一种支持无线双向通信的单火开关的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电子开关领域，尤其涉及一种可用于无线双向通信的单火开关。
【背景技术】
[0002]如图1所示，传统电灯的开关电路的一般都是单火线的，即开关处只有火线入和火线出，没有零线，这种开关一般只适合装机械开关。机械开关的好处在于简单，缺点却十分明显，就是相比电子开关，机械开关的功能单一，例如，电子开关可以实现电容式触摸开关，还可以实现RF无线遥控开关或红外遥控开关，并且有了当开关电路有了遥控功能之后，还可以轻松实现开关电路之间的联动。
[0003]电子开关相比于机械开关，其功能强大，但需要用到一个单火取电的技术。当前，单火取电电路有很多种，有些效率高一些，有些效率低一些。但是即使是效率高的单火取电电路，都还是存在取电功率不足的问题。这是因为，在现今LED灯为主流的年代，电灯的功率往往只有5W或3W，甚至有的只有1W。对一个只有3W的LED灯进行单火取电，即使效率很高的单火取电电路，也只能取到几毫安的电流。这区区几毫安电流，仅仅足够供应单片机工作、无线接收电路和继电器(或可控硅)工作，而无法供应发送电流需要在4mA以上的无线发送电路工作。
[0004]因为单火取电功率不足的原因，当前市面上的支持无线通信的单火开关都是只有无线接收功能的单向开关，而做不到无线双向通信，即做不到同时无线接收和无线发送。
[0005]只能无线接收的单火开关，用作普通的灯光遥控和联动是没有问题的，但是用在智能家居系统中，则有很大的问题。智能家居系统一般都具备智能机对家里的电灯进行遥控的功能。其一般的实现过程是，智能机通过WIFI网络等发送指令到中控主机，中控主机再发送无线指令给单火开关，实现手机遥控。但是，因为无线单火开关因为不提供无线发送，因而，智能机就无法获得单火开关的状态，这使智能家居系统受到了很大的限制。
[0006]为了解决这个问题，有的智能家居厂家不得不增加监控摄像头来监控灯的状态，而更多的厂家却不得不放弃无线单火开关，改为无线零火开关，即增加一条零线，以解决单火供电不足的问题。增加监控摄像头来监控灯的状态的做法，无疑是很无奈的做法；而把单火开关改为零火开关，不仅舍弃了单火开关结构简单方便等好处，还增加了大量的布线成本。
【实用新型内容】
[0007]本实用新型的目的是为了解决上述问题而提出一种支持无线双向通信的单火开关；该支持无线双向通信的单火开关解决了传统无线单火开关因单火取电电路取电功率不足而导致不支持双向通信的问题，实现了在无线单火开关上可以进行无线接收与发送的功倉泛。
[0008]本实用新型的技术方案如下:
[0009]本实用新型为一种支持无线双向通信的单火开关，包括过零检测电路、可控硅开关电路、降压稳压电路、单片机和无线接收电路，进一步地，还包括关态供电电路、开态供电电路、无线发送电路、可充电电池和充电电路；
[0010]所述关态供电电路，其取电输入端与火线L相连，输出端与降压稳压电路的输入端相连；
[0011]所述开态供电电路，其取电输入端与火线L相连，输出端与降压稳压电路的输入端相连；
[0012]所述降压稳压电路，将关态供电电路和开态供电电路从火线L中取得的电进行降压稳压处理后供给单片机和无线接收电路，降压稳压电路的输出端与单片机的电源输入端和无线接收电路的电源输入端相连；
[0013]所述过零检测电路，其输入端与火线L相连，输出端与单片机的第一 1端口相连；
[0014]所述单片机的第二 1端口与无线接收电路的信号输出端相连，单片机的第三1端口与无线发送电路的信号输入端相连；单片机的第四1端口与可控硅开关电路的信号输入端、开态供电电路的信号输入端相连，单片机根据根据过零检测电路检测到的信号，通过第四1端口输出一个开关信号到可控硅开关电路的信号输入端和开态供电电路的信号输入端，来决定可控硅开关电路的开闭以及开态供电电路是否取电；
[0015]所述无线发送电路，由可充电电池供电，其电源输入端与可充电电池的输出端相连；
[0016]所述可充电电池，由充电电路对其进行充电，其输入端与充电电路的输出端相连；
[0017]所述充电电路，其输入端与关态供电电路、开态供电电路的输出端相连；充电电路包括二极管D10，其中二级管DlO的阳极为充电电路的输入端；在充电电路中，二极管DlO的阴极与电阻R12的一端相连，电阻R12的另一端连接有两条支路，一条支路为接地电容C13，另一条支路为接地稳压二极管D12，其中，稳压二极管D12的阳极接地；充电电路还包括一个由稳压二极管Dll和电阻R13组成的串联电路，此串联电路并接在电阻R12两端，其中稳压二极管Dll的阴极与二极管DlO的阴极相接；稳压二极管D12的两端为充电电路的输出端，可充电电池的正极与稳压二极管D12的阴极相连，可充电电池的负极与稳压二极管D12的阳极相连。
[0018]进一步地，所述可控硅开关电路的电源输入端与火线L相连，输出端与负载的一端相连，负载的另一端与零线N相连。
[0019]较优地，本实用新型还包括一个用于隔离可控硅开关电路开闭时产生的高次谐波信号以避免干扰电网的安全电路；所述安全电路由电感L1、电容Cl和保险丝STl组成，其输入端与火线L相连，火线L经过一个由电感LI和电容Cl组成的并联电路后，与保险丝STl的一端相连,保险丝STl另一端为安全电路的输出端,其与可控娃开关电路的电源输入端相连，可控硅开关电路的输出端与负载的一端相连，负载的另一端与零线N相连。
[0020]较优地，可充电电池为小功率的可充3.6V的锂电池。
[0021]较优地，所述无线接收电路、无线发送电路与外界通信方式为射频通信、蓝牙通信或ZIGBEE通信。
[0022]本实用新型的有益效果:
[0023]1、通过可充电电池单独给无线发送电路供电，解决了传统单火取电电路取电功率不足而导致无法给无线发送电路供电的问题，实现了无线单火开关的双向通信；
[0024]2、可充电电池单独给无线发送电路供电的方式，供电充足且稳定，使无线发送电路发送的信号强和稳定，易于外界接收；
[0025]3、将关态供电电路和开态供电电路的输出端与充电电路相连，进而对可充电电池进行充电，电路结构简单，且使本实用新型十分方便，不用不停地更换电池。
【附图说明】
[0026]图1为传统的单火开关电路；
[0027]图2为本实用新型的原理框图；
[0028]图3为充电电路的原理图；
[0029]图4为安全电路的原理图；
[0030]图5为关态供电电路和过零检测电路的原理图；
[0031]图6为开态供电电路和可控硅开关电路的原理图；
[0032]图7为降压稳压电路的原理图；
[0033]图8为无线接收电路的接线图；
[0034]图9为单片机的接线图。
【具体实施方式】
[0035]为了更好的说明本实用新型，现结合实施例与附图作进一步说明。
[0036]本实用新型为一种支持无线双向通信的单火开关。
[0037]如图1所示，本实用新型包括过零检测电路3、可控硅开关电路4、降压稳压电路5、单片机6和无线接收电路7，进一步地，还包括关态供电电路1、开态供电电路2、无线发送电路8、可充电电池9和充电电路10 ；
[0038]关态供电电路1，用于在本单火开关关闭期间从火线L中取电，其取电输入端与火线L相连，输出端与降压稳压电路5的输入端相连。
[0039]开态供电电路2，用于在本单火开关开启期间从火线L中取电，其取电输入端与火线L相连，输出端与降压稳压电路5的输入端相连。
[0040]降压稳压电路5，将关态供电电路I和开态供电电路2从火线L中取得的电进行降压稳压处理后供给单片机6和无线接收电路7，降压稳压电路5的输出端与单片机6的电源输入端和无线接收电路7的电源输入端相连。
[0041]过零检测电路3，其输入端与火线L相连，输出端与单片机6的第一 1端口相连。
[0042]单片机6的第二 1端口与无线接收电路7的信号输出端相连，单片机6的第三1端口与无线发送电路8的信号输入端相连；单片机6的第四1端口与可控硅开关电路4的信号输入端、开态供电电路2的信号输入端相连；单片机6根据根据过零检测电路3检测到的信号ZERO,通过第四1端口输出一个开关信号SW到可控娃开关电路4的信号输入端和开态供电电路2的信号输入端，来决定可控硅开关电路4的开闭和开态供电电路2的是否取电。
[0043]无线发送电路8，由可充电电池9供电，其电源输入端与可充电电池9的输出端相连。
[0044]可充电电池9，由充电电路10进其进行充电，其输入端与充电电路10的输出端相连。
[0045]充电电路10，其输入端与关态供电电路1、开态供电电路2的输出端相连。
[0046]如图3所示，为实现充电电路10的一个电路原理图。应当理解，充电电路10有多种实现方式，此处的电路原理图仅为实现其的一个较优的电路原理图。充电电路10包括二极管D10，其中二级管DlO的阳极为充电电路10的输入端；在充电电路10中，二极管DlO的阴极与电阻R12的一端相连，电阻R12的另一端连接有两条支路，一条支路为接地电容C13，另一条支路为接地稳压二极管D12，其中，稳压二极管D12的阳极接地；充电电路10还包括一个由稳压二极管Dll和电阻R13组成的串联电路，此串联电路并接在电阻R12两端，其中稳压二极管Dll的阴极与二极管DlO的阴极相接；稳压二极管D12的两端为充电电路10的输出端，可充电电池9的正极与稳压二极管D12的阴极相连，可充电电池9的负极与稳压二极管D12的阳极相连。图3中，地线参考为火线L。图3中Ml为无线发送电路8的模块图。
[0047]无线发送电路7和无线发送电路8用于本实用新型来进行双向无线通信，关态供电电路I和开态供电电路2进行单火取电，取得的电通过降压稳压电路5进行降压稳压处理后供给单片机6和无线接收电路7 ;而可充电电池9则单独供给无线发送电路8，以保证其正常工作。
[0048]可控硅开关电路4，用于开闭负载，其电源输入端与火线L相连，输出端与负载的一端相连，负载的另一端与零线N相连。
[0049]较优地，为了隔离