一种物联网开关的制作方法

1.本实用新型涉及无线控制的电气设备技术领域，特别是一种物联网开关。


背景技术：

2.电源开关是一种使用非常普遍的电气设备，主要控制用电设备电源开闭。现有的电源开关一般是手动方式实现为用电设备的供电或停止供电。随着物联网技术的进步，基于手机应用经wifi模组控制电源开关输出或停止输出电源（简称物联网电源开关）的技术得到了长足发展。
3.虽然现有的物联网电源开关给人们带来了便利，但是受到结构限制或多或少还存在一些问题。具体体现如下，（1）：使用者经手机控制物联网电源开关输出电源时，由于其主控电路输出的高电平信号是经npn三极管放大直接驱动继电器的开闭（继电器闭合负载端用电设备得电、继电器失电负载端失电），这样，主控电路和负载端没有电气隔离，电路可靠性会受到影响，且极端情况下（比如负载端短路）有几率会导致主控电路端的损坏，给使用者带来不必要的损失。（2）：现有的物联网电源开关没有下载电路，内部的控制程序是固定的，只能控制负载端工作在特定的工作模式（不能更改主控电路控制负载的工作方式，比如说使用者根据需要、每次需要控制负载端家中加湿或空气净化设备只工作一段时间），因此会给使用者带来一定不便。实际上，相关控制模块经usb插口通过电脑等下载控制程序，已经是一项极为成熟的技术（比如手机经usb插口插入电脑usb插座下载程序），因此，基于上述，提供一种能更为安全有效控制负载端用电，且能基于现有成熟的下载技术，使用者能根据需要、下载更换控制负载端工作方式的物联网电源开关显得尤为必要。


技术实现要素：

4.为了克服现有的物联网电源开关由于结构所限，主控电路和负载端没有电气隔离，电路可靠性相对不佳，极端情况下有几率会导致主控电路端损坏，给使用者带来不必要损失的缺点，以及因为不具有下载电路，使用者不能根据需要经现有成熟的下载技术更改负载端控制方式的弊端，本实用新型提供了主控电路输出的控制高电平信号经光耦结合三极管等隔离驱动方式、控制负载端的工作，整体电路可靠性更好，且减少了因为负载端出现问题导致主控电路损坏的几率，并基于现有成熟的下载技术，为主控电路增加了下载控制方式指令的功能，从而使用者能根据需要下载相应控制指令、控制用电负载端工作方式的一种物联网开关。
5.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
6.一种物联网开关，包括开关电源、主控电路、下载电路、usb插口、电源开关本体，其特征在于还具有驱动电路，开关电源、主控电路、下载电路、驱动电路、usb插口安装在电源开关本体的壳体内；所述开关电源的电源输出端和主控电路、下载电路、驱动电路、usb插口的电源输入端电性连接；所述主控电路的信号输出端和驱动电路的信号输入端电性连接，驱动电路的控制电源输出端和电源开关本体的电源输入两端分别电性连接；所述usb插口
的数据交互端和下载电路的信号交互端电性连接，下载电路的信号输出输入端口和主控电路的信号输出输入端口电性连接。
7.进一步地，所述开关电源具有两个电源输入端、两路电源输出端
8.进一步地，所述主控电路包括电性连接的wifi模块、电阻、电容、电源开关，wifi模块的rst端口和第一只电阻一端、第一只电容一端连接，第一只电阻另一端和第二只电容一端、wifi模块的vdd端口、第二只电阻一端、第四只电阻一端、第五只电阻一端连接，第一只电容另一端和第二只电容另一端、wifi模块的gnd端口、第三只电阻一端、第三只电容一端、电源开关一端连接，第二只电阻另一端和wifi模块的rx0端口连接，第三只电阻另一端和wifi模块的gp15端口连接，第四只电阻另一端和第三只电容另一端、wifi模块的en端口连接，电源开关另一端和第五只电阻另一端、wifi模块的gp2端口连接；电源开关是常开触点电源开关。
9.进一步地，所述下载电路包括电性连接的npn三极管、电容、电阻、总线转串口集成电路、晶振，usb总线转串口集成电路的vcc端口和第一只电容一端连接，usb总线转串口集成电路u6的xi端口、xo端口分别和晶振两端、第二只电容一端及第三只电容一端连接，第二只电容另一端、第三只电容另一端和usb总线转串口集成电路u6的gnd端口、第一只电容另一端连接，usb总线转串口集成电路的rts端口和第一只电阻一端、第二只npn三极管发射极连接，usb总线转串口集成电路的dtr端口和第二只电阻一端、第一只npn三极管发射极连接，第一只电阻另一端、第二只电阻另一端和第一只npn三极管基极、第三只npn三极管基极分别连接。
10.进一步地，所述驱动电路包括电性连接的继电器、二极管、npn三极管、电阻、光耦，第一只电阻一端和光耦内藏的光电二极管负极连接，第一只电阻另一端和第二只电阻一端、npn三极管发射极连接，光耦内藏的光电三极管发射极和第三只电阻一端连接，第三只电阻另一端和第二只电阻另一端、npn三极管基极连接，npn三极管集电极和二极管正极、继电器负极电源输入端连接，光耦内藏的光电三极管集电极和二极管负极、继电器正极电源输入端连接。
11.本实用新型有益效果是：本新型其他使用过程及工作原理和现有的物联网电源开关完全一致。本新型中，主控电路在手机等控制下输出高电平时，高电平信号会进入光耦的信号输入端，光耦的输出端再控制继电器的得电吸合或失电，由于光耦的信号输入端和输出端完全实现了物理隔离，这样实现了隔离驱动方式控制负载端的工作，整体电路的工作可靠性更好，且减少了因为负载端出现问题导致主控电路损坏的几率；本新型基于现有成熟的下载技术，使用者后续可根据具体需要、经下载电路通过pc机等下载相应控制指令、进而实现控制用电负载端工作方式的改变，达到了更为人性化的个人需求，基于上述，本新型具有好的应用前景。
附图说明
12.以下结合附图和实施例将本实用新型做进一步说明。
13.图1、2、3是本实用新型电路图。
14.图4是本实用新型结构示意图
具体实施方式
15.图1、2、3、4中所示，一种物联网开关，包括开关电源u1、主控电路1、下载电路2、usb插口3、电源开关本体5，还具有驱动电路4，开关电源u1、主控电路1、下载电路2、usb插口3、驱动电路4安装在电源开关本体5壳体内的电路板上。
16.图1、2、3、4中所示，开关电源u1是交流220v转直流的开关电源模块成品、输出功率10w，其具有两个电源输入端1及2脚、两路电源输出端3及4脚和5及6脚，电源输入端输入电压是交流220v，第一路电源输出端3及4脚输出直流3.3v电源，第二路电源输出端5及6脚输出直流5v电源。主控电路包括经电路布线连接的型号esp8285 的wifi模块u5，电阻r4、r6、r7、r9、r10，电容c6、c7、c9，电源开关k1；wifi模块的rst端口1脚和第一只电阻r4一端、第一只电容c6一端连接，第一只电阻r4另一端和第二只电容c7一端、wifi模块u5的vdd端口17脚、第二只电阻r6一端、第四只电阻r9一端、第五只电阻r10一端连接，第一只电容c6另一端和第二只电容c7另一端、wifi模块u6的gnd端口18脚、第三只电阻r7一端、第三只电容c9一端、电源开关k1一端连接，第二只电阻r6另一端和wifi模块u5的rx0端口15脚连接，第三只电阻r7另一端和wifi模块u6的gp15端口13脚连接，第四只电阻r9另一端和第三只电容c9另一端、wifi模块u6的en端口10脚连接，电源开关k1另一端和第五只电阻r10另一端、wifi模块u6的gp2端口12脚连接；电源开关k1是点动按钮式常开电源开关，其按键位于元件盒前上端中部外。下载电路包括经电路板布线连接的npn三极管q2、q3，电容c8、c10、c11，电阻r5、r8，型号gh340g的usb总线转串口集成电路u6，晶振t1；usb总线转串口集成电路u6的vcc端口16脚和第一只电容c8一端连接，usb总线转串口集成电路u6的xi端口7脚、xo端口8脚分别和晶振t1两端、第二只电容c10一端及第三只电容c11一端连接，第二只电容c10另一端、第三只电容c11另一端和usb总线转串口集成电路u6的gnd端口1脚、第一只电容c8另一端连接，usb总线转串口集成电路u6的rts端口14脚和第一只电阻r8一端、第二只npn三极管q2发射极连接，usb总线转串口集成电路u6的dtr端口13脚和第二只电阻r5一端、第一只npn三极管q3发射极连接，第一只电阻r8另一端、第二只电阻r5另一端和第一只npn三极管q3基极、第三只npn三极管q2基极分别连接。
17.图1、2、3、4所示，驱动电路包括经电路板布线连接的继电器jk，二极管d1，npn三极管q1，电阻r1、r2、r3，光耦u3；第一只电阻r1一端和光耦u3内藏的光电二极管负极连接，第一只电阻r1另一端和第二只电阻r3一端、npn三极管q1发射极连接，光耦u3内藏的光电三极管发射极和第三只电阻r2一端连接，第三只电阻r2另一端和第二只电阻r2另一端、npn三极管q1基极连接，npn三极管q1集电极和二极管d1正极、继电器jk负极电源输入端连接，光耦u3内藏的光电三极管集电极和二极管d1负极、继电器jk正极电源输入端连接。
18.图1、2、3、4所示，开关电源u1的电源输入端1及2脚和交流220v电源经电源线分别连接，开关电源u1的第一路电源输出端3及4脚和主控电路的电源输入端电阻r4另一端及电容c6负极、下载电路的电源输入端电容c8两端分别经导线连接，开关电源u1的第二路电源输出端5及6脚和驱动电路的电源输入端二极管vd负极及npn三极管q1发射极、usb插口电源输入端1及4脚分别经导线连接。主控电路的高电平信号输出端5脚和驱动电路的信号输入端光耦u5内藏的光电二极管正极经导线连接，驱动电路的继电器jk控制电源输入端和开关电源u1的电源输入一端1脚经导线连接，驱动电路的控制电源输出端继电器jk的常开出触点端、开关电源u1的另一电源输入端2脚和电源开关本体xl（5）的电源输入两端分别经导线
连接。usb插口的数据交互端2、3脚和下载电路的信号交互端usb总线转串口集成电路u6的5及6脚分别经导线连接，下载电路的信号输出输入端口npn三极管q2及q3的集电极和主控电路的信号输出输入端口1脚及11脚分别经导线连接。
19.图1、2、3、4所示，220v交流电源进入稳压电源u1的电源输入端后，稳压电源u1在其内部电路作用下3及4脚会输出3.3v直流电源进入主控电路、下载电路的电源输入端，开关电源u1的5及6脚会输出5v直流电源进入驱动电路、usb插口的电源输入端，于是上述电路处于得电工作状态。本新型其他使用过程及工作原理和现有的物联网电源开关完全一致（用电负载端的电源线和电源开关本体xl的两根输出导线分别连接，使用者经手机等应用发出控制信号，控制电源开关本体xl输出或停止输出电源到用电负载端）。本新型中，主控电路在手机等控制下、当手机发出电源开关本体xl输出电源信号时，wifi模块u5其5脚会输出高电平进入光耦u3的内藏光电二极管正极、其得电发光，进而光耦u3内藏的光电三极管导通发射极输出高电平经电阻r2降压进入npn三极管q1的基极，npn三极管q1导通集电极输出低电平进入继电器jk的负极电源输入端，进而继电器jk得电吸合其控制电源输入端和常开触点端闭合，继之，用电负载得电工作（电阻r1降压限流作用、电阻r3分压作用）。当手机发出电源开关本体xl停止电源信号时，wifi模块u5其5脚输出低电平进入光耦u5的内藏光电二极管，于是其失电不再发光，进而npn三极管q1截止、继电器jk失电不再吸合其控制电源输入端和常开触点端开路，那么用电负载端也就会失电不再工作。通过上述，由于光耦的信号输入端和输出端完全实现了物理隔离，这样实现了隔离驱动方式控制负载端的工作，电路工作的可靠性更好，且减少了因为负载端出现问题导致主控电路损坏的几率。电路中，二极管vd作为续流二极管并联在继电器jk电源输入两端，当流过继电器线圈中的电流消失时，线圈产生的感应电动势通过二极管vd圈构成的回路做功而消耗掉，从而保护了电路中的其它元件的安全；电容c7起到滤波作用；电容c6及电阻r4，电容r9及电容c9主要起到减小高频信号的阻抗，提高电路响应速度的作用；电阻r10、r6起到上拉电阻作用，电阻r7起到下拉电阻作用，主要避免电路中电压的“悬浮”,造成电路的不稳定。
20.图1、2、3、4所示，本新型基于现有成熟的下载技术，使用者后续可根据具体需要经下载电路通过pc机等下载相应控制指令、进而实现控制用电负载端工作方式的改变，达到了更人性化的个人需求。下载时，使用者将usb插线两端分别插入pc机及本新型的usb插口3内，然后按下电源开关k1,低电平信号进入wifi模块u5的11脚、且低电平和npn三极管q3的集电极连通（下载完后关闭电源开关k1，wifi模块u5退出下载模式）。下载中，首先，pc等的应用控制总线转串口集成电路u6的13脚输出高电平，然后14脚置高输出低电平，进而npn三极管q3导通集电极输出低电平进入wifi模块u5的11脚， wifi模块u5的io0端口11脚电位被拉高，实现了设置io0端口为逻辑1信号，同时npn三极管q2也会导通集电极输出低电平进入wifi模块u5的的复位引脚1脚，wifi模块u5的的复位引脚1脚电位被拉低，实现了整体的复位。延时100ms左右时间，pc机等内的应用控制总线转串口集成电路u6的引脚13输出低电平，14脚继续保持输出低电平，此时wifi模组的复位引脚1，由于npn三极管q2不再导通，变为高电平， wifi模块u5结束复位，但是wifi模块u5的io0端口11脚还是维持为逻辑1信号，从而进入下载模式，接着pc内的应用就可以开始连接wifi模块u5，为wifi模块u5下载相应控制指令；整个操作过程不需要认为干预，从而实现了一键下载功能。电路中，电容c10、c11及晶振t1主要起到为总线转串口集成电路u6提供时钟信号作用；电阻r5、r8起到降压限流
作用；电容c8主要起到滤波作用。
21.图1、2、3、4所示，需要说明的是，本新型采用的下载电路组成及工作过程是现有极为成熟的技术，本实施例只是将现有成熟技术应用于基于wifi信号控制开闭的电源开关本体使用（现有相近产品不具有下载功能），相当于丰富了产品功能，并未对下载电路自身及wifi信号控制电源开关本体的应用软件进行保护，进一步说，下载电路及其wifi信号的控制应用软件不是本新型的保护客体，本新型保护的核心技术点、是光耦隔离控制用电设备的工作方式，以及结合现有成熟的技术，方便wifi模块u5下载应用软件。本新型的元件型号在图中已经标注，因此本文不再做赘述。
22.以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征及本实用新型的优点，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。
23.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。