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
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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