无源无线开关

发布时间：2023-09-04 11:21
作者：AMEYA360
来源：网络
阅读量：2090

　　无源无线开关是一种基于无线技术的开关设备，其特点是不需要电池或外部电源供电。它由一个开关(也称为按钮或传感器)和一个接收器组成。当用户按下开关时，开关会产生一个无线信号，并将该信号传输到接收器上。接收器接收到信号后，执行相应的操作，如打开或关闭灯光、控制电器设备等。

　　与传统的有线开关相比，无源无线开关具有更大的灵活性和便利性。由于无需布线和外部电源，安装和使用都更为简单。同时，无源无线开关还可以实现远程控制，使用户能够在不同位置进行操作，提高了使用的便捷性。


无源无线开关的特点及原理

　　一、特点

　　无源无线开关具有以下几个主要特点：

　　1、无需电池或外部电源

　　无源无线开关采用能量采集技术，通过按下按钮产生的机械能转换为电能。这样就不需要电池或外部电源供电，减少了更换电池和布线的麻烦，提高了设备的可靠性和使用寿命。

　　2、远程控制

　　由于采用无线通信技术，无源无线开关可以实现远程控制。用户可以在不同位置进行操作，无需直接接触开关，增加了使用的灵活性和便利性。

　　3、灵活安装

　　无源无线开关的安装非常灵活。它可以安装在墙壁、家具、门窗等各种位置，适应不同的场景需求。同时，由于无需布线，安装过程简单快捷。

　　4、原理

　　无源无线开关的工作原理基于能量采集和无线通信技术。当用户按下开关时，按钮内部的能量采集模块会将机械能转换为电能。然后，通过无线通信技术(如射频或红外)、传输信号将电能发送给接收器。

　　接收器接收到开关发出的无线信号后，解码并执行相应的操作，如控制电器设备的开关状态。接收器通常与需要控制的设备连接，通过无线信号的传输实现远程控制和操作。

无源无线开关的安装方式

　　无源无线开关的安装方式多种多样，适应不同的使用场景和需求。以下是几种常见的安装方式：

　　1、壁挂式安装

　　壁挂式安装是最常见的一种方式。用户可以将无源无线开关安装在墙壁上，类似于传统的有线开关。这种安装方式适用于控制灯光、窗帘等需要固定位置的设备。

　　2、移动式安装

　　移动式安装是指将无源无线开关放置在需要注意的是，由于无源无线开关不需要电池供电，因此其接收器需要使用外部的无线信号接收设备或者通过其他无源能量采集装置来提供所需的电能。这样可以保证开关和接收器之间的长距离无线通信的可靠性和稳定性。

　　3、可穿戴式安装

　　无源无线开关还可以进行可穿戴式安装。用户可以将开关固定在手腕、项链或其他配件上，方便携带和操作。这种安装方式广泛应用于智能家居、医疗设备等领域，为用户提供更加便捷的控制体验。

　　4、集成式安装

　　在某些场景中，无源无线开关可以与其他设备进行集成安装。例如，可以将开关集成到家具、墙面面板或其他装饰物中，以实现隐蔽性的控制操作。这种集成式安装方式使得开关与环境融合，提升了整体美观度。

　　通过选择适合的安装方式，用户可以根据具体需求和场景特点来布置和配置无源无线开关系统，实现更加灵活、便捷的控制和操作。

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　　方案一：电路图　　一键开关机电路分析如下：　　电路工作流程如下：　　Key按下瞬间，Q2、Q1导通，7805输入电压在8.9V左右，7805工作，输出5V电压给单片机供电。　　单片机工作后，将最先进行IO口初始化，IO1设为输入状态，启用内部上拉;IO2设为输出状态，输出高电平。这时Q2、Q3导通，LED1发光，7805能够正常工作，单片机进入工作状态。　　当Key再次按下时，检测IO1电平为低，单片机可以通过使IO2输出低电平，Q2、Q3不导通，此时7805输入电压几乎为0，单片机不工作，系统关闭。　　方案二：电路图　　原理很简单，Q1,Q2组成双稳态电路。由于C1的作用，上电的时候Q1先导通，Q2截止，如果没按下按键，电路将维持这个状态。Q3为P沟道增强型MOS管，因为Q2截止，Q3也截止，系统得不到电源。　　此时Q1的集电极为低电平0.3V左右，C1上的电压也为0.3V左右，当按下按键S1后，Q1基极被C1拉到0.3V，迅速截止。　　Q2开始导通，电路的状态发生翻转，Q2导通以后将Q3的门极拉到低电位，Q3导通，电源通过Q3给系统供电。 Q2导通后，C1通过R1,R4充电，电压上升到1V左右，此时再次按下按键，C1的电压加到Q1基极，Q1导通，Q1集电极为低电平，通过R3强迫Q2截止，Q3也截止，系统关机。　　整个开关机的过程就是这样。 如果要求这个电路的静态功耗低，可以全部采用MOS管，成本要高点，电路如下图，原理都是一样的，双稳态电路。　　方案三：电路图　　单键实现单片机开关机　　控制流程,按下按键,Q1导通.单片机通电复位,进入工作。　　检测 K-IN 是否低电平,否 不处理.是 单片机输出 K-OUT 为高电平,Q2导通,相当于按键长按.LED指示灯亮。　　放开按键,K-IN 经过上拉电阻,为高电平.单片机可以正常工作。　　在工作期间,按键按下,K-IN 为低电平,单片机检测到长按1秒,K-OUT 输出低电平,Q2截止.LED指示灯熄灭.放开按键,Q1截止,单片机断电。　　通过软件处理,可以实现短按开机,长按关机。　　单片机用PIC16F84A，通过简单的程序演示，证实此电路的可行性。 这种电路如果这样用,是体现不出它的优点,用到开关电源控制,控制光耦.可以做到完全关断电原,实现零功耗待机.有些打印机上就是用这种电路。       方案四：用 CD4013 构建的电路　　CD4013电路关断时已经把后面电路切断了，而4013本身的电源不需关闭，COMS电路静态工作电流极少，1uA以下，可以忽略不计。 用 4013 的电路对电源范围适用较广，3~18V都没问题，电路唯一需调整的就是根据电源电压和负载电流适当更改R1的值。 开关管可使用MOSFET，效果更佳。
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　　开关电源电路中为何需要串联小电阻，起什么作用，在电源中会见到阻值特别小的电阻，通常是0.5-2.2欧姆，它们分别在不同的位置，起到不同的作用。　　在电源输入端会串联一颗2.2欧左右的电阻，这样可以限制电容充电电流，还可以起到保险的作用，就是用电阻代替保险管了，节省了一个元件，有短路时，电阻不能通过大电流，就会烧断，不会造成起火。还用用PCB上的铜箔做的很细，代替保险管的，当有大电流时，铜箔很细，不同通过大电流，铜箔就会烧断，保护后级不会扩大故障，这种在小功率的电源中特别常见。　　开关电源中还有一个电阻非常小，串联在MOS管的S极R89，这里串的电阻是检流电阻，就是检测变压器初级流过的电流，电源芯片没有检测电流的能力，只能检测电压，就要把流过变压器的初级绕组的电流通过串流的电阻产生电压，把这个电压信号输入到电源芯片中，控制开关电源的过流保护和短路保护。　　这里为什么要串联很小的电阻呢，因为串联的电阻大，功率就要大，浪费不必要的电能，影响效率，根据电源芯片的输入保护电压是一定的，电阻越大，电源的过流保护点容易保护，这个电阻是根据电源的功率来设计的，功率越大，电阻越小，所以常见的电阻比较小。　　在电磁炉路中也有一个2.2欧3W的电阻，也是起到保险的作用，都是厂家为了节省成本设计的。　　还有的就是0欧姆电阻，一开始也不知道为什么要加一个0欧姆电阻，直接短上不就可以了吗?实际也是一个保险电阻，当后级电路有短路，电阻就会烧断，还有就是在单面PCB电路板的直插0欧姆电阻，是用作跳线的作用，单面板只能单面走线，有的地方绕不开，就需要跳线，有的用跳线，有的直接用0欧姆电阻。　　还有就是0欧姆电阻在调试时使用，在每一个电路模块的电源串联一颗电阻，当调式时，断开其它的电阻，只连接这一颗电阻，就可以单独调试，尤其在批量的电路板时，某一点可以时断开，也可以是短路，据根据需要，是否焊接这个0欧姆电阻。　　经常在电路中遇到小阻值的电阻，每个电阻在每个位置的不同，它的叫法和功能也不同，常见的小电阻就是用于保险的电阻，保险电阻，检测电流大小的电阻，检流电阻。
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