Электрический сенсорный переключатель

Авторы патента:


 

Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована для управления нагрузкой, в частности, осветительными приборами. Технический результат - расширение функциональных возможностей электрического сенсорного переключателя. Электрический сенсорный переключатель включает в себя модуль сенсора, по меньшей мере, один модуль источника питания и, по меньшей мере, один, исполнительный модуль. Модуль сенсора используется для приема сигнала от пользователя и управления действиями исполнительного модуля в соответствии с действиями пользователя, исполнительный модуль используется для подключения/отключения нагрузки от сети электропитания, а модуль источника питания используется для подачи напряжения питания на модуль сенсора и исполнительный модуль. Модуль сенсора выполнен с мульти-тач экраном, поддерживающим функцию скроллинга экранных сцен в вертикальном и/или горизонтальном направлениях, с возможностью поддержки графики и анимации, отражающей функциональное состояние электрического сенсорного переключателя и/или темы экранной сцены. Для этого первоначальная и любая последующая инсталляция электрического сенсорного переключателя в электро-систему помещения могут включать в себя, по меньшей мере, следующие режимы: автоматический без участия пользователя и мануальный, 1 н.п. и 11 з.п. ф-лы, 3 ил.

Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована для управления нагрузкой, в частности, осветительными приборами.

В настоящее время повсеместно используются системы управления освещением площадей и помещений различного назначения. Это могут быть бытовые помещения, торговые, выставочные, производственные или любые другие помещения, где применяется многозональное освещение. Они позволяют управлять множеством ламп и группами ламп для освещения определенных зон. Сегодня существует много типов систем управления зональным освещением. Различия между ними заключаются, прежде всего, в способе передачи и обработке данных (управляющих сигналов), исходящих от терминала (в простейшем исполнении - механический переключатель) или терминалов управления, и предназначенных для управления исполнительными устройствами, связанными с различными нагрузками, в том числе источниками света. Для передачи управляющих сигналов, эти системы используют всевозможные аналоговые и цифровые коммуникационные технологии, как проводные, так и беспроводные на основе радиосвязи или ИК-связи. Исполнительными устройствами в подобных системах в зависимости от типа нагрузки, как правило, являются электромагнитные или электронные реле-переключатели. Объединяет же все перечисленные системы одна проблема - проблема отсутствия дружественного и интуитивного интерфейса, интерфейса, не требующего специальных знаний и длительного обучения, интерфейса для «домохозяек».

Известен электрический переключатель с сенсорным экраном мульти-тач, который включает сенсорный экран, разделенный на множество зон. Каждая зона сенсорного экрана приведена в соответствие с одной линией питания и управляет ею. Зоны на сенсорном экране сформированы заранее при производственном цикле, и обозначены на поверхности экрана рисунком (CN 03166860 (U), Н03К 17/96, 28.08.2013, Д1). Недостатком этого переключателя является наличие жестких программных настроек экрана и ограниченное геометрическими размерами количество коммутируемых нагрузок.

Известна электрическая инсталляционная система, содержащая установочное устройство, коммутирующее нагрузку, второе установочное устройство с сенсорными средствами управления, двухпроводную линию связи, соединяющую оба установочных устройства и модуль для энергоснабжения второго установочного устройства (RU 2012131151/07, Н04B 3/54, 21.12.2010, Д2). Указанное устройство выбрано в качестве наиболее близкого аналога. Недостатком этой системы является ограниченность возможностей второго сенсорного установочного устройства, и, как следствие, ограничение количества независимых нагрузок.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является расширение функциональных возможностей электрического сенсорного переключателя.

Технический результат достигается тем, что в электрическом сенсорном переключателе, включающем в себя модуль сенсора, первый модуль источника питания и, по меньшей мере, один, исполнительный модуль, в котором модуль сенсора используется для приема сигнала от пользователя и управления действиями исполнительного модуля в соответствии с действиями пользователя, исполнительный модуль используется для подключения/отключения нагрузки от сети электропитания, а модуль источника питания используется для подачи напряжения питания на модуль сенсора и исполнительный модуль. Модуль сенсора выполнен с мульти-тач экраном, поддерживающим функцию скроллинга экранных сцен в вертикальном и/или горизонтальном направлениях, с возможностью поддержки графики и анимации, отражающей функциональное состояние электрического сенсорного переключателя и/или темы экранной сцены. Для этого первоначальная и любая последующая инсталляция электрического сенсорного переключателя в электросистему помещения (под термином электросистема помещения следует понимать совокупность систем электропитания помещения/помещений, имеющих единое, отключаемое подсоединение к внешней сети электропитания) может производиться автоматически без участия пользователя и мануально.

Автоматическая инсталляция заключается в: установлении связи модулем сенсора через первый модуль контроллера линии связи поочередно со всеми присутствующими в устройстве модулями контроллеров линий связи с индексами от 2 до N, запоминании в энергозависимой памяти этой информации, сборе информации о готовности к работе каналов управления от 2 до N, и, при возможном обнаружение неисправности в канале управления или ошибки при монтаже, отображении на мониторе модуля сенсора соответствующего сообщения.

Мануальная инсталляция заключается в: выборе экранной сцены, привязке экранной сцены к определенной нагрузке.

В состав электрического сенсорного переключателя дополнительно введены первый модуль контроллера линии связи, М-ый модуль контроллера линии связи, М-ый модуль источника питания, где индекс М принимает значения от 2 до N. При этом, первый модуль источника питания обеспечивает напряжением питания модуль сенсора и первый модуль контроллера линии связи, М-ый модуль источника питания обеспечивает напряжением питания М-ый модуль контроллера линии связи и, по меньшей мере, один М-ый исполнительный модуль, при этом связь между модулем сенсора и, по меньшей мере, одним указанным исполнительным модулем осуществляется по линии связи (например, посредством проводящих дорожек печатной платы) по любому известному протоколу посредством подключенного к модулю сенсора первого модуля контроллера линии связи, и М-го модуля контроллера линии связи, подключенного к, по меньшей мере, одному исполнительному модулю. К любому М-му исполнительному модулю подключена, по меньшей мере, одна М-ая нагрузка. Нагрузкой исполнительного модуля следует считать все потребители тока, подключенные к исполнительному модулю.

Устройство с вышеперечисленной совокупностью признаков позволяет за счет сбалансированного использования программируемых при инсталляции любого уровня (первоначальной, либо любой последующей) и жестко запрограммированных настроек функционирования электрического сенсорного переключателя, удобного интерфейса с двунаправленным (вертикальный и горизонтальный) скроллингом и неограниченным количеством каналов «модуль сенсора -первый модуль контроллера линии связи - М-ый модуль контроллера линии связи - М-ый исполнительный модуль - М-ая нагрузка» (в дальнейшем - М-ые каналы управления), добиться указанного технического результата.

На фиг. 1 приведена схема электрического сенсорного переключателя согласно п. 1 формулы полезной модели.

На фиг. 2 приведена схема электрического сенсорного переключателя согласно п.п. 7-9 формулы полезной модели.

На фиг. 3 приведена схема электрического сенсорного переключателя в распределенном (многоблочном) форм-факторе согласно п.п. 10-12 формулы полезной модели.

Работа электрического сенсорного переключателя происходит следующим образом.

Электрический сенсорный переключатель согласно п. 1 формулы полезной модели устанавливают стационарно в удобном для пользователя месте. К входам всех модулей источника питания и исполнительным модулям, входящим в состав электрического сенсорного переключателя, подключают сеть электропитания в соответствии с действующими стандартами. К выходам исполнительных модулей подключают соответствующие нагрузки. Исполнительные модули могут быть электронными и/или электромагнитными. Очевидно, что тип исполнительных модулей и их количество зависит от решаемой задачи. Когда согласно п.п. 1-9 формулы (фиг. 2) исполнительные модули конструктивно выполнены в едином корпусе с другими модулями из состава электрического сенсорного переключателя, то сеть электропитания подключается к единственному в этом случае первому модулю источника питания, а электрические соединения в соответствие с фиг. 2 выполнены при производстве электрического сенсорного переключателя.

Вполне допустимы случаи (удаленная, энергоемкая нагрузка, напряжение питания для нагрузки отличное от напряжения в электросети, заранее сформированная электро-система помещения и т.п.), когда электрический сенсорный переключатель целесообразно разделять на, по меньшей мере, два блока (первый блок и М-ые блоки), тогда между первым модулем контроллера линии связи и М-ым модулем контроллера линии связи присутствует линия связи, при этом сеть электропитания, подключают к каждому из модулей источника питания и исполнительным модулям исполнения электрического сенсорного переключателя согласно п.п. 10-12 формулы (фиг. 3). Для упрощения этой процедуры согласно п.п. 10-12 формулы модуль сенсора, соединенный с первым модулем контроллера линии связи, и первый модуль источника питания, обеспечивающий напряжением питания Uп все модули из первого блока, выполнен в едином корпусе в форм-факторе настенного переключателя, а любой М-ый блок состоит из М-го модуля контроллера линии связи соединенного с М-ым исполнительным модулем, и М-го модуля источника питания, обеспечивающим напряжением питания Uп все модули из указанного блока, при этом он выполнен в едином корпусе в форм-факторе устройства, устанавливаемого на DIN-рейку, и/или переходника для непосредственного подключения к розетке сети электропитания, и/или компактного устройства для имплантации в корпус нагрузки и т.п.

В любом варианте выполнения электрического сенсорного переключателя согласно формулы, модули источника питания обеспечивают напряжением питания Uп модуль сенсора, все модули контроллера линии связи и все исполнительные модули сразу после подключения их к сети электропитания.

После первичной подачи напряжения питания на электрический сенсорный переключатель, автоматически начинается первичная инсталляция устройства и проходит без участия пользователя. Модуль сенсора через первый модуль контроллера линии связи устанавливает связь поочередно со всеми присутствующими в устройстве М-ми модулями контроллера линии связи, запоминает в энергозависимой памяти эту информацию, собирает информацию о готовности к работе М-ых каналов управления. При возможном обнаружении неисправности в канале управления или ошибки при монтаже на мониторе модуля сенсора отображается соответствующее сообщение, например: «нет связи с исполнительным модулем», или «нагрузка не подключена», или «осторожно! короткое замыкание». Сообщения сопровождаются наглядной анимацией, рекомендующей пользователю порядок дальнейших действий. Отсутствие неисправностей или ошибок автоматически переводит электрический сенсорный переключатель в следующий режим инсталляции - мануальный. Следует заметить, что автоматический режим первичной инсталляции запускается один раз для определенного набора каналов управления. Для корректной работы устройства, любое изменение числа каналов управления поведет за собой принудительный сброс всех настроек, и повторную первичную инсталляцию. Для принудительного сброса всех настроек на модуле сенсора предусмотрен малозаметный и труднодоступный механический переключатель в форме кнопки (на фигурах не указан). Простое отключение от сети электрического питания не приведет к сбросу настроек, т.к. модуль сенсора и М-ые исполнительные модули, согласно п. 3 формулы, содержат независимый источник питания, обеспечивающий сохранение настроек последней инсталляции и отключение всех нагрузок от сети электропитания при продолжительном отключении электрического сенсорного переключателя от напряжения питания.

Мануальный режим инсталляции осуществляется пользователем, исходя из его пожеланий и потребностей и уже совершенных подключений нагрузок, т.е. при полностью сформированных каналах управления. В энергонезависимой памяти модуля сенсора хранятся библиотеки экранных заставок и анимационных роликов, из которых пользователь может формировать экранную сцену для каждого канала управления и просматривать результат на мониторе модуля сенсора. В электрическом сенсорном переключателе предусмотрена возможность установки любых заставок и анимационных роликов из указанной библиотеки для каждого из состояний любого из каналов управления, а именно: режим включенного канала управления, режим выключенного канала управления, режим ожидания, «спящий» режим. Для расширения выбора экранных сцен и функциональных возможностей электрического сенсорного переключателя в целом, согласно п.п. 4-5 формулы, пользователь может во время проведения мануальной части инсталляции электрического сенсорного переключателя установить средствами модуля сенсора текущие дату и время. Помимо отображения этой информации на мониторе модуля сенсора в удобном для пользователя виде, данные о дате и времени могут использоваться пользователем для управления таймером в каждом канале управления независимо. Установки таймеров не являются необходимыми для инсталляции и могут проводиться пользователем в любое время.

Сформированная из заставок и/или анимационных роликов экранная сцена средствами модуля сенсора привязывается к одному или нескольким (по желанию пользователя) каналам управления. Простым примером экранной сцены может быть, например, трехмерное изображение клавиш переключателя, кнопки, рубильника и т.п., указание в виде пиктограмм на территориальное расположение нагрузки, фиксированное цветовое решение, в режиме ожидания - циферблат часов, а в «спящем» режиме изредка пробегающие по монитору искорки (чтобы в темноте легче найти).

Простое и функциональное управление средствами модуля сенсора предоставляет экран монитора указанного модуля. Он выполнен по технологии мульти-тач, поддерживает одновременный горизонтальный и вертикальный скроллинг, что позволяет создать интуитивно понятный интерфейс и существенно расширяет возможности пользователя в работе с электрическим сенсорным переключателем. Введенные в состав модуля сенсора, согласно п. 2 формулы, датчики освещенности и приближения (на фигурах не указаны) позволяют существенно снизить энергопотребление электрического сенсорного переключателя, и, что немало важно, облегчить его поиск в темное время суток за счет использования оптимальной яркости подсветки экрана, и полном отключение подсветки при отсутствии пользователя в радиусе действия датчика приближения.

Таким образом, устройство по п. 1 формулы решает задачу по расширению функциональных возможностей электрического сенсорного переключателя.

1. Электрический сенсорный переключатель, включающий в себя модуль сенсора, первый модуль источника питания и, по меньшей мере, один исполнительный модуль, в котором модуль сенсора используется для приема сигнала от пользователя и управления действиями исполнительного модуля в соответствии с действиями пользователя, исполнительный модуль используется для подключения/отключения нагрузки от сети электропитания, первый модуль источника питания используется для подачи напряжения питания на модуль сенсора и исполнительный модуль, отличающийся тем, что модуль сенсора выполнен с мульти-тач экраном, поддерживающим функцию скроллинга экранных сцен в вертикальном и/или горизонтальном направлениях, с возможностью поддержки графики и анимации, отражающей функциональное состояние электрического сенсорного переключателя и/или темы экранной сцены, при этом первоначальная и любая последующая инсталляция электрического сенсорного переключателя в электросистему помещения включает в себя автоматический и мануальный режим, а в состав электрического сенсорного переключателя введены первый модуль контроллера линии связи, М-й модуль контроллера линии связи, М-й модуль источника питания, М-й исполнительный модуль, где индекс M принимает значения от 2 до N, при этом первый модуль источника питания обеспечивает напряжением питания модуль сенсора и первый модуль контроллера линии связи, М-й модуль источника питания обеспечивает напряжением питания М-й модуль контроллера линии связи и М-й исполнительный модуль, при этом связь между модулем сенсора и, по меньшей мере, одним исполнительным модулем осуществляется посредством подключенного к модулю сенсора первого модуля контроллера линии связи, и М-го модуля контроллера линии связи, подключенного к, по меньшей мере, одному исполнительному модулю.

2. Электрический сенсорный переключатель по п. 1, отличающийся тем, что модуль сенсора дополнительно содержит датчики освещенности и/или приближения, обеспечивающие, в соответствии со своими назначениями, минимальный расход электроэнергии для подсветки мульти-тач экрана и/или включение указанной подсветки только при приближении пользователя.

3. Электрический сенсорный переключатель по любому из пп. 1 и 2, отличающийся тем, что модуль сенсора и М-е исполнительные модули дополнительно содержат независимый источник питания, обеспечивающий сохранение настроек последней инсталляции и отключение всех нагрузок от сети электропитания при продолжительном отключении электрического сенсорного переключателя от напряжения питания.

4. Электрический сенсорный переключатель по любому из пп. 1 и 2, отличающийся тем, что модуль сенсора выполнен с возможностью исчисления и отображения "даты/времени", а первоначальная и любая последующая инсталляция дополнительно включают в себя установку "даты/времени".

5. Электрический сенсорный переключатель по п. 3, отличающийся тем, что модуль сенсора выполнен с возможностью исчисления и отображения "даты/времени", а первоначальная и любая последующая инсталляция дополнительно включают в себя установку "даты/времени".

6. Электрический сенсорный переключатель по п. 4, отличающийся тем, что модуль сенсора выполнен с возможностью исчисления и отображения "даты/времени", а первоначальная и любая последующая инсталляция дополнительно включают в себя установку "даты/времени".

7. Электрический сенсорный переключатель по любому из пп. 1, 2, 5, 6, отличающийся тем, что содержит модуль напряжения питания, подключенный к каждому из модулей: модуль сенсора, первый модуль контроллера линии связи, М-е модули контроллера линии связи, М-ые исполнительные модули.

8. Электрический сенсорный переключатель по п. 3, отличающийся тем, что содержит модуль напряжения питания, подключенный к каждому из модулей: модуль сенсора, первый модуль контроллера линии связи, М-е модули контроллера линии связи, М-е исполнительные модули.

9. Электрический сенсорный переключатель по п. 4, отличающийся тем, что содержит модуль напряжения питания, подключенный к каждому из модулей: модуль сенсора, первый модуль контроллера линии связи, М-е модули контроллера линии связи, М-е исполнительные модули.

10. Электрический сенсорный переключатель по любому из пп. 1, 2, 5, 6, 8, 9, отличающийся тем, что он выполнен, по меньшей мере, из двух блоков, первый из которых состоит из модуля сенсора, соединенного с первым модулем контроллера линии связи, и первого модуля источника питания, обеспечивающего напряжением питания Uп все модули из первого блока, и выполнен в едином корпусе в форм-факторе настенного переключателя, а М-й блок состоит из М-го модуля контроллера линии связи соединенного с М-м исполнительным модулем, и М-го модуля источника питания, обеспечивающего напряжением питания Uп все модули из указанного блока, при этом М-й блок выполнен в едином корпусе в форм-факторе устройства, устанавливаемого на DIN-рейку, и/или переходника для непосредственного подключения к розетке сети электропитания, и/или компактного устройства для имплантации в корпус нагрузки.

11. Электрический сенсорный переключатель по п. 3, отличающийся тем, что он выполнен, по меньшей мере, из двух блоков, первый из которых состоит из модуля сенсора, соединенного с первым модулем контроллера линии связи, и первого модуля источника питания, обеспечивающего напряжением питания Uп все модули из первого блока, и выполнен в едином корпусе в форм-факторе настенного переключателя, а М-й блок состоит из М-го модуля контроллера линии связи, соединенного с М-м исполнительным модулем, и М-го модуля источника питания, обеспечивающего напряжением питания Uп все модули из указанного блока, при этом М-й блок выполнен в едином корпусе в форм-факторе устройства, устанавливаемого на DIN-рейку, и/или переходника для непосредственного подключения к розетке сети электропитания, и/или компактного устройства для имплантации в корпус нагрузки.

12. Электрический сенсорный переключатель по п. 4, отличающийся тем, что он выполнен, по меньшей мере, из двух блоков, первый из которых состоит из модуля сенсора, соединенного с первым модулем контроллера линии связи, и первого модуля источника питания, обеспечивающего напряжением питания Uп все модули из первого блока, и выполнен в едином корпусе в форм-факторе настенного переключателя, а М-й блок состоит из М-го модуля контроллера линии связи, соединенного с М-м исполнительным модулем, и М-го модуля источника питания, обеспечивающего напряжением питания Uп все модули из указанного блока, при этом М-й блок выполнен в едином корпусе в форм-факторе устройства, устанавливаемого на DIN-рейку, и/или переходника для непосредственного подключения к розетке сети электропитания, и/или компактного устройства для имплантации в корпус нагрузки.



 

Похожие патенты:
Наверх