，信号发送模块包括：三极管Q1；三极管Q1的集电极与双控信号接口相接；三极管Q1的发射极接地(可直接接单片机的GND端)；三极管Q1的基极与开关模块(单片机的输出端OutDat)相接，以根据开关模块的控制信号控制集电极与发射极的导通/截止。在本实施例中使用三极管做开关器件，寿命长、开关速度快且安全可靠，同时价格低，降低了成本。此外，为了使电路更加安全，三极管的基极与开关模块之间还设置了一个限流电阻R2。

当然三极管也可以使用MOS管来代替，本实用新型在此不做过多说明。

在本实施例中，信号接收模块包括：信号采样单元，信号采样单元用于识别由双控信号接口输入的控制信号；电平转换单元，电平转换单元用于将双控信号接口输入的控制信号转换为高/低电平，以便开关模块识别。

具体的，如图2所示，信号采样单元包括电阻R4；电阻R4一端与双控信号接口相接；电阻R4的另一端接地(可直接接单片机的GND端)。即，在本实施例中，控制信号由电阻R4两端的电压来体现。

电平转换单元包括：MOS管，电阻R5以及电压源V1；MOS管的源极与电阻R4接地的一端相接；MOS管的栅极与电阻R4的另一端相接；MOS管的漏极与电阻R5的一端相接，并作为电平输出点与开关模块相接；电阻R5的另一端与电压源V1(该电压源可以为开关模块的电源Vcc，也可以是其他的电压源)相接。当电阻R4的电压大于MOS管的导通电压时，MOS管导通，电平输出点接地，开关模块获取一个低电势；当电阻R4的电压小于MOS管的导通电压时，MOS管不导通所以电平输出点为高电势，此时开关模块获取一个高电平。另外，开关模块的电源Vcc可能选择比较大，所以在本实施例中还设有电阻R3与电阻R4串联组成分压采样电路，这样也可以防止MOS管被击穿损坏，起到保护MOS管的作用。

可以理解的MOS管可以使用三极管替换，本实施例在此不做过多说明。

如图3所示，本实用新型提供了一种双控开关电路，该双控开关电路包括：

两个如上述实施例所述的单火线开关：单火线开关S1和单火线开关S2；

两个单火线开关的火线接口L均接市电的火线，单火线开关S2的火线接口L通过导线db与火线相接；

两个线开关的双控信号接口相互连接，即双控接口A1和双控接口B1相连；

其中一个单火线开关S2的零线接口L1与负载(即，图中的灯具)一端相接，负载的另一端与市电的零线相接。

在本实施例中，单火线开关S2可以取电，市电经单火线开关S2内的开关模块整流后对MCU控制器能器件进行供电，使单火线开关S2可以正常工作，且单火线开关S2通过导线ca对单火线开关S1进行供电，使单火线开关S1也可以正常工作。

当单火线开关S1未接收到用户输入的信号时，其信号发送模块的三极管Q1的基极得到一个低电平，所以三极管Q1不导通，则单火线开关S1的双控接口A1为高电势，所以单火线开关S2的双控接口B1为高电势，进而二者电平转换单元的MOS管Q2和MOS管Q4栅极端均为高电势，则MOS管Q2和MOS管Q4均导通，所以单火线开关S1的电平输出点A2、单火线开关S2电平输出点B2均为低电平，所以两个单火线开关的单片机都得到一个低电平。

当单火线开关S1接收到用户输入的信号时，其信号发送模块的三极管Q1的基极得到一个高电平，所以三极管Q1导通，则单火线开关S2的电压源经限流单元R1B导线ca以及三极管Q1后接地，所以双控接口A1处为低电势，所以双控接口B1为低电势，则MOS管Q2和MOS管Q4的栅极端为低电势(电阻R4A、电阻R4B均被短路)，MOS管Q2和MOS管Q4均不导通，所以单火线开关S1的电平输出点A2、单火线开关S2电平输出点B2均为高电平，所以两个单火线开关的单片机都得到一个高电平。

这样便在不改变原有线路(即，零线、火线，以及连接导线ca和连接导线db)的情况下，解决了两个单火线开关之间的供电以及信号传输问题，可以实现双控功能。

综上所述，通过本实用新型提供的单火线开关，可以在不改变现有线路的情况下，实现两个单火线开关之间的相互通信与供电，进而实现双控功能，不需要额外，添加或更改线路，给用户带来了极大的方便。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。