射頻發(fā)射單元7 ;除電路以外，還得包括機(jī)械能轉(zhuǎn)電能裝置I。下面介紹一種在開關(guān)按鈕方面的具體的應(yīng)用
[0022]圖2為本實(shí)用新型專利提供的自供電無線開關(guān)整體框圖。
[0023]首先是電磁感應(yīng)線圈裝置，它是一個(gè)機(jī)械能轉(zhuǎn)電能裝置，可以將來
[0024]自開關(guān)按鈕的機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能。主要是通過“按動(dòng)”來改變線圈內(nèi)的磁場方向，使得線圈內(nèi)的磁通量在短時(shí)間內(nèi)有一個(gè)很大的變化量，從而產(chǎn)生一個(gè)瞬間的感應(yīng)電壓。這個(gè)感應(yīng)電壓可以通過改變線圈的匝數(shù)來調(diào)節(jié)。
[0025]連接在后一級(jí)的是電源管理單元，一方面采集、存儲(chǔ)來自電磁感應(yīng)線圈的電能?’另一方面給連接在后級(jí)的微控單元、射頻發(fā)射單元供電。電源管理單元主要由整流電路、儲(chǔ)能電路和穩(wěn)壓電路構(gòu)成。感應(yīng)線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電壓是交流電，經(jīng)過橋式整流電路對(duì)儲(chǔ)能電路充電，最后的穩(wěn)壓是很有必要的，它可以在儲(chǔ)能元件放電的過程中，產(chǎn)生短時(shí)間的恒定電壓來驅(qū)動(dòng)后面的微控電路和射頻發(fā)射電路。其中，整流電路采用全波整流橋。全波整流電路能通過二極管改變輸入波形中所有極性為負(fù)的另一半周期，脈動(dòng)性為半波整流電路的一半，電流平滑，整流效率是單相半波整流的二倍。對(duì)于整流二極管的選取也是有講宄的，它的正向?qū)妷涸降驮胶茫@樣可以減少能量在整流過程中的損失，提高轉(zhuǎn)換效率。這里可以選擇肖特基二極管，它的正向?qū)妷簽?.3V。儲(chǔ)能元件采用電解電容，它為一種短期的儲(chǔ)能元件，適用于為瞬時(shí)功率較大的系統(tǒng)提供電能。穩(wěn)壓電路，可以采用TI公司的超低壓差線性穩(wěn)壓芯片，這里我們可以選擇TPS62231，它的轉(zhuǎn)化效率高達(dá)94%，外圍原件少，啟動(dòng)時(shí)間較短，可以用來驅(qū)動(dòng)后級(jí)電路。具體的電源管理電路如圖3所示。
[0026]最后一級(jí)的信號(hào)控制、發(fā)射電路如圖4、圖5所示，主要是由微控制芯片STM8L和射頻發(fā)射芯片CCllOl組成。它們的工作電壓較低，最低工作電壓僅為1.8V，兩者通過SPI通訊，可以將按動(dòng)按鍵所產(chǎn)生的開、關(guān)或是調(diào)光信號(hào)傳遞給微控芯片，進(jìn)而通過射頻芯片和發(fā)射天線將信號(hào)傳送出去。這里我們將射頻發(fā)射功率設(shè)為-1OdBM，這樣使得芯片在發(fā)射狀態(tài)時(shí)的工作電流減少到14mA，減少了能量的消耗，保證了每次能穩(wěn)定的發(fā)射信號(hào)，增加自供電無線發(fā)射器的可靠性。
[0027]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則內(nèi)所做的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種自供電的無線信號(hào)發(fā)射器，包括機(jī)械能轉(zhuǎn)電能模塊、整流電路、儲(chǔ)能電路、電壓變換電路、傳感器單元、微控制單元和射頻發(fā)射單元，其特征在于:所述的機(jī)械能轉(zhuǎn)電能模塊是利用電磁感應(yīng)線圈或者是壓電陶瓷片將微小的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能；所述的電源電路主要由整流電路、儲(chǔ)能電路和電壓變換電路組成，包括雙管串聯(lián)的肖特基二極管芯片U1、U2、電源管理芯片U3、接插件P1、P2、鉭電容C1、C2、瓷片電容C3、C4、電感L1 ;接插件P1的1腳接外部交流電源電壓的正極輸入，接插件P2的1腳接外部交流電源電壓的負(fù)極輸入；雙管串聯(lián)的肖特基二極管芯片U1的3腳與接插件P1的1腳相連，雙管串聯(lián)的肖特基二極管芯片U2的3腳與接插件P2的1腳相連；雙管串聯(lián)的肖特基二極管芯片U1的2腳與雙管串聯(lián)的肖特基二極管芯片U2的2腳相連并接地；雙管串聯(lián)的肖特基二極管芯片U1的1腳與雙管串聯(lián)的肖特基二極管芯片U2的1腳、鉭電容C1、C2的陽極相連；鉭電容C1的陰極、鉭電容C2的陰極接地；電源管理芯片的3腳為電壓輸入端，與瓷片電容C3的一端相連；電源管理芯片的5腳為使能輸入端，與電源管理芯片的3腳相連；電源管理芯片的2腳為開、關(guān)輸出端，與電感L1的一端相連；電源管理芯片的6腳為反饋輸入端，與電感L1的另一端、瓷片電容C4的一端相連，并輸出1.8V的電壓；電源管理芯片的4腳、瓷片電容C3的另一端、瓷片電容C4的另一端接地；所述的射頻發(fā)射單元包括射頻芯片U4、晶振Y1、天線E1、電阻R2、瓷片電容C7、C8、C9、C10、C11、C12、C13、C14、C15、C16、C17、C18、電感 L2、L3、L4、L5 ;射頻芯片 U4 的 1 腳、2 腳、3腳、6腳、7腳、20腳分別與微控制單元中的主控芯片U5的12腳、14腳、10腳、9腳、11腳、13腳相連；射頻芯片U4的8腳、10腳分別與晶振Y1的3腳、1腳相連，晶振Y1的1腳和瓷片電容C19的一端相連，晶振Y1的3腳和瓷片電容C18的一端相連；射頻芯片U4的4腳、5腳、11腳、14腳、15腳、17腳、18腳分別和瓷片電容C20、C7、C11、C10、C9、電阻R2、瓷片電容C8的一端相連；射頻芯片U4的13腳與瓷片電容C12的一端、電感L3的一端相連；射頻芯片U4的12腳與電感L2的一端、瓷片電容C14的一端相連，瓷片電容C13的一端與電感L2的另一端相連；電感L4的一端與電感L3的另一端、瓷片電容C14的另一端、瓷片電容C15的一端、電感L5的一端相連，電感L5的另一端與瓷片電容C16的一端、瓷片電容C17的一端相連，瓷片電容C17的另一端與天線E1相連；射頻芯片的4腳、9腳、11腳、14腳、15腳、18腳接1.8V電源；射頻芯片的16腳、19腳、瓷片電容C20、C7、C8、C9、C10、C11、C12、C13、(:14、(:15、(:16、(:17、(:18、(:19、電阻1?2 的另一端接地；所述的微控制單元包括主控芯片U5、接插件P3、P4、電阻R1、瓷片電容C5、C6 ;主控芯片U5的1腳、4腳、5腳、20腳分別和接插件P4的4腳、2腳、1腳、3腳相連；主控芯片U5的11腳、12腳、13腳、14腳、17腳、18腳分別和接插件P3的1腳、2腳、3腳、4腳、5腳、6腳相連；主控芯片U5的11腳、12腳、13腳、14腳分別和射頻芯片U4的7腳、1腳、20腳、2腳相連，從而進(jìn)行SPI通信；主控芯片U5的1腳與電阻R1、電容C5的一端相連；主控芯片U5的5腳與瓷片電容C6的一端相連；主控芯片U5的5腳、接插件P4的1腳、電阻R1的另一端與1.8V的電源相連；主控芯片U5的4腳、接插件P4的2腳、瓷片電容C5、C6的另一端接地；主控芯片U5的2腳、3腳、6腳、7腳、8腳、15腳、16腳、19腳懸空；所述的雙管串聯(lián)的肖特基二極管芯片Ul、U2采用日本ROHM公司的RB558W，電源管理芯片U3采用TI公司的TPS62231，射頻芯片U4采用TI公司的CC1101，主控芯片U5采用ST公司的 STM8L101F3P6。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種自供電的無線信號(hào)發(fā)射器，其電路部分主要由以下模塊構(gòu)成：微控制單元，與微控制單元相連的傳感器單元，連接在微控制單元后級(jí)的射頻發(fā)射單元，以及給上述三個(gè)模塊供電的電源管理單元。其中，電源管理單元主要由整流電路，儲(chǔ)能電路和穩(wěn)壓電路構(gòu)成。該自供電無線信號(hào)發(fā)射器至少有一個(gè)機(jī)械能轉(zhuǎn)電能裝置，它可以是電磁感應(yīng)線圈、壓電陶瓷片等壓電轉(zhuǎn)化材料。該發(fā)射器可以實(shí)現(xiàn)近距離的無線信號(hào)傳輸，而且無需電池，大量的減少了電纜的布局，智能、環(huán)保。特別適合智能裝修、工業(yè)控制、橋梁檢測等領(lǐng)域。
【IPC分類】H04B1-04
【公開號(hào)】CN204408322
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520087073
【發(fā)明人】盧建國, 齊玲玲, 陳科明
【申請(qǐng)人】杭州軌物科技有限公司
【公開日】2015年6月17日
【申請(qǐng)日】2015年2月8日