本發(fā)明提出并實(shí)現(xiàn)了一種通過(guò)將物理開(kāi)關(guān)切換調(diào)制成不同的pwm波形，并通過(guò)判斷該pwm脈沖寬度來(lái)識(shí)別開(kāi)關(guān)動(dòng)作的方法；主要應(yīng)用于智能照明領(lǐng)域中物理開(kāi)關(guān)場(chǎng)景切換。

背景技術(shù)：

在現(xiàn)有市電物理開(kāi)關(guān)檢測(cè)電路或者集成ic中，存在有三大不可避免的缺陷，其一：現(xiàn)有的ic中，如（s4223）,其要求開(kāi)關(guān)切換過(guò)程中需要斷電比較長(zhǎng)的時(shí)間才能檢測(cè)到，通常要50ms以上，即開(kāi)—關(guān)—開(kāi)中，關(guān)到開(kāi)這個(gè)過(guò)程需要開(kāi)關(guān)動(dòng)作大于50ms以上才能被檢測(cè)到。在現(xiàn)有智能照明行業(yè)，諸多用戶(hù)不接受燈具完全斷電，這樣無(wú)線app便不可進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，則在單刀雙擲開(kāi)關(guān)使用中，通常將物理開(kāi)關(guān)l1與l2端短路，這樣物理開(kāi)關(guān)在切換過(guò)程中，只是在中間有3ms-20ms斷電時(shí)間，則現(xiàn)有的技術(shù)根本無(wú)法檢測(cè)單刀雙擲開(kāi)關(guān)的動(dòng)作，其二：現(xiàn)有的市電開(kāi)關(guān)檢測(cè)電路和集成ic中，對(duì)用戶(hù)操作開(kāi)關(guān)的速度有一定的要求，如過(guò)快或者過(guò)慢，均會(huì)出現(xiàn)識(shí)別率不良的問(wèn)題，導(dǎo)致用戶(hù)體驗(yàn)差；其三：現(xiàn)有的檢測(cè)方法中，要求燈具交流輸入處不能加x電容，因此只限于小功率應(yīng)用和非隔離應(yīng)用，如要應(yīng)用在隔離系統(tǒng)中，過(guò)fcc認(rèn)證非常困難。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中照明開(kāi)關(guān)的應(yīng)用限制性太強(qiáng)，兼容性差，體驗(yàn)感不強(qiáng)等問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種新的檢測(cè)方法；在解決了現(xiàn)有技術(shù)照明開(kāi)關(guān)存在的問(wèn)題的同時(shí)，并保持著現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)勢(shì)如記憶功能，低功耗、低成本。

為實(shí)現(xiàn)以上技術(shù)目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

智能開(kāi)關(guān)檢測(cè)和識(shí)別電路，所述的智能開(kāi)關(guān)檢測(cè)和識(shí)別電路包括有開(kāi)關(guān)動(dòng)作檢測(cè)電路和控制電路，在所述的開(kāi)關(guān)動(dòng)作檢測(cè)電路中，包括限流電路、全波整流、分壓比調(diào)節(jié)、低壓檢測(cè)器、線性穩(wěn)壓器、光耦；調(diào)節(jié)分壓比可改變開(kāi)關(guān)未動(dòng)作期間的占空比，調(diào)節(jié)限流電路可改變開(kāi)關(guān)的功耗，調(diào)節(jié)線性穩(wěn)壓器輸出端的儲(chǔ)能電容可改變開(kāi)關(guān)關(guān)閉時(shí)，高脈寬最大維持時(shí)間，開(kāi)關(guān)關(guān)閉時(shí)通過(guò)該高脈寬時(shí)間和低電平時(shí)間判斷可精準(zhǔn)的識(shí)別開(kāi)關(guān)類(lèi)型；在所述控制電路中包括有mcu，通過(guò)開(kāi)關(guān)動(dòng)作期間的脈沖寬度，與開(kāi)關(guān)未動(dòng)作期間的脈沖寬度進(jìn)行比較來(lái)識(shí)別開(kāi)關(guān)是否有動(dòng)作，如有動(dòng)作便改變輸出，從而控制燈具顏色或亮度。

更進(jìn)一步的，所述的分壓比調(diào)節(jié)是通過(guò)改變分壓阻值來(lái)調(diào)節(jié)輸出占空比。

更進(jìn)一步的，所述的低壓檢測(cè)器是將分壓之后的波形與參考電壓進(jìn)行比較，從而得到pwm波形。

更進(jìn)一步的，所述低壓檢測(cè)器輸出通過(guò)光耦隔離傳輸給mcu。

更進(jìn)一步的，所述的mcu實(shí)時(shí)掃描光耦傳輸?shù)膒wm波形，并與固定脈沖寬度進(jìn)行比較，對(duì)單刀單擲開(kāi)關(guān)：高脈寬大于固定脈沖高脈寬、地脈寬。

所述mcu如檢測(cè)到低脈寬時(shí)間大于一定時(shí)間，則認(rèn)為用戶(hù)是關(guān)閉開(kāi)關(guān)，并非想進(jìn)行場(chǎng)景切換。

更進(jìn)一步的，所述的線性穩(wěn)壓器是在全波整流、穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓之后，通過(guò)單向?qū)ǘO管隔離、電容濾波等給ldo,其輸出電壓是給光耦初級(jí)、低壓檢測(cè)器、三極管偏置等供電的。所述mcu是通過(guò)外部其他電源供電，市電斷電之后，供電時(shí)間能維持一段時(shí)間。

更進(jìn)一步的，所述開(kāi)關(guān)按鍵為單刀雙擲開(kāi)關(guān)。

更進(jìn)一步的，所述開(kāi)關(guān)按鍵為單刀單擲開(kāi)關(guān)。

在本發(fā)明中，首先將交流電輸入波形調(diào)制成不同的pwm脈沖，通過(guò)mcu對(duì)不同脈沖寬度（即固定占空比）進(jìn)行比較來(lái)判斷開(kāi)關(guān)是否有動(dòng)作，開(kāi)關(guān)在未動(dòng)作的時(shí)候，輸入給mcu的脈沖為高脈寬t1為300us，周期為10ms。單刀雙擲開(kāi)關(guān)切換時(shí)高脈寬為時(shí)間t2為2ms--50ms，單刀單擲開(kāi)關(guān)切換時(shí)，高脈寬為50ms，低脈寬根據(jù)斷電時(shí)間而定，根據(jù)不同的切換速度通常在100ms-2s間。通過(guò)mcu將開(kāi)關(guān)未動(dòng)作時(shí)候的pwm占空比和周期作為參考量，將開(kāi)關(guān)切換時(shí)的脈沖寬度與該參考量進(jìn)行比較，從而可識(shí)別到開(kāi)關(guān)的動(dòng)作。超級(jí)電容為mcu持續(xù)供電，實(shí)時(shí)檢測(cè)和識(shí)別開(kāi)關(guān)動(dòng)作，可完全不顧交流電x電容的放電時(shí)間。

本發(fā)明的有益技術(shù)效果是：兼容單刀雙擲和單刀單擲開(kāi)關(guān)，可最低識(shí)別到開(kāi)關(guān)切換時(shí)斷電時(shí)間為2ms，功耗小，可控制在20mw內(nèi)，兼容非隔離和隔離系統(tǒng)應(yīng)用。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例為開(kāi)關(guān)沒(méi)有動(dòng)作的時(shí)候電路輸出波形示意圖。

圖2是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例為有開(kāi)關(guān)動(dòng)作所對(duì)應(yīng)的波形圖和脈寬示意圖。

圖3是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電路原理圖。

圖4是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電路原理圖。

圖5是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電路原理圖。

圖6是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電路原理圖。

圖7是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電路原理圖。

具體實(shí)施方式

結(jié)合圖1至圖7，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但不對(duì)權(quán)利要求作任何限定。智能開(kāi)關(guān)檢測(cè)和識(shí)別電路，所述的智能開(kāi)關(guān)檢測(cè)和識(shí)別電路包括有開(kāi)關(guān)動(dòng)作檢測(cè)電路和控制電路，在所述的開(kāi)關(guān)動(dòng)作檢測(cè)電路中，包括限流電路、全波整流、分壓比調(diào)節(jié)、低壓檢測(cè)器、線性穩(wěn)壓器、光耦；調(diào)節(jié)分壓比可改變開(kāi)關(guān)未動(dòng)作期間的占空比，調(diào)節(jié)限流電路可改變開(kāi)關(guān)的功耗，調(diào)節(jié)線性穩(wěn)壓器輸出端的儲(chǔ)能電容可改變開(kāi)關(guān)關(guān)閉時(shí)，高脈寬最大維持時(shí)間，開(kāi)關(guān)關(guān)閉時(shí)通過(guò)該高脈寬時(shí)間和低電平時(shí)間判斷可精準(zhǔn)的識(shí)別開(kāi)關(guān)類(lèi)型；在所述控制電路中包括有mcu，通過(guò)開(kāi)關(guān)動(dòng)作期間的脈沖寬度，與開(kāi)關(guān)未動(dòng)作期間的脈沖寬度進(jìn)行比較來(lái)識(shí)別開(kāi)關(guān)是否有動(dòng)作，如有動(dòng)作便改變輸出，從而控制燈具顏色或亮度。

圖1為連續(xù)的占空比統(tǒng)一的方波，調(diào)節(jié)低壓檢測(cè)比較器輸入分壓電阻可對(duì)該低脈寬進(jìn)行有效的調(diào)制。調(diào)制原理如下：

（1）輸入市電交流：u(t)=umsin(wt)，um為峰峰值，某時(shí)刻與該時(shí)刻電壓對(duì)應(yīng)的關(guān)系為t=arcsin{u(t)/um}/2πf，f為市電頻率；

（2）設(shè)分壓比為a,分壓比為低壓檢測(cè)器的輸入電壓與市電此刻電壓之比，即a=ui/uc,檢測(cè)電壓為udet=1.2v,當(dāng)?shù)蛪簷z測(cè)器的輸入電壓低于udet時(shí)，低壓檢測(cè)器輸出高電平，反之輸出低電平。則在分壓比a的情況下，輸出高脈寬的時(shí)間ta為，ta=2asin(a*udet/um)/(2πf)，本次案例輸出高脈寬為300us。

mcu1檢測(cè)開(kāi)關(guān)動(dòng)作邏輯為：

（1）mcu初始化之后將對(duì)開(kāi)關(guān)類(lèi)型進(jìn)行判斷，在用戶(hù)進(jìn)行切換時(shí)，判斷圖2中波形脈寬度，如出現(xiàn)2ms<t<100ms的高電平，且低電平少于等于10ms則為單刀雙擲開(kāi)關(guān)，如100ms<t2<500ms，則為單刀單擲開(kāi)關(guān)；

（2）開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)，分為單次開(kāi)關(guān)和快速切換，若為單刀單擲開(kāi)關(guān)，單次關(guān)閉或者市電停電將出現(xiàn)的低脈寬t2>500ms，快速切換時(shí)100ms<t2<500ms.若為單刀雙擲開(kāi)關(guān)，單次操作將會(huì)出現(xiàn)50ms<t<100ms的高脈寬，快速切換高脈寬為2ms<t<50ms；

（3）單片機(jī)通過(guò)識(shí)別物理開(kāi)關(guān)類(lèi)型和動(dòng)作的類(lèi)別，來(lái)判斷是單次開(kāi)關(guān)還是快速切換，若為快速切換，將控制led恒流裝置改變輸出顏色。若為單次關(guān)閉，則將當(dāng)前l(fā)ed輸出狀態(tài)（顏色和亮度值）保存在flash中，下次上電將保持上次斷電時(shí)的場(chǎng)景和狀態(tài)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明的智能開(kāi)關(guān)檢測(cè)和識(shí)別電路，技術(shù)目的是提供一種全新和可靠的開(kāi)關(guān)按鍵檢測(cè)和識(shí)別的方法，從而有效實(shí)現(xiàn)通過(guò)物理開(kāi)關(guān)動(dòng)作來(lái)控制照明場(chǎng)景切換。所述的智能開(kāi)關(guān)檢測(cè)和識(shí)別電路包括有開(kāi)關(guān)動(dòng)作檢測(cè)電路和控制電路，在所述的開(kāi)關(guān)動(dòng)作檢測(cè)電路中，包括限流電路、全波整流、分壓比調(diào)節(jié)、低壓檢測(cè)器、線性穩(wěn)壓器、光耦；在所述控制電路中包括有MCU。本發(fā)明功耗小，成本低，可兼容市面上所有市電開(kāi)關(guān)，可支持開(kāi)關(guān)快速連續(xù)動(dòng)作和慢速動(dòng)作，內(nèi)置燈具內(nèi)，無(wú)需對(duì)市面上已有開(kāi)關(guān)做任何更改和重裝，適用于日常照明中應(yīng)用。

技術(shù)研發(fā)人員：鄭文忠
受保護(hù)的技術(shù)使用者：深圳市奧金瑞科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2017.06.07
技術(shù)公布日：2017.09.05