面包芯语

熄灯不离线的凌动开关是怎么回事？

原创 硬件大熊 2024-08-17 10:03
构建AI未来，Arm计算平台无处不在 如何增强电动汽车的实时控制能力？
凌动开关是青岛易来科技专为其智能灯具设计的一款智能开关。
本周和几位售卖灯具的从业者交流中，发现竟然没有一人能讲清楚其应用与技术原理。
本文聊聊“熄灯不离线”的凌动开关到底怎么回事？
图片引用自：yeelight官方旗舰店


应用背景
凌动开关设计解决了如下场景痛点：

  • 智能灯具需要连接网络才能进行无线控制，在灯具回路中，如果使用传统机械开关，开关就必须一直处于吸合状态避免灯具掉电（掉电后即掉网）。

  • 这意味着当你在家中安装了一个智能灯具时，你墙壁上使用的机械开关要一直“开着”，当你想要关灯的时候怎么办呢？如果通过机械方式关灯，那么灯具在你开关断开后“没电”了，更别谈还处于联网状态，也就是说，此时你在手机上看到这个灯具就是处于离线状态，你想要通过网络链路来控制灯具是不可能的。

技术原理：结构设计

凌动开关做了一个自回弹的机械结构，当你按下开关时，你切断了市电的回路，当你松开手时，开关自动回弹，市电回路保持通路。

图片引用自专利：CN209591886U

图片引用自：yeelight官方旗舰店

技术原理：电子设计
这个过程中，市电回路的波形如下：
此时，如果灯具能识别出该波形，那么就可以识别到该“按下->回弹”的动作过程。
如下电路为拆解一款匹配凌动开关的灯具开关检测电路：
  • 当开关被按下时，市电断开时，L\N输入电压为0，MOS器件Q5断开，GPIO输出高电平；
  • 当开关回弹后，市电导通时，L\N输入电压为220V交流的，MOS器件Q5导通，GPIO输出低电平；
  • 智能灯中的MCU通过检测GPIO的高低电平状态即可识别开关的动作状态。

技术优劣势
从产品应用的维度上讲，凌动开关兼顾成本、用户传统使用习惯，非常巧妙地解决了“如何让灯具熄灯不离线”的场景痛点；

从技术设计的维度上讲，本质上就是传统回弹式机械结构、过零检测电路的应用延伸。

设计角度进行评估，如下情况可能会导致领导开关控制灯具出现概率性失败：

  • 开关触点在通断过程中触点连接并非理想的通断过程，可能存在临界导通状态，此时会导致市电通断不稳定；

  • 当回路中出现多个灯具并联的情况时（如客厅中布置了10个筒灯），由于回路中电容有放电过程，当开关断开时，电压并非直接掉至0V，这会直接导致灯具检测端GPIO输出并非为理想的高电平状态。

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