(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-03-04
(54)【発明の名称】スマートスイッチモジュールおよび標準ライトスイッチを用いてスマートスイッチモジュールを制御する方法
(51)【国際特許分類】
H05B 47/19 20200101AFI20220225BHJP
H02J 13/00 20060101ALI20220225BHJP
H01H 9/54 20060101ALI20220225BHJP
H05B 47/105 20200101ALI20220225BHJP
【FI】
H05B47/19
H02J13/00 311K
H01H9/54 G
H05B47/105
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2021540857
(86)(22)【出願日】2020-03-13
(85)【翻訳文提出日】2021-09-02
(86)【国際出願番号】 IB2020052340
(87)【国際公開番号】W WO2020144669
(87)【国際公開日】2020-07-16
(32)【優先日】2019-01-13
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】521310222
【氏名又は名称】スプラドリー,ミカエル
【氏名又は名称原語表記】SPRADLEY,Michael
【住所又は居所原語表記】11318 Lazarro Ln,Richmond,Texas 77406 (US)
(74)【代理人】
【識別番号】100180781
【氏名又は名称】安達 友和
(74)【代理人】
【識別番号】100182903
【氏名又は名称】福田 武慶
(72)【発明者】
【氏名】スプラドリー,ミカエル
【テーマコード(参考)】
3K273
5G034
5G064
【Fターム(参考)】
3K273PA10
3K273QA29
3K273TA03
3K273TA15
3K273TA28
3K273TA41
3K273TA54
3K273UA27
5G034AE01
5G064AA01
5G064AC06
5G064DA07
(57)【要約】
【要約】
本明細書では、スマートスイッチモジュールおよびその使用方法について説明する。スマートスイッチモジュールは、エンクロージャーと、すべてエンクロージャーの外部からアクセス可能な、AC入力端子、DC出力端子、制御入力端子、AC出力端子と、エンクロージャー内のリレーおよびマイクロコントローラーと、を含み得る。DC出力端子は、標準ライトスイッチの供給側端子に接続し得る。制御入力端子は、負荷側端子に接続し得る。標準ライトスイッチは、供給側端子および負荷側端子を接続および切断し得る。リレーは、リレーAC出力を含み得、これは、AC出力端子と接続し得る。マイクロコントローラーは、制御入力と制御出力とを含み得る。制御入力は、DC出力端子に接続し得、リレーの状態を制御し得る。マイクロコントローラーは、ライトスイッチの状態変化を検出すると、リレーの状態を変化させ得る。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
エンクロージャーと、
前記エンクロージャーの外部からアクセス可能な交流(AC)入力端子と、
前記エンクロージャーの前記外部からアクセス可能な第1のDC出力端子であって、前記第1のDC出力端子は第1の標準ライトスイッチの第1の供給側端子に接続可能である第1のDC出力端子と、
前記エンクロージャーの前記外部からアクセス可能な第1の制御入力端子であって、前記第1の制御入力端子は前記第1の標準ライトスイッチの第1の負荷側端子に接続可能であり、前記第1の標準ライトスイッチは前記第1の供給側端子と前記第1の負荷側端子と間の接続および切断が可能である第1の制御入力端子と、
前記エンクロージャーの前記外部からアクセス可能な第1のAC出力端子と、
前記第1のAC出力端子と電気的に接続された第1のリレーAC出力を含む第1のリレーと、
前記エンクロージャー内のマイクロコントローラーであって、前記マイクロコントローラーは、
前記第1のDC出力端子と電気的に接続された第1の制御入力と、
前記第1のリレーの第1の状態を制御し得る第1の制御出力と、
アプリケーションおよびデータストレージを含むメモリーと、
前記アプリケーションに従って、第1のライトスイッチの状態変化を検出すると、前記第1のリレーの前記第1の状態を変化させるプロセッサーと、を含むマイクロコントローラーと、を含む、スマートスイッチモジュール。
【請求項2】
前記第1のリレーは、ソリッドステートリレーである、請求項1に記載のスマートスイッチモジュール。
【請求項3】
前記第1のリレーの前記第1の状態を変化させることは、前記第1のAC出力端子の電圧を電圧範囲内で変化させる、請求項2に記載のスマートスイッチモジュール。
【請求項4】
前記第1のリレーの前記第1の状態を変化させることは、前記第1のAC出力端子の電圧をそれが変化する前にOFFであった場合はONに、それが変化する前にONであった場合はOFFに変化させる、請求項2に記載のスマートスイッチモジュール。
【請求項5】
前記エンクロージャーの前記外部からアクセス可能な第1のAC ALT出力端子をさらに含み、前記第1のリレーは前記第1のAC ALT出力端子と電気的に接続された第1のリレーAC ALT出力をさらに含み、さらに、AC出力端子がONのとき、AC ALT出力端子はOFFであり、AC出力端子がOFFのとき、AC ALT出力はONである、請求項1に記載のスマートスイッチモジュール。
【請求項6】
前記マイクロコントローラーは、ネットワークインターフェースから前記第1の状態を変化させる命令を受信し得る通信ポートをさらに含む、請求項1に記載のスマートスイッチモジュール。
【請求項7】
前記ネットワークインターフェースは、DOP(data-over-power)ネットワークインターフェースである、請求項6に記載のスマートスイッチモジュール。
【請求項8】
前記DOPネットワークインターフェースは、ハイパスフィルタを含む、請求項7に記載のスマートスイッチモジュール。
【請求項9】
前記ネットワークインターフェースは、Wi-Fiネットワークインターフェースである、請求項6に記載のスマートスイッチモジュール。
【請求項10】
前記第1のリレーは、リレードライバーを含む、請求項1に記載のスマートスイッチモジュール。
【請求項11】
前記第1のDC出力端子は、前記エンクロージャーの外側に延びる第1のワイヤーを含み、
前記第1の制御入力端子は、前記エンクロージャーの外側に延びる第2のワイヤーを含む、請求項1に記載のスマートスイッチモジュール。
【請求項12】
前記交流(AC)入力端子は、供給ワイヤーを受け入れ得る第1のソケットを含み、
前記第1のAC出力端子は、負荷ワイヤーを受け入れ得る第2のソケットを含む、請求項1に記載のスマートスイッチモジュール。
【請求項13】
前記エンクロージャーの前記外部からアクセス可能な第2のDC出力端子であって、前記第2のDC出力端子は第2の標準ライトスイッチの第2の供給側端子に接続可能である第2のDC出力端子と、
前記エンクロージャーの前記外部からアクセス可能な第2の制御入力端子であって、前記第2の制御入力端子は前記第2の標準ライトスイッチの第2の負荷側端子に接続可能であり、前記第2の標準ライトスイッチは前記第2の供給側端子と前記第2の負荷側端子と間の接続および切断が可能である第2の制御入力端子と、
前記エンクロージャーの前記外部からアクセス可能な第2のAC出力端子と、
前記第2のAC出力端子と電気的に接続された第2のリレーAC出力を含む第2のリレーと、をさらに含み、
前記マイクロコントローラーはさらに、
前記第2のDC出力端子と電気的に接続された第2の制御入力と、
前記第2のリレーの第2の状態を制御し得る第2の制御出力と、を含み、
さらに、前記プロセッサーは、前記アプリケーションに従って、第2のライトスイッチの状態変化を検出すると、前記第2のリレーの前記第2の状態を変化させる、請求項1に記載のスマートスイッチモジュール。
【請求項14】
標準ライトスイッチをスマートモジュールに接続することであって、標準ライトスイッチモジュール、
前記標準ライトスイッチは、
供給側端子および
負荷側端子を含み、第1の標準ライトスイッチは第1の供給側端子と第1の負荷側端子との間を接続および切断し得、
スマートスイッチモジュールは、
エンクロージャーと、
前記エンクロージャーの外部からアクセス可能な交流(AC)入力端子と、
前記エンクロージャーの前記外部からアクセス可能な第1のDC出力端子であって、前記標準ライトスイッチは前記第1のDC出力端子を前記第1の供給側端子に接続することで前記スマートスイッチモジュールに接続させる第1のDC出力端子と、
前記エンクロージャーの前記外部からアクセス可能な第1の制御入力端子であって、前記標準ライトスイッチはさらに、前記第1の制御入力端子を前記第1の負荷側端子に接続することで、前記スマートスイッチモジュールに接続する第1の制御入力端子と、
前記エンクロージャーの前記外部からアクセス可能な第1のAC出力端子と、
前記第1のAC出力端子と電気的に接続された第1のリレーAC出力を含む第1のリレーと、
前記エンクロージャー内のマイクロコントローラーであって、前記マイクロコントローラーは、
前記第1のDC出力端子と電気的に接続された第1の制御入力と、
前記第1のリレーの第1の状態を制御し得る第1の制御出力と、
アプリケーションおよびデータストレージを含むメモリーと、
プロセッサーと、を含む、マイクロコントローラーと、を含む、接続することと、
前記マイクロコントローラーによって、前記第1の標準ライトスイッチの第1のライトスイッチの状態変化を検出することと、
前記マイクロコントローラーを用いて、前記第1のライトスイッチの状態変化を検出すると、前記第1のリレーの前記第1の状態を変化させることと、を含むスマートスイッチを用いたデバイスを制御する方法。
【請求項15】
前記第1の状態を変化させた後、前記第1の状態を所定の期間維持することをさらに含む、請求項14に記載の方法。
【請求項16】
前記マイクロコントローラーは、ネットワークインターフェースから前記第1の状態を変化させる命令を受信し得る通信ポートをさらに含む、請求項14に記載の方法。
【請求項17】
前記命令を受信することと、
前記命令に基づいて前記第1の状態を変化させるステップをさらに含む、請求項16に記載の方法。
【請求項18】
前記ネットワークインターフェースは、DOPネットワークインターフェースである、請求項17に記載の方法。
【請求項19】
前記ネットワークインターフェースは、Wi-Fiネットワークインターフェースである、請求項17に記載の方法。
【請求項20】
前記スマートスイッチモジュールから前記標準ライトスイッチを切断するステップをさらに含む、請求項12に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【0001】
本開示は、スマートスイッチモジュールおよび標準ライトスイッチを用いてスマートスイッチモジュールを制御する方法に関する。本開示の目的について、議論されるそのようなスマートスイッチモジュールおよびその使用方法は、単に例示的であり、限定するものではない。
【0002】
一般的な家庭では、照明、シーリングファンおよび他の家庭デバイスなどのデバイスを制御するために、標準ライトスイッチが使用されている。家庭内の標準ライトスイッチには、1極スイッチまたは2極スイッチのいずれかがあることが多い。1極スイッチには2つの端子がある。第1の端子は、電源に通電している送電線に接続し、一方で、第2の端子は、上述のようなデバイスにつながるワイヤーに接続する。標準ライトスイッチは、第1の位置では、第1の端子を第2の端子と電気的に接続します。標準ライトスイッチは、第2の位置では、第1の端子を第2の端子と電気的に接続しない。2極スイッチには3つの端子がある。第1の端子は、電源に通電している送電線に接続し、一方で、第2の端子は、回路の第1のノードに接続し、第3の端子は、回路の第2のノードに接続する。標準ライトスイッチは、第1の位置では、第1の端子を第2の端子と電気的に接続し、第3の端子とは電気的に接続しない。標準ライトスイッチは、第2の位置では、第1の端子を第2の端子と電気的に接続せず、第3の端子と電気的に接続する。家庭では、デバイスを制御するために2つの標準ライトスイッチが用いられる、2極スイッチが使用されることが多い。例えば、ホールライトは、ホールの各端にある標準ライトスイッチによって制御可能であり得る。そのようなスイッチは2極スイッチであろう。
【0003】
標準ライトスイッチの別のタイプは、標準調光スイッチである。標準調光スイッチは、手動操作でデバイス、通常はライトまたはシーリングファンに供給される電力を増減し、ライトまたはファンの強度を変化させる。
【0004】
標準ライトスイッチは通常、壁のスイッチボックスに取り付けられる。スイッチボックスは、1以上のスイッチを収納し得る。一部のスイッチボックスには1つのスイッチを収納するが、エリアには切り替えが必要な2以上のデバイスがあることが多いため、スイッチボックスに2以上のスイッチが収納されることはよくある。たとえば、各寝室には、ドアの近くに2つのスイッチがあり、1つはライト用、もう1つはシーリングファン用である。
【0005】
標準ライトスイッチには、さまざまな色および形がある。結果として、スイッチボックスを覆うフェースプレートも、さまざまな標準ライトスイッチに一致するように多くの色および形状で売り出される。
【0006】
近年、スマートホームデバイスが普及しているが、最も人気のあるスマートホームデバイスの1つは、Wi-Fiスイッチモジュールを含む。Wi-Fiスイッチモジュールは、電子デバイスを使って、無線ネットワーク上でデバイスの制御を行う。現状では、Wi-Fiスイッチモジュールは、標準ライトスイッチの代わりとなる。そのため、Wi-Fiスイッチモジュールを使用するには、壁のスイッチボックスから標準ライトスイッチを取り出す必要がある。そして、その場所にWi-Fiスイッチモジュールを配線して設置する。Wi-Fiスイッチモジュールを設置すると、Wi-Fiスイッチモジュールに内蔵されているビルトインスイッチを使ってユーザーが手動でデバイスを操作できるようになるだけでなく、電子デバイスを使ってWi-Fiネットワーク経由でデバイスを操作することも可能になる。このようなWi-Fiスイッチモジュールは、手動および無線でライトを操作する際に非常に有効である。しかし、市販されている既存のWi-Fiスイッチモジュールには、いくつかの欠陥がある。まず、手動スイッチ機構が内蔵されているため、購入者は、Wi-Fiスイッチモジュールメーカーの数少ない色および形に制限される。Wi-Fiスイッチメーカーは数多くあるが、デザインは技術重視になりがちで、色および形の選択肢は非常に限られる。その結果、Wi-Fiスイッチモジュールの美的デザインは、設置されているものが、それが置かれている部屋または家の美的感覚と一致しないことがよくある。そのため、標準ライトスイッチをいくつか交換するだけで、敷地内のスイッチの統一性が崩れ得る。また、各ライトスイッチをWi-Fiスイッチモジュールに交換するにはコストがかかり得る。また、Wi-Fiスイッチモジュールでは、1つのスイッチしか制御できないという難点に出くわす。そのため、スイッチパネル内の2つ以上の標準ライトスイッチをWi-Fiスイッチモジュールに交換することは難しく、不便で、かつコストもかかる。さらに、Wi-Fi接続自体が意図せずにネットワークから切断されることがあり、ネットワークの制御ができなくなることがある。
【0007】
そのため、標準ライトスイッチを、標準ライトスイッチモジュールに接続可能な改良されたスマートスイッチモジュールと統合するための改良されたシステムおよび方法があれば便利であろう。さらに、スマートスイッチデバイスが複数のデバイスを制御できると有利であろう。さらに、2極のスマートスイッチがあれば有利であろう。さらに、有利であろう。さらに、標準調光スイッチに接続可能なスマートスイッチがあれば有利であろう。
【発明の概要】
【0008】
本明細書では、スマートスイッチモジュールシステムおよびその使用方法について説明する。スマートスイッチモジュールは、エンクロージャーと、交流(AC)入力端子と、第1の(DC)出力端子と、第1の制御入力端子と、第1のAC出力端子と、第1のリレーACと、マイクロコントローラーとを含み得る。AC入力端子、第1のDC出力端子、第1の制御入力端子、および第1のAC出力端子は、エンクロージャーの外部からアクセス可能であり得る。第1のDC出力端子は、第1の標準ライトスイッチの第1の供給側端子に接続可能であり得る。第1の制御入力端子は、第1の標準ライトスイッチの第1の負荷側端子に接続可能であり得る。第1の標準ライトスイッチは、第1の供給側端子と第1の負荷側端子との間の接続および切断が可能であり得る。第1のリレーは、第1のAC出力端子と電気的に接続可能な、第1のリレーAC出力を含み得る。マイクロコントローラーは、エンクロージャー内に存在し得、第1の制御入力、第1の制御出力、メモリー、およびプロセッサーを含み得る。第1の制御入力は、第1のDC出力端子と電気的に接続し得、第1のリレーの第1の状態の制御が可能であり得る。メモリーは、アプリケーションおよびデータストレージを含み得る。プロセッサーは、アプリケーションに従って、第1のライトスイッチの状態変化を検出すると、第1のリレーの第1の状態を変化させることができる。
【0009】
別の実施形態では、スマートスイッチを使用してデバイスを制御する方法が本明細書に記載される。スマートスイッチを使用してデバイスを制御する方法は、標準ライトスイッチをスマートモジュールに接続するステップを含み得る。標準ライトスイッチモジュールは、供給側端子と負荷側端子とを含み得る。第1の標準ライトスイッチは、第1の供給側端子と第1の負荷側端子との間の接続および切断が可能であり得る。スマートスイッチモジュールは、エンクロージャーと、交流(AC)と、第1のDC出力端子と、第1の制御入力端子と、第1のAC出力端子と、第1のリレーと、マイクロコントローラーとを含み得る。交流入力(AC)端子は、エンクロージャーの外部からアクセス可能であり得る。第1のDC出力端子は、エンクロージャーの外部からアクセス可能であり得る。標準ライトスイッチは、第1のDC出力端子を第1の供給側端子に接続することで、スマートスイッチモジュールに接続し得る。第1の制御入力端子は、エンクロージャーの外部からアクセス可能であり得る。標準ライトスイッチは、さらに、第1の制御入力端子を第1の負荷側端子に接続することによって、スマートスイッチモジュールに接続し得る。第1のAC出力端子は、エンクロージャーの外部からアクセス可能であり得る。第1のリレーは、第1のリレーAC出力を含み得る。第1のリレーAC出力は、第1のAC出力端子と電気的に接続し得る。マイクロコントローラーは、エンクロージャーの中にあり得る。マイクロコントローラーは、第1の制御入力と、第1の制御出力と、メモリーと、プロセッサーとを含み得る。第1の制御入力は、第1のDC出力端子と電気的に接続し得る。第1の制御出力は、第1のリレーの第1の状態を制御することが可能であり得る。メモリーは、アプリケーションおよびデータストレージを含み得る。プロセッサーは、マイクロコントローラーによって、第1の標準ライトスイッチの第1のライトスイッチ状態変化を検出し得る。そして、プロセッサーは、マイクロコントローラーを用いて、第1のライトスイッチの状態変化を検出すると、第1のリレーの第1の状態を変化させ得る。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【0011】
【
図2】1つのデバイスへの電力を制御するために使用され得るスマートスイッチモジュールの回路図であり、スマートスイッチモジュールは、DOPネットワークインターフェースを備える。
【0012】
【
図3】複数のデバイスへの電力を制御するために使用され得るスマートスイッチモジュールの回路図であり、スマートスイッチモジュールは、DOPネットワークインターフェースを備える。
【0013】
【
図4】複数のデバイスへの電力を制御するために使用され得るスマートスイッチモジュールの回路図であり、スマートスイッチモジュールは、Wi-Fiネットワークインターフェースを備える。
【0014】
【
図5】本開示の一実施形態によるマイクロコントローラーの概略図を示す。
【0015】
【
図6】1以上のスイッチアドレスおよび1以上のスイッチ状態を含むデータストアを示す。
【0016】
【
図7】1つのデバイスへの電力を制御するためのスマートスイッチモジュールの一実施形態を示す。
【0017】
【
図8】複数のデバイスへの電力を制御するためのスマートスイッチモジュールの別の実施形態を示す。
【0018】
【
図9】複数のライトスイッチのためのスマートスイッチモジュールの一実施形態を示す。
【0019】
【
図10】データオーバーパワーハブ(data over power hub)を示す図である。
【0020】
【
図11】スマートスイッチモジュールの例示的な動作方法を示す。
【発明を実施するための形態】
【0021】
本開示は、スマートスイッチモジュールおよび標準ライトスイッチを用いてスマートスイッチモジュールを制御する方法に関する。以下の説明は、当業者が特許請求の範囲に記載された本発明を製造および使用することができるように提示されており、後述する特定の実施例の文脈で提供されており、その変形例は当業者には容易に明らかになるであろう。明確にするために、本明細書では実際の実施例のすべての特徴を記載していない。このような実際の実施例の開発では(任意の開発プロジェクトと同様に)、設計者の特定の目標(例えば、システムおよびビジネス関連の制約への準拠)を達成するために設計上の決定を行わなければならず、これらの目標は実施例ごとに異なることが理解されるであろう。また、このような開発作業は、複雑で時間がかかるかもしれないが、それにもかかわらず、本開示の恩恵を受けた適切な技術分野における通常の当業者にとっては、日常的な作業となるであろうことも理解されるであろう。したがって、添付の特許請求の範囲は、開示された実施形態によって制限されることを意図したものではなく、本明細書で開示された原理および特徴と一致するそれらの最も広い範囲が与えられるべきものである。
【0022】
図1はスマートスイッチシステム100を示す。一実施形態では、スマートスイッチシステム100は、ネットワーク104を介して接続されたルーター101、データオーバーパワー(DOP)ハブ102、1以上のモバイルデバイス103、1以上のスマートスイッチモジュール105を含み得る。ルーター101は、ローカルネットワークのトラフィックを管理し、ローカルネットワークをネットワーク104に接続するデバイスであり得る。各モバイルデバイス103は、ローカルネットワークおよび/またはネットワーク104を使用して情報を受信、保存、および送信することができるデスクトップコンピュータ、ラップトップ、タブレット、またはスマートフォンであり得る。ネットワーク104は、ローカルエリアネットワーク(LAN)、ワイドエリアネットワーク(WAN)、ピコネット、またはLAN、WAN、もしくはピコネットの組み合わせであり得る。1つの例示的なLANは、1つのビジネス内のネットワークである。1つの例示的なWANは、インターネットである。好ましい実施形態では、ネットワーク104は、インターネットを含み得る。
【0023】
各スマートスイッチモジュール105は、スマート制御手段だけでなく、標準ライトスイッチを使用して、電力回路に接続された1つのデバイスまたは複数のデバイスの制御を容易にし得る。標準ライトスイッチは、スイッチを手動でオンまたはオフにして、デバイスに電気を接続または切断することで、デバイスを操作する。標準ライトスイッチの1例としては、Leviton(登録商標) 1451 2WM 15アンペア、120ボルト、トグルフレーム単極AC静音スイッチである。標準ライトスイッチの別の例としては、Leviton(登録商標) 1222-2GY 20アンペア、120/277ボルト、トグル2極AC静音スイッチである。一実施形態では、スマートスイッチモジュール105は、Wi-Fi接続を介してルーター101に接続し得る。そのような実施形態では、モバイルデバイス103は、Wi-Fi接続を介してスマートスイッチモジュール105に命令などのデータを送信し得る。別の実施形態では、スマートスイッチモジュール105は、DOPハブ102を介してネットワーク104に接続され得る。そのような実施形態では、DOPハブ102は、ルーター101を介してネットワーク104に接続され得る。そのような実施形態では、モバイルデバイスからのデータは、DOPハブ102を介してスマートスイッチモジュール105に通信され得る。一実施形態では、各スマートスイッチモジュール105は、通常は標準ライトスイッチによって制御される1つのデバイスの動作を制御するために使用され得る。別の実施形態では、各スマートスイッチモジュール105は、複数のデバイスの動作を制御するために使用され得る。
【0024】
図2は、1つのデバイスへの電力を制御するために使用され得るスマートスイッチモジュール105の回路図を示す。スマートスイッチモジュール105は、ネットワークインターフェース、本実施形態では、DOPネットワークインターフェース201を含み得る。スマートスイッチモジュール105は、ローパスフィルタ(LPF)202、整流器203、マイクロコントローラー204、および第1のリレー205をさらに含み得る。このような構成要素はすべて、エンクロージャー206内に収容され得る。
【0025】
エンクロージャー206は、交流(AC)入力端子207、第1の直流(DC)出力端子208、第1の制御入力端子209、および第1のAC出力端子210を含むが、これらに限定されない複数の端子を含み得る。一実施形態では、エンクロージャー206はまた、第1のAC ALT出力端子211を含み得る。このような端子はすべて、エンクロージャー206の外部からアクセス可能であり得る。
【0026】
DOPネットワークインターフェース201は、スマートスイッチモジュール105とDOPハブ102との間の通信を容易にし得る。一実施形態では、DOPネットワークインターフェース201は、ハイパスフィルタを含み得、別の実施形態ではハイパスフィルタは、別の構成要素とし得る。そのようなハイパスフィルタは、典型的には50~60HzのAC電力を遮断しながら、DOPハブ102からの通信信号を通過させ得る。LPF202は、AC電力などの選択されたカットオフ周波数よりも低い周波数の信号を通過させることができ、通信信号などのカットオフ周波数よりも高い周波数の信号を減衰させるフィルタとし得る。AC電力は、1以上のリレー205に電力を供給し、整流器203を用いて整流されるLPF202を通過し得る。整流器203を通過したAC電力は、DC電力に変換され、そのような電力は、マイクロコントローラー204に電力を供給し、DC出力端子208にロジック制御電圧を供給するために使用される。
【0027】
マイクロコントローラー204は、さらに後述するように、プロセッサーとメモリーとを含む1以上の集積回路または複数のチップであり得る。マイクロコントローラー204は、電源ポート212、第1の制御入力213、通信COMポート214、および第1の制御出力215を含む複数の端子を含む。第1の制御入力213は、第1の制御入力端子209に電気的に接続され得る。
【0028】
第1の標準ライトスイッチ216は、第1の供給側端子217と第1の負荷側端子218とを含み得る。第1の標準ライトスイッチ216は、第1の供給側端子と第1の負荷側端子217との間の接続および切断が可能であり得る。第1のDC出力端子208は、第1の供給側端子217と接続可能であり、一方で、第1の制御入力端子209は、第1の負荷側端子218と接続可能である。一実施形態では、第1の標準ライトスイッチ216は、ON/OFFスイッチとし得る。そのような実施形態では、第1の標準ライトスイッチ216は、第1の標準ライトスイッチ216が開いているときには入力ポートの電圧が論理的な低(0)であり、第1の標準ライトスイッチ216が閉じているときには入力ポートの電圧が論理的な高(1)であるように、第1のDC出力端子208および第1のDC制御入力213に電気的に接続および切断され得る。別の実施形態では、第1の標準ライトスイッチ216は、調光スイッチとし得る。そのような、実施形態では、第1の制御入力213は、0と整流器203によって出力されるDC電圧との間のような範囲の制御電圧を受け得る。
【0029】
構成されるように、マイクロコントローラー204は、第1のライトスイッチの状態を知ることができ、第1のライトスイッチの状態変化を検出し得る。同様に、マイクロコントローラー204は、COMポート214から命令を受け取り得る。第1のライトスイッチ状態およびCOMポート214からの命令に基づいて、マイクロコントローラー204は、以下でさらに説明されるように、第1の制御出力215を使用して第1のリレー205を制御し得る。
【0030】
第1のリレー205は、信号によって起動され得るスイッチである。第1のリレー205は、第1のAC出力端子210と電気的に接続された第1のリレーAC出力219を含み得る。第1のリレー205が2極リレーである実施形態では、第1のリレー205は、AC ALT出力端子211と電気的に接続された第1のAC ALT出力220をさらに含み得る。そのような実施形態では、AC出力端子210がONのとき、AC ALT出力端子211はOFFであり、AC出力端子210がOFFのとき、AC ALT出力211はONである。スマートスイッチモジュール105が2極である第1のリレー205を含む場合、スマートスイッチモジュールが支配的なスイッチ、すなわちパネルから来るホットラインに(別のスイッチからではなく)直接接続されているスイッチである限り、スマートスイッチモジュール105は三方または四方の回路で使用され得る。
【0031】
本開示の目的のために、第1のリレー205は、リレードライバーを含み得る。マイクロコントローラー204が制御信号を提供する一方で、リレードライバーは、制御信号に応答して、リレーを駆動するのに十分な電力を提供し得る。第1のリレー205は、電気機械式リレーまたはソリッドステートリレーまたはスイッチであり得る。そのようなソリッドステートデバイスの例は、金属酸化物半導体電界効果トランジスタ(MOSFET)である。一実施形態では、ユーザーは、スマートスイッチモジュール105の状態を変化させるために、標準ライトスイッチ216の位置を手動で変更するかまたはモバイルデバイス103を使用して命令を送信するかのいずれかによって、デバイスを操作し得る。例えば、ユーザーが標準ライトスイッチ216の状態を変化させると、マイクロコントローラー204は、第1の制御入力213で電圧の変化を受け取る。マイクロコントローラー204に格納されているプログラミングごとに、標準ライトスイッチ216の状態が変わると、マイクロコントローラー204は第1の制御出力215から信号を送り、第1のリレー205の状態を変え得る。同様に、ユーザーがモバイルデバイス103から命令を送信すると、そのような命令はDOPネットワークインターフェース201によって受信され、そこでそれは、マイクロコントローラー204が読める形式に変換され、マイクロコントローラー204に転送される。マイクロコントローラー204に格納されているプログラミングごとに、命令を受信すると、マイクロコントローラー204は、第1のリレー205の状態を変化させるための信号を第1の制御出力215から送信し得る。第1のリレー205の状態を変化させることは、そのようなリレーが第1の制御出力215からの別の範囲の出力に基づいて出力電圧の範囲を許容するソリッドステートデバイスである場合、第1のリレー205内のスイッチの位置を変更すること、または、第1のリレー205の出力電圧を変化させることを含み得る。エンクロージャー206はまた、接地端子221を含み得る。
【0032】
図3は、それぞれが専用の標準ライトスイッチによってまたモバイルデバイスによって、複数のデバイスを制御するために使用され得るスマートスイッチモジュール105の別の回路図を示す。一実施形態では、エンクロージャー206は、実施形態
図2と同様に構成され得るが、複数のデバイスを操作するように構成され得る。例えば、エンクロージャー206は、交流(AC)入力端子207、第1のDC出力端子208、第2のDC出力端子301、第1の制御入力端子209、第2の制御入力端子302、第1のAC出力端子210、および第2のAC出力端子303を含むが、これらに限定されない複数の端子を含み得る。一実施形態では、エンクロージャー206はまた、第1のAC ALT出力端子211および第2のAC ALT出力端子を含み得る。このような端子はすべて、エンクロージャー206からアクセス可能であり得る。
【0033】
マイクロコントローラー204は、電源ポート212、第1の制御入力213、第2の制御入力304、通信(COM)ポート214、第1の制御出力215、および第2の制御出力305を含む複数の端子を含み得る。第1の制御入力213は、第1の制御入力端子209に電気的に接続され得る。第2の制御入力304は、第2の制御入力端子302に電気的に接続され得る。
【0034】
第2の標準ライトスイッチ306は、第2の供給側端子307と第2の負荷側端子308とを含み得る。第1の標準ライトスイッチ216は、第2の供給側端子307と第2の負荷側端子308との間の接続および切断が可能であり得る。第2のDC出力端子301は、第2の供給側端子307と接続可能であり、一方で、第2の制御入力端子302は、第2の負荷側端子308と接続可能である。一実施形態では、第2の標準ライトスイッチ306は、ON/OFFスイッチとし得る。そのような実施形態では、第2の標準ライトスイッチ306は、第2の標準ライトスイッチ306が開いているときには入力ポートの電圧が論理的な低(0)であり、第2の標準ライトスイッチ306が閉じているときには入力ポートの電圧が論理的な高(1)であるように、第2のDC出力端子301および第2の制御入力端子302に電気的に接続および切断され得る。別の実施形態では、第2の標準ライトスイッチ306は、調光スイッチとし得る。そのような、実施形態では、第2の制御入力304は、0と整流器203によって出力されるDC電圧との間のような範囲の制御電圧を受け得る。
【0035】
構成されるように、マイクロコントローラー204は、第2のライトスイッチの状態を知ることができ、第2のライトスイッチの状態変化を検出し得る。同様に、マイクロコントローラー204は、COMポート214から命令を受け取り得る。第2のライトスイッチ状態およびCOMポート214からの命令に基づいて、マイクロコントローラー204は、以下でさらに説明されるように、第2の制御出力305を使用して第2のリレー309を制御し得る。
【0036】
第2のリレー309は、信号によって起動され得るスイッチである。第2のリレー309は、第2のAC出力端子303と電気的に接続された第2のリレーAC出力310を含み得る。第2のリレー309が2極リレーである実施形態では、第2のリレー309は、上述した2極の第1のリレー205と同様の特性および用途を有する、第2のAC ALT出力端子と電気的に接続された第2のAC ALT出力をさらに含み得る。
【0037】
本開示の目的のために、第2のリレー309は、上述したのと同様のリレードライバーを含み得る。同様に、第2のリレー309は、電気機械式リレーまたはソリッドステートリレーまたはスイッチであり得る。一実施形態では、ユーザーは、第2のリレー309の状態を変化させるために、第2の標準ライトスイッチ306の位置を手動で変更するかまたはモバイルデバイス103を使用して命令を送信するかのいずれかによって、第2のデバイスを操作し得る。例えば、ユーザーが第2の標準ライトスイッチ309の状態を変化させると、マイクロコントローラー204は、第2の制御入力305で電圧の変化を受け取る。マイクロコントローラー204に格納されているプログラミングごとに、標準ライトスイッチ216の状態が変わると、マイクロコントローラー204は第2の制御出力305から信号を送り、第2のリレー309の状態を変え得る。同様に、ユーザーがモバイルデバイス103から命令を送信すると、そのような命令はDOPネットワークインターフェース201によって受信され、そこでそれは、マイクロコントローラー204が読める形式に変換され、マイクロコントローラー204に転送される。マイクロコントローラー204に格納されているプログラミングごとに、命令を受信すると、マイクロコントローラー204は、第2のリレー309の状態を変化させるための信号を第2の制御出力305から送信し得る。第2のリレー309の状態を変化させることは、そのようなリレーが第2の制御出力305からの別の範囲の出力に基づいて出力電圧の範囲を許容するソリッドステートデバイスである場合、第2のリレー309内のスイッチの位置を変更すること、または、第2のリレー309の出力電圧を変化させることを含み得る。
【0038】
図3に示す実施形態が2つのデバイスを制御するために
図2から拡張された方法と同様に、本開示は、3以上のデバイスを同じ方法で制御できる実施形態を作るために使用される同じ原理を企図する。
【0039】
図4は、DOPネットワークインターフェース201の代わりにWI-FIネットワークインターフェース401を使用したスマートスイッチモジュール105の別の回路図を示す。この実施形態は、DOPネットワークインターフェース201の代わりにWI-FIネットワークインターフェース401を使用することを除いて、複数のライトスイッチ用のスマートスイッチモジュール105と同様に動作し得る。この例示的な実施形態では、スマートスイッチモジュール105は、WI-FIネットワークインターフェース401、整流器203、マイクロコントローラー204、およびリレー205を含み得る。WI-FIネットワークインターフェース401は、スマートスイッチモジュール105がルーター101と通信することを可能にし、それによってモバイルデバイス103に状態を送信したり、モバイルデバイス103からの指示を受信し得る。
【0040】
図5は、本開示の一実施形態によるマイクロコントローラー204の概略図を示す。本実施形態では、マイクロコントローラー204は、プロセッサー501およびメモリー502を含み得る。プロセッサー501は、メモリー502内に格納された命令を実行する。メモリー502は、アプリケーション503およびデータストレージ504を含み得る。アプリケーション503は、メモリー502内に常駐し、論理的機能を実行し得る。アプリケーションによって実行される論理的機能の例は、第1の標準ライトスイッチ216および第2の標準ライトスイッチ306の状態変化について第1の制御入力213および第2の制御入力302を監視すること、および状態変化(複数可)に基づいて第1のリレー205および/または第2のリレー309の位置を変更することである。アプリケーション503は、ネットワーク104を介して命令およびデータ情報のセットを受信および送信し得る。例えば、アプリケーション503は、モバイルデバイス103から、第1のリレー205または第2のリレー309の位置を変更する命令を受信し得る。また、アプリケーション503は、状態を送信し得る。データストレージ504は、デジタルデータを保持するために使用され得るメモリー502内の構成要素とし得る。
【0041】
図6は、1以上のスイッチアドレス601および1以上のスイッチ状態602を含むデータストア504を示す。スイッチアドレス601は、各ライトスイッチ206に固有のアドレスとし得、一方、スイッチ状態602は、各ライトスイッチ206の状態とし得る。さらに、各スイッチアドレス601は、各スイッチ状態602に関連させ得る。さらに一実施形態では、データストア504はまた、所定の時間603を含み得る。所定の時間603は、第1の標準ライトスイッチ216または第2の標準ライトスイッチ309がユーザーによって位置を変えられているときに、急激な切り替えが発生するのを防ぐバッファ時間である。
【0042】
図7は、第1の1つの標準ライトスイッチ216を備えた1つのデバイスを制御するためのスマートスイッチモジュール105の一実施形態を示しており、スマートスイッチモジュール105は1極のリレー205を含む。一実施形態では、エンクロージャー206は、第1のDC出力端子208、AC入力端子207、第1のAC出力端子210、および第1の制御入力端子209をエンクロージャー206の同じ水平面内に配置され得るように、長方形の形状とし得る。好ましい実施形態では、第1のDC出力端子208は、エンクロージャー206から延び、第1の標準ライトスイッチ216の第1のリードに接続可能である第1のワイヤー701を含み得る。さらに、第1の制御入力端子209は、標準ライトスイッチ216の第2のリードに接続可能な第2のワイヤー702を含み得る。説明したように第1のDC出力端子208および第1の制御入力213に接続されると、標準ライトスイッチ216は、第1のDC出力端子208を第1の制御入力213から接続および切断するように動作し得る。また、好ましい実施形態では、AC入力端子207および第1のAC出力端子210はそれぞれ、ワイヤーに接続可能な端子を含み得る。このような端子は、本分野で知られている任意の端子であり得る。端子の一例は、ソケットである。ソケットは、ワイヤーを受け取り、それを所定の位置に保持し得る。一実施形態では、ソケットは、ワイヤーをソケットから取り外すことができるようにするためのボタンのようなリリース機構を含み得る。端子の別の例は、ねじ込まれたときにワイヤーを所定の位置に保持するねじである。別の実施形態では、第1のDC出力端子208および第1の制御入力213は、端子であり得る。さらに、別の実施形態では、AC入力端子207および/または第1のAC出力端子210はそれぞれ、エンクロージャー206から延びるワイヤーを含み得る。エンクロージャー206はまた、接地端子221を含み得る。
【0043】
図8は、1つの標準ライトスイッチ216で1つのデバイスを制御するためのスマートスイッチモジュール105の別の実施形態を示しており、スマートスイッチモジュール105は2極のリレー205を含む。この実施形態では、第1のDC出力端子208、第1の制御入力213、AC入力端子207、第1のAC出力端子210、および第1のAC ALT出力端子211は、エンクロージャー206の外部に配置され得る。エンクロージャー206は、通常、スイッチボックス内に取り付けられるため、エンクロージャー206の形状およびサイズは、ユーザーが1以上の標準ライトスイッチを取り付けるスイッチボックスの制約に基づいている。
【0044】
図9は、複数のデバイスを制御し、複数の標準ライトスイッチと接続することができるスマートスイッチモジュール105の実施形態を示す。
図9に示すように、エンクロージャー206は、交流(AC)入力端子207、第1のDC出力端子208、第2のDC出力端子301、第1の制御入力端子209、第2の制御入力端子302、第1のAC出力端子210、第2のAC出力端子303、第1のAC ALT出力端子211、および第2のAC ALT出力端子901を含むがこれらに限定されない、その外部からアクセス可能な複数の端子を含み得る。好ましい実施形態では、第1のDC出力端子208は、エンクロージャー206から延び、第1の標準ライトスイッチ216の第1の供給側端子217に接続可能な第1のワイヤー701を含み得る。さらに、第1の制御入力端子209は、第1の標準ライトスイッチ216の第1の負荷側端子218に接続可能な第2のワイヤー702を含み得る。第2のDC出力端子301は、エンクロージャー206から延び、第2の標準ライトスイッチ306の第2の供給側端子307に接続可能な第3のワイヤー902を含み得る。さらに、第2の制御入力302は、第2の標準ライトスイッチ306の第2の負荷側端子308に接続可能な第4のワイヤー903を含み得る。説明したように第1のDC出力端子208および第1の制御入力端子209に接続されると、第1の標準ライトスイッチ216は、第1のDC出力端子208を第1の制御入力端子209から接続および切断するように動作し得る。同様に、説明したように第2のDC出力端子301および第2の制御入力端子302に接続されると、第2の標準ライトスイッチ306は、第2のDC出力端子301を第2の制御入力端子302から接続および切断するように動作し得る。また、好ましい実施形態では、(AC)入力端子207、AC出力端子210、第2のAC出力端子303、第1のAC ALT出力端子211、および第2のAC ALT出力端子901はそれぞれ、ワイヤーに接続可能な端子を含み得る。このような端子は、上述したようなソケットなど、本分野で知られている任意の端子であり得る。別の実施形態では、第1のDC出力端子208、第2のDC出力端子301、第1の制御入力208、および第2の制御入力302は、端子であり得る。さらに、別の実施形態では、(AC)入力端子207、AC出力端子210、第2のAC出力端子303、第1のAC ALT出力端子211、および第2のAC ALT出力端子901はそれぞれ、エンクロージャー206から延びるワイヤーを含み得る。
【0045】
図10は、DOPハブ102を示す図である。DOPハブ102は、スマートスイッチモジュール105をネットワークに接続する。DOPハブ102は、イーサネットポート1001およびウォールプラグ1002を含む。DOPハブは、ウォールプラグ1002を介して電力を受け取り、また、ウォールプラグ1002を介してスマートスイッチモジュール105から通信信号を受け取る。イーサネットポートは、これらの通信信号を受け取り、ネットワークを介して、サーバーまたはモバイルデバイスなどのそれらの目的地にそれらを送信する。一実施形態では、DOPハブ102は、それが接続されているスマートスイッチモジュール105の第1のリレー205およびリレー309の状態を格納するメモリーを含み得る。
【0046】
図11は、スマートスイッチモジュール105の例示的な動作方法を示す。スマートスイッチモジュール105が設置されると、スマートスイッチモジュール105上のマイクロコントローラー204は、COMポート214および第1の制御入力213から来る情報を監視し得る。マイクロコントローラー204が、COMポート214からの命令または第1の制御入力213からの状態の変化を受け取らないシナリオでは、第1の制御出力215は変化しない。マイクロコントローラー204がCOMポート214からの信号を受信するまたは第1の制御入力213からの状態の変化を受信する別のシナリオでは、第1の制御出力215は変化し得る。そのようなシナリオでは、標準ライトスイッチのスイッチアドレス601に関連するスイッチ状態602を更新することができ、マイクロコントローラー204は、更新された第1の制御出力215をリレー205に通信することができる。
【0047】
一実施形態では、所定の期間が存在し、リレーが切り替えられたときに実行を開始することができる。数ミリ秒から1秒までのどこかのそのような期間の間、第1の標準ライトスイッチ216からの追加のスイッチングは、マイクロコントローラー204に第1のリレー205の位置またはスイッチ状態602の値を変化させないであろう。この方法の目的は、スイッチング中のノイズから急激なスイッチングを防ぐことである。同様の方法は、第2のライトスイッチ306および第2のリレー309で適用され得る。
【0048】
以下の請求項の範囲から逸脱することなく、図示された操作方法の詳細における様々な変更が可能である。いくつかの実施形態では、別個のステップであるとして本明細書に記載された活動を組み合わせてもよい。同様に、方法が実施されている特定の運用環境に応じて、説明されたステップの1以上を省略してもよい。上記の説明は、例示を目的としたものであり、制限的なものではないことを理解されたい。例えば、上述した実施形態は、互いに組み合わせて使用され得る。他の多くの実施形態は、上記の説明を検討すると、当業者には明らかになるであろう。したがって、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲を参照して、そのような特許請求の範囲が権利を有する均等物の全範囲とともに決定されるべきである。添付の特許請求の範囲では、「including(含む)」および「in which」という用語は、「comprising(含む)」および「wherein」というそれぞれの用語の平易な英語での同等物として使用されている。
【国際調査報告】