专利名称：一种单线制遥控墙壁开关系统的接收控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种单线制遥控墙壁开关系统的接收控制器。
背景技术：
现有的单线制遥控墙壁开关系统一般包括一个遥控发射器和一个接收控制器，接 收控制器连接有多路负载电路，发射器通过发射遥控指令给接收控制器，进而对多路负载 电路进行遥控开启或关闭。 但是，现有的接收控制器大多采用可控硅，发热严重，输出功率小；这种接收控制 器可以对阻性负载进行有效控制，但是对感性负载，如节能灯/日光灯等在关掉后，会出现 间断的闪烁现象，对/卤素灯/高压钠灯等则不能使用；并且由于传统的单线制遥控墙壁开 关系统在布线只有火线，没有零线，现有的单线制遥控墙壁开关系统的接收控制器在直流 电的取得上一般有两种方式 第一种方式为在可控硅的输入与输出端利用导通压降或断开压降，降压整流得
到，由于可控硅导通与断开时的两种交流电压差距达200多伏，受高电压冲击使得直流电
路极不稳定，易损坏，提供的直流功率也低，同时对电网易产生EMI干扰； 第二种方式为采用大功率电阻与MOS管串联取压，然后进行整流处理得到直流
电压；这种电路中电阻与MOS管在电路断开时，发热严重，不能长时间使用。所以接收控制
器给负载的供电也是不稳定的电源。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种不采用可控硅的 单线制遥控墙壁开关系统的接收控制器。
本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为该单线制遥控墙壁开关系统
的接收控制器，其特征在于包括单片机控制器、射频模块、天线模块、供电模块，其中天线 模块与射频模块相连，射频模块与单片机控制器相连，供电模块与单片机控制器相连。 较好的，所述供电模块包括第一磁保持继电器、第二磁保持继电器、第一电阻、第 二电阻、第三电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第一二极管、第二二极管、稳压二极管、 三态稳压器、锂电池和保险丝，其中第一磁保持继电器的线圈两端与所述单片机控制器的 第一控制端和第二控制端相连，市电的火线进线端连接第一磁保持继电器的触点后与保险 丝的第一端相连，保险丝的第二端与市电的火线出线端连接；第二磁保持继电器的线圈两 端与所述单片机控制器的第三控制端和第四控制端相连，保险丝的第一端连接第二磁保持 继电器的触点后与三态稳压器的输入端相连；三态稳压器的输出端与第二二极管的正极相 连，第二二极管的负极与锂电池的正极相连，锂电池的负极接地；三态稳压器的接地端接 地；第二电容的正极与三态稳压器的输入端相连，第二电容的负极接地；第三电容的正极
与三态稳压器的输出端相连，第三电容的负极接地；第一电阻的第一端与市电的火线相连， 第一电阻的第二端与第一电容的第一端相连，第一电容的第二端与第一二极管的负极相连，第一二极管的正极接地；第二电阻的两端连接在第一电容的两端；稳压二极管的正极 与第一二极管的负极相连，稳压二极管的负极与三态稳压器的输入端相连；锂电池的正极 连接第三电阻后与所述单片机控制器的第五控制端相连。 其中，第一电阻、第二电阻、第一电容组成交流阻容降压电路，将市电中220V的交 流电压降为低压交流，第二磁保持继电器则为阻容电路提供了交流回路。第一二极管和稳 压二极管将降压后的交流进行全波整流，并稳压为6. 2V的脉动直流电，第二电容对脉动直 流进行滤波，输出稳定的直流电；三态稳压器对6. 2V的直流进行精密稳压，输出5V直流，第 三电容对5V直流进行滤波，第二二极管对5V电压降压0. 6V，然后对锂电池进行充电。 作为改进，所述单片机控制器采用型号为HT46R46的8bit单片机控制器；该型号 为HT46R46的单片机控制器的第1、2引脚为第一控制端和第二控制端；该型号为HT46R46 的单片机控制器的第4、5引脚为第三控制端和第四控制端；该型号为HT46R46的单片机控 制器的第5引脚为第五控制端。 再改进，所述射频模块采用型号为NRF24L01的射频芯片，该射频芯片的1、2、3、4、 5、6脚则与所述单片机控制器相连，其中单片机控制器通过该射频芯片的1、2、3、4、5进行 对射频芯片进行数据读写指令控制，而该射频芯片的6脚则在射频芯片接收到外部发射的 有效信号时，对单片机控制器发出唤醒信号，将单片机控制器从睡眠状态拉回到工作状态。 再改进，所述天线模块包括第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第一电感、 第二电感、第三电感和天线，其中第一电感的第一端与所述射频芯片的13脚相连，第一电 感的第二端与第六电容的第一端相连，第六电容的第二端与天线相连；第七电容的第一端 也与天线相连，第七电容的第二端接地；第二电感的第一端也与所述射频芯片的13脚相 连，第二电感的第二端与所述射频芯片的12脚相连；第三电感的第一端与所述射频芯片的 12脚相连，第三电感的第二端与所述射频芯片的ll脚相连；第四电容的第一端与所述射频 芯片的11脚相连，第四电容的第二端接地；第五电容的第一端与所述射频芯片的11脚相 连，第五电容的第二端接地。 与现有技术相比，本实用新型的优点在于能适应大多数负载，节能灯/日光灯/ 卤素灯/高压钠灯等都能有效工作，在OFF状态也没有闪烁现象；接收器可控制的最大负载 达到3600W ;而直流电路也没有发热器件，工作性能稳定。
图1为本实用新型实施例的电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。 如图1所示的单线制遥控墙壁开关系统的接收控制器，其包括单片机控制器1、射 频模块2、天线模块3、供电模块4，其中天线模块3与射频模块2相连，射频模块2与单片机 控制器1相连，供电模块4与单片机控制器1相连。 其中，单片机控制器1采用型号为HT46R46的8bit单片机控制器；HT46R46是台 湾合泰公司生产的8Bit单片机，具有4个9Bit的A/D通道，8个I/O 口 ， 1个P丽输出口 。 该型号为HT46R46的单片机控制器的第1、2引脚为第一控制端和第二控制端；该型号为HT46R46的单片机控制器的第4、5引脚为第三控制端和第四控制端；该型号为HT46R46的 单片机控制器的第5引脚为第五控制端。另外在电路中，单片机控制器的第7引脚连接第 六电阻后与手动开关K1的第一端相连，手动开关K1的第二端接地。 射频模块2采用型号为NRF24L01的射频芯片是Nordic公司推出的系统级射频芯 片，采用先进的O. 18iim CM0S工艺、4mmX4mm的20弓l脚QFN封装，以nRF240RF芯片结构为 基础，将射频率、8051MCU、 10位ADC、 125通道、UART、 SPI、 P丽、RTC、 WDT全部集成到单芯片 中，是目前世界首次推出的、全球2. 4GHz通用的、完整的低成本射频系统级芯片。该射频芯 片的1、2、3、4、5、6脚分别与单片机控制器1的18、17、16、15、108脚相连，其中单片机控制 器l通过该射频芯片的1、2、3、4、5进行对射频芯片进行数据读写指令控制，而该射频芯片 的6脚则在射频芯片接收到外部发射的有效信号时，对单片机控制器1发出唤醒信号，将单 片机控制器1从睡眠状态拉回到工作状态。另外，在电路中，振荡器Y1，第九电容C9，第十 电容C10组成振荡电路，给单片机控制器提供标准的16Mhz基准频率。 天线模块3包括第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第一电感 Ll、第二电感L2、第三电感L3和天线Antenna,用于发射与接收2. 4GHz信号，天线Antenna 则直接由线路板的铜铂设计而成；其中第一电感L1的第一端与所述射频芯片的13脚相连， 第一电感L1的第二端与第六电容C6的第一端相连，第六电容C6的第二端与天线Antenna 相连；第七电容C7的第一端也与天线Antenna相连，第七电容C7的第二端接地；第二电感 L2的第一端也与所述射频芯片的13脚相连，第二电感L2的第二端与所述射频芯片的12脚 相连；第三电感L3的第一端与所述射频芯片的12脚相连，第三电感L3的第二端与所述射 频芯片的11脚相连；第四电容C4的第一端与所述射频芯片的11脚相连，第四电容C4的第 二端接地；第五电容C5的第一端与所述射频芯片的11脚相连，第五电容C5的第二端接地。 供电模块4包括第一磁保持继电器Relayl、第二磁保持继电器Relay2、第一电阻 R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第一二极管D1、第 二二极管D2、稳压二极管Z1、三态稳压器IC1、锂电池V和保险丝F1，其中第一磁保持继电 器Relayl的线圈两端与所述单片机控制器1的第一控制端和第二控制端相连，市电的火线 进线连接第一磁保持继电器Relay 1的触点后与保险丝F1的第一端相连，保险丝F1的第二 端与市电的火线的出线连接；第二磁保持继电器Relay2的线圈两端与所述单片机控制器1 的第三控制端和第四控制端相连，保险丝F1的第一端连接第二磁保持继电器Relay2的触 点后与三态稳压器IC1的输入端相连；三态稳压器IC1的输出端与第二二极管D2的正极 相连，第二二极管D2的负极与锂电池V的正极相连，锂电池V的负极接地；三态稳压器IC1 的接地端接地；第二电容C2的正极与三态稳压器IC1的输入端相连，第二电容C2的负极接 地；第三电容C3的正极与三态稳压器IC1的输出端相连，第三电容C3的负极接地；第一电 阻R1的第一端与市电的火线相连，第一电阻R1的第二端与第一电容C1的第一端相连，第 一电容C1的第二端与第一二极管D1的负极相连，第一二极管D1的正极接地；第二电阻R2 的两端连接在第一电容C1的两端；稳压二极管Z1的正极与第一二极管D1的负极相连，稳 压二极管Zl的负极与三态稳压器IC1的输入端相连；锂电池V的正极连接第三电阻R3后 与所述单片机控制器1的第五控制端相连。 在电路中，单片机控制器的1，2脚控制第一磁保持继电器Relayl的吸合与断开， 当单片机控制器的l脚输出高电平，2脚输出低电平，则第一磁保持继电器Relayl(16A磁保持继电器)吸合导通，O. l秒钟后单片机控制器的l脚的高电平将被取消，也变为低电平，但 第一磁保持继电器Relayl将保持吸合状态。当单片机控制器的1脚输出低电平、2脚输出 高电平时，第一磁保持继电器Relayl则断开，O. 1秒钟后单片机控制器的2脚的高电平将 被取消，也变为低电平，但第一磁保持继电器Relayl将保持断开状态。单片机控制器的3， 4脚控制第二磁保持继电器Relay2 (1A磁保持继电器)的吸合与断开，当单片机控制器的3 脚输出高电平、4脚输出低电平，则第二磁保持继电器Relay2吸合导通，0. l秒钟后单片机 控制器的3脚的高电平将被取消，也变为低电平，但第二磁保持继电器Relay2将保持吸合 状态；当单片机控制器的3脚输出低电平、4脚输出高电平时，第二磁保持继电器Relay2则 断开，O. 1秒钟后单片机控制器的4脚的高电平将被取消，也变为低电平，但Relay2将保持 断开状态。 通过直接按手动开关Kl可以对第一磁保持继电器Relay 1进行ON/OFF操作。 第三电阻与单片机控制器的5脚对锂电池的电量进行检测，单片机控制器的5脚 具有9Bit的A/D功能，能对电池进行0. 01V的精度测试，当单片机控制器发现锂电池电压 低于安全电压时，单片机控制器则操作第二磁保持继电器Relay2对电池进行充电，当充电 电压已满时，单片机控制器2则断开第二磁保持继电器Relay2停止对锂电池的充电。 本实用新型的工作原理为 单片机控制器检测到锂电池的容量高于安全电压时，将第二磁保持继电器控制在 断开状态，由锂电池给单片机控制器和射频芯片提供电源；在没有射频信号时，单片机控制 器进入睡眠状态，单片机控制器的消耗电流只有5uA，射频芯片则处于接收状态。当外界发射器有发射遥控指令时，射频芯片接收到射频信号，射频芯片在6脚输 出一个唤醒信号到单片机控制器的15脚，单片机控制器上进入工作状态，对射频芯片进行 控制，将发射器的信号从射频芯片读出，如果发射信号是ON指令，则单片机控制器通过1 ， 2 脚对第一磁保持继电器Relayl作出吸合导通动作，第一磁保持继电器Relayl导通则市电 220V交流电压加在这个墙壁开关上的负载电路上，负载电路的电器开始工作；当发射信号 是OFF指令，则单片机控制器通过1， 2脚对Relayl作出断开动作，市电220V交流从这个墙 壁开关上的负载电路断开，负载电路的电器停止工作；单片机控制器对1，2脚的控制只维 持O. l秒钟，因为第一磁保持继电器Relayl是磁维持继电器，所以当控制电压取消后，第一 磁保持继电器Relayl也能保持刚才状态。单片机控制器对第一磁保持继电器Relayl进行 控制后，单片机控制器会将控制结果传输给射频芯片，由射频芯片以射频信号发射出去，发 射器接收到结果后，在发射器的显示屏上直观显示出来，当用户在目视范围不能达到的情 况下遥控时，能马上知道遥控是否有效。MCU执行完这些动作后，又进入睡眠状态，以节约电 池电量。 单片机控制器大部分时间处于睡眠状态，射频芯片在等待接收状态下的电流消耗 小于30uA，这样锂电池500mAH电量的使用时间达400天以上。在电池电压低于安全电压 后，发射器也没有发射充电指令时，单片机控制器将判断第一磁保持继电器Relayl是处于 ON还OFF状态，当第一磁保持继电器Relayl是0FF状态，则单片机控制器控制3， 4脚，使第 二磁保持继电器Relay2导通，阻容降压电路与整流电路，稳压电路工作，对锂电池开始快 速充电；当单片机控制器检测到电池电量饱和时，单片机控制器控制Relay2断开，充电结 束，单片机控制器也进入睡眠状态。
7[0028] 当第一磁保持继电器Relayl处于ON状态时，单片机控制器则等待发射器的OFF 指令。系统将锂电池的安全电压设置为可以继续使用30天状态，家庭用墙壁开关一般不会 持续开30天，但如果确实发生这样的状况，单片机控制器则在30天后的24:00强制关闭第 一磁保持继电器Relayl，再将第二磁保持继电器Relay2导通，开始对锂电池进行充电。充 电结束后，单片机控制器再将第一磁保持继电器Relayl导通，然后单片机控制器MCU进入 睡眠状态。
权利要求一种单线制遥控墙壁开关系统的接收控制器，其特征在于包括单片机控制器(1)、射频模块(2)、天线模块(3)、供电模块(4)，其中天线模块(3)与射频模块(2)相连，射频模块(2)与单片机控制器(1)相连，供电模块(4)与单片机控制器(1)相连。
2. 根据权利要求1所述的单线制遥控墙壁开关系统的接收控制器，其特征在于所 述供电模块(4)包括第一磁保持继电器(Relayl)、第二磁保持继电器(Relay2)、第一电 阻(Rl)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)、第一电容(Cl)、第二电容(C2)、第三电容(C3)、第 一二极管(Dl)、第二二极管(D2)、稳压二极管(Zl)、三态稳压器(IC1)、锂电池(V)和保险 丝(Fl)，其中第一磁保持继电器(Relayl)的线圈两端与所述单片机控制器(1)的第一控 制端和第二控制端相连，市电的火线进线端连接第一磁保持继电器(Relayl)的触点后与 保险丝(Fl)的第一端相连，保险丝(Fl)的第二端与市电的火线出线端连接；第二磁保持继 电器(Relay2)的线圈两端与所述单片机控制器(1)的第三控制端和第四控制端相连，保险 丝(Fl)的第一端连接第二磁保持继电器(Relay2)的触点后与三态稳压器(IC1)的输入端 相连；三态稳压器(IC1)的输出端与第二二极管(D2)的正极相连，第二二极管(D2)的负极 与锂电池(V)的正极相连，锂电池(V)的负极接地；三态稳压器(IC1)的接地端接地；第二 电容(C2)的正极与三态稳压器(IC1)的输入端相连，第二电容(C2)的负极接地；第三电容 (C3)的正极与三态稳压器(IC1)的输出端相连，第三电容(C3)的负极接地；第一电阻(Rl) 的第一端与市电的火线相连，第一电阻(Rl)的第二端与第一电容(Cl)的第一端相连，第一 电容(Cl)的第二端与第一二极管(Dl)的负极相连，第一二极管(Dl)的正极接地；第二电 阻(R2)的两端连接在第一电容(Cl)的两端；稳压二极管(Zl)的正极与第一二极管(Dl) 的负极相连，稳压二极管(Zl)的负极与三态稳压器(IC1)的输入端相连；锂电池(V)的正 极连接第三电阻(R3)后与所述单片机控制器(1)的第五控制端相连。
3. 根据权利要求1所述的单线制遥控墙壁开关系统的接收控制器，其特征在于所述单片机控制器(1)采用型号为HT46R46的8bit单片机控制器；该型号为HT46R46的单片机 控制器的第1、2引脚为第一控制端和第二控制端；该型号为HT46R46的单片机控制器的第 4、5引脚为第三控制端和第四控制端；该型号为HT46R46的单片机控制器的第5引脚为第 五控制端。
4. 根据权利要求1所述的单线制遥控墙壁开关系统的接收控制器，其特征在于所述 射频模块(2)采用型号为NRF24L01的射频芯片，该射频芯片的1、2、3、4、5、6脚则与所述单 片机控制器(1)相连，其中单片机控制器(1)通过该射频芯片的1、2、3、4、5进行对射频芯 片进行数据读写指令控制，而该射频芯片的6脚则在射频芯片接收到外部发射的有效信号 时，对单片机控制器(1)发出唤醒信号，将单片机控制器(1)从睡眠状态拉回到工作状态。
5. 根据权利要求4所述的单线制遥控墙壁开关系统的接收控制器，其特征在于所述 天线模块(3)包括第四电容(C4)、第五电容(C5)、第六电容(C6)、第七电容(C7)、第一电感 (Ll)、第二电感(L2)、第三电感(L3)和天线(Antenna)，其中第一电感(Ll)的第一端与所 述射频芯片的13脚相连，第一电感(Ll)的第二端与第六电容(C6)的第一端相连，第六电 容(C6)的第二端与天线(Ante皿a)相连；第七电容(C7)的第一端也与天线(Ante皿a)相 连，第七电容(C7)的第二端接地；第二电感(L2)的第一端也与所述射频芯片的13脚相连， 第二电感(L2)的第二端与所述射频芯片的12脚相连；第三电感(L3)的第一端与所述射频 芯片的12脚相连，第三电感(L3)的第二端与所述射频芯片的ll脚相连；第四电容(C4)的第一端与所述射频芯片的11脚相连，第四电容(C4)的第二端接地；第五电容(C5)的第一 端与所述射频芯片的11脚相连，第五电容(C5)的第二端接地。
专利摘要本实用新型涉及一种单线制遥控墙壁开关系统的接收控制器，其特征在于包括单片机控制器(1)、射频模块(2)、天线模块(3)、供电模块(4)，其中天线模块(3)与射频模块(2)相连，射频模块(2)与单片机控制器(1)相连，供电模块(4)与单片机控制器(1)相连。与现有技术相比，本实用新型的优点在于能适应大多数负载，节能灯/日光灯/卤素灯/高压钠灯等都能有效工作，在OFF状态也没有闪烁现象；接收器可控制的最大负载达到3600W；而直流电路也没有发热器件，工作性能稳定。
文档编号G08C17/02GK201465284SQ20092012519
公开日2010年5月12日 申请日期2009年7月16日 优先权日2009年7月16日
发明者秦兵 申请人:秦兵