小米Aqara单火线Zigbee智能开关所使用的单火线技术

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小米Aqara单火线ZigBee智能开关是在ZigBee协议基础上开发的由单火线供电的开关，它是ZigBee技术与单火取电技术的完美结合。




单火取电技术解决了智能家居电子开关的“免布线”安装问题。由于国内的墙壁开关布线都只是一根火线，而现在一般智能家居的开关是零火线开关，需要两根线给它供电，安装智能家居开关就需要重新布设零线，装修好的房子就不方便安装智能家居开关。而采取单火取电技术，就可以解决这个难题。


【什么是单火线】一些朋友不理解什么是单火线，也很奇怪一根火线怎么取得电压和电流。下面分别加以讲述。

大家知道，国内220V电网市电有两根线：一根火线（符号L，标准颜色为红色或者其他棕色）和一根零线（符号N，标准颜色为黑色、蓝色或者冷色），此外为了保护人身安全有些电器(如洗衣机、电冰箱等）加设了一条保护地线（符号E，标准颜色为黄绿相间）。

当用电器同时接入火线和零线时，就会形成电流，用电器才能正常工作。图中是一个简单的开关、灯泡的电路。当开关断开时，灯泡实际只连接了一条线，没有电流，灯不会亮；当开关闭合时，电流流过灯泡，电灯发光。



传统的机械墙壁开关盒，就是利用弹簧和机械结构控制火线的通断，一进一出两根线实际都是火线，这种接法就是“单火线”。





对于电子智能开关(遥控或触摸)，内部有一套精密的控制电路，取代了手动操作的机械结构，来控制线路的通断。但无论开关是通是断，这套控制电路本身都需要电源，以保证持续不断的工作。



不闪烁的智能开关单火线工作示意图如下所示：



不闪烁的智能开关单火线取电电路原理图如下所示：




实际测试过小米Aqara小米单火线Zigbee智能开关，总的来说产品做的还是非常不错，尤其是电子用料舍得花血本，软件优化也做的非常好（非常省电，可见软件工程师是非常厉害的尤其对Zigbee协议及底层硬件函数非常清楚能够自由修改），唯一不足之处就是硬件这块单火线部分有所缺陷（采用了开关电源芯片：UCC28910），查这款芯片的规格书看到“实现小于 30mW 的同类产品中最佳待机功率”，30mW是一个硬伤，无论软件如何优化省电，但是用UCC28910做的电源本身却是功耗很大，这也不奇怪论坛里面反应许多小功率LED灯闪炼了。而上面文中提到的单火线电源模块（PI-3V3-B4）查其规格可以看到“典型待机功耗小于5mW(带载100uA时)”，是UCC28910的六分之一，是目前功耗非常低的一款单火线取电电源模块，主要针对单火线智能开关而设计（如Zigbee智能开关等）。PI-3V3-B4单火线电源模块适用于Zigbee单火线智能开关、触摸开关、无线遥控开关，无论是接LED灯、节能灯，还是接吸顶灯、日光灯都不会闪烁。