本文原創(chuàng):硬件大熊,作者:雕塑者
凌動開關(guān)是青島易來科技專為其智能燈具設(shè)計的一款智能開關(guān)。本周和幾位售賣燈具的從業(yè)者交流中,發(fā)現(xiàn)竟然沒有一人能講清楚其應(yīng)用與技術(shù)原理。
本文聊聊“熄燈不離線”的凌動開關(guān)到底怎么回事?
應(yīng)用背景凌動開關(guān)設(shè)計解決了如下場景痛點:
智能燈具需要連接網(wǎng)絡(luò)才能進行無線控制,在燈具回路中,如果使用傳統(tǒng)機械開關(guān),開關(guān)就必須一直處于吸合狀態(tài)避免燈具掉電(掉電后即掉網(wǎng))。
這意味著當你在家中安裝了一個智能燈具時,你墻壁上使用的機械開關(guān)要一直“開著”,當你想要關(guān)燈的時候怎么辦呢?如果通過機械方式關(guān)燈,那么燈具在你開關(guān)斷開后“沒電”了,更別談還處于聯(lián)網(wǎng)狀態(tài),也就是說,此時你在手機上看到這個燈具就是處于離線狀態(tài),你想要通過網(wǎng)絡(luò)鏈路來控制燈具是不可能的。
技術(shù)原理:結(jié)構(gòu)設(shè)計
凌動開關(guān)做了一個自回彈的機械結(jié)構(gòu),當你按下開關(guān)時,你切斷了市電的回路,當你松開手時,開關(guān)自動回彈,市電回路保持通路。
技術(shù)原理:電子設(shè)計
這個過程中,市電回路的波形如下:
此時,如果燈具能識別出該波形,那么就可以識別到該“按下->回彈”的動作過程。如下電路為拆解一款匹配凌動開關(guān)的燈具開關(guān)檢測電路:
- 當開關(guān)被按下時,市電斷開時,LN輸入電壓為0,MOS器件Q5斷開,GPIO輸出高電平;當開關(guān)回彈后,市電導通時,LN輸入電壓為220V交流的,MOS器件Q5導通,GPIO輸出低電平;智能燈中的MCU通過檢測GPIO的高低電平狀態(tài)即可識別開關(guān)的動作狀態(tài)。
技術(shù)優(yōu)劣勢從產(chǎn)品應(yīng)用的維度上講,凌動開關(guān)兼顧成本、用戶傳統(tǒng)使用習慣,非常巧妙地解決了“如何讓燈具熄燈不離線”的場景痛點;
從技術(shù)設(shè)計的維度上講,本質(zhì)上就是傳統(tǒng)回彈式機械結(jié)構(gòu)、過零檢測電路的應(yīng)用延伸。
設(shè)計角度進行評估,如下情況可能會導致領(lǐng)導開關(guān)控制燈具出現(xiàn)概率性失?。?/p>
開關(guān)觸點在通斷過程中觸點連接并非理想的通斷過程,可能存在臨界導通狀態(tài),此時會導致市電通斷不穩(wěn)定;
當回路中出現(xiàn)多個燈具并聯(lián)的情況時(如客廳中布置了10個筒燈),由于回路中電容有放電過程,當開關(guān)斷開時,電壓并非直接掉至0V,這會直接導致燈具檢測端GPIO輸出并非為理想的高電平狀態(tài)。