CN102192432A - 环境自适应式节能路灯 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及路灯技术领域，特别涉及环境自适应式节能路灯。本发明提供一种可以根据路灯照明区域内的行人和车辆活动所产生的噪声情况自动切换照明强度的节能路灯。本发明主要由电源模块(CM1)、环境光检测模块(CM2)、环境噪声检测模块(CM3)、延时修正模块(CM4)四个固化模块、一个继电器(J)及少量外围元件组成。本发明可以根据路灯照明区域内的环境亮度自动控制路灯的开关并可根据行人和车辆活动所产生的噪声情况自动切换照明强度，既不影响行人与车辆安全方便的要求又达到节能节约的目的。

Description

环境自适应式节能路灯
技术领域
本发明涉及节能路灯技术领域，特别涉及环境自适应式节能路灯。
背景技术
在许多公共场所，如机关学校等为了安全和过往行人、车辆的方便一般整个夜间都要求有路灯照明，但在这些较大场所的某些区域可能整个夜间都无行人或车辆经过，但路灯仍然要和其它行人和车辆较多的区域一样全功率工作，这种情况造成了不必要的资源浪费。本发明可以根据路灯照明服务区域内的行人和车辆活动所产生的噪声情况自动切换照明强度，即不影响行人与车辆安全方便的要求又达到节能节约的目的。
发明内容
本发明提供一种环境自适应式节能路灯，可以实现根据照明区域内行人与车辆等的活动所产生的噪声情况自动调节照明强度达到节能与节约的目的。
本发明主要由四个固化模块及少量外围电子元件组成，四个固化模块分别为电源模块CM1、环境光检测模块CM2、环境噪声检测模块CM3和延时修正模块CM4。CM1模块是一个由一个220/12V小功率(约3W)交流变压器和一个整流电桥及滤波元件组成的DC12电源模块；CM2是一个由光敏电阻及可控硅等组成的环境光检测模块，当环境光照明达到一定值时其输出继电器释放，下级电路供电部分断开并停止工作。当环境光照明低于设定值时其输出继电器吸合，下级电路供电部分导通并处于工作状态；CM3模块是以NE555为核心的声控模块，当环境噪声达到设定值时(该值可通过调整RP1设定)触发555进而使继电器J1吸合N3、N4导通并控制下级延修正模块处于延时工作状态，受延时模块控制的继电器J吸合，其动触点G1与G2接通，大功率路灯L1点亮，与此同时J的动触点G1与G3断开，小功率路灯L2熄灭，并在延时时间内维持于此状态，在延时时间范围内如果环境中的噪声再次触发噪声检测模块动作，则延时模块再次接收到一个延时指令会自动进入下一个延时周期保持大功率路灯的延时工作状态；当环境噪声低于设定值时继电器J1释放N3、N4断开，延时模块无触发信号输入，当延时时间范围内仍无触发信号输入时延时模块控制的继电器J释放，其动触点G1与G3接通，小功率路灯L2点亮，与此同时J的动触点G1与G2断开大功率路灯L1熄灭，并在延时时间内维持于此状态。CM4为延时修正模块，可设定路灯由高功率切换为低功率的最短周期以防止路灯因照明服务区域内噪声变化频繁而频繁切换。
附图说明
图1为本发明实施例的电路图。
图2为本发明实施例的电源模块内部电路图。
图3为本发明实施例的环境光检测模块的内部电路图。
图4为本发明实施例的环境噪声检测模块内部电路图。
图5为本发明实施例的延时修正固化模块的内部电路图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1所示，本发明主要由四个固化模块及少量外围电子元件组成，四个固化模块分别为电源模块CM1、环境光检测模块CM2、环境噪声检测模块CM3和延时修正模块CM4。如图1所示，电源模块CM1的输入端A1、A2直接连接在220V市电电源上，次级输出端P1、P2连接下级模块直流电源输入端。C为跨接与延时修正模块CM4的X5、X6脚之间的延时控制电容，通过调整C的容量可以调整每次触发后大功率路灯的开启维持时间，本实施例中选用33uF时开启维持时间约为20分钟。环境光检测模块CM2的继电器控制输出端U3和U4串接在环境噪声检测模块CM3的供电端N1与电源模块CM1的直流电源输出端P1之间，同时，环境光检测模块CM2的继电器控制输出端U3和U4还串接在延时修正模块CM4的供电端X3与电源模块CM1的直流电源输出端P1之间，CM3和CM4的负极N2和X1直接连接在CM1的电源输出负端P2上。这样当环境光的亮度超过路灯开启的亮度时环境光检测模块CM2的继电器于释放状态，其输出端触点U3和U4断开，致使CM3和CM4的电源输入端与CM1的电源输出端断开，两个模块无电源供应而停止工作，路灯处于断电熄灭状态。路灯开启的环境亮度值可通过改变串接在环境光检测模块CM2的U6、U6脚的电位器RP(470K-10M)来改变。图1中继电器J为整体输出控制继电器，该继电器的控制线圈接在延时修正模块CM4的X2、X3脚上，直接受CM4的控制，其动触点G1接在220V市火线端A1上，固定触点G2经过大功率路灯L1连接在市电零线端P2上，另一固定触点G3经小功率路灯L2连接在市电零线端P2上。当CM4的X2、X3端有输出时，继电器J吸合，其G1、G2脚导通，大功率路灯L1点亮，与此同时J的动触点G1与G3断开小功率路灯L2熄灭，并在延时时间内维持于此状态，在延时时间范围内如果环境中的噪声再次触发噪声检测模块动作，则延时模块再次接收到一个延时指令会自动进入下一个延时周期保持大功率路灯的延时工作状态；当环境噪声低于设定值时继电器J1释放N3、N4断开，延时模块无触发信号输入，当延时时间范围内仍无触发信号输入时延时模块控制的继电器J释放，其动触点G1与G3接通，小功率路灯L2点亮，与此同时J的动触点G1与G2断开大功率路灯L1熄灭，并在延时时间内维持于此状态。这样路灯的开启状态直接受继电器J的吸合与释放状态控制，间接受CM4的工作状态控制，也就间接受CM2、CM3及CM4的组合工作状态控制，最终受环境光情况和照明服务区域内人员及车辆等的活动情况的控制。图中电位器RP选用470K-10M功率1/2W小型电位器，继电器J选用控制线圈电压为DC12V，负载电压为220V，电流2A三触点继电器，本例中选用的是JQX13F，C选用耐压250V以上电解电容，本例中选用的是250V33uF电解电容。
如图2所示，CM1是一个由220/12V小功率(约3W)交流变压器T1和一个整流电桥Q1及滤波元件C1组成的DC12电源模块，其作用是为下级各模块提供12V直流电源。电源模块CM1的输入端A1、A2直接连接在220V市电电源上，次输出端P1、P2连接下级模块直流电源输入端。CM1模块中，T1选用输入端为220V输出端为12V约为3W的小型变压器，C1为1000uF电解电容，Q1为由IN4001组成的整流电桥。
如图3所示，CM2是一个由光敏电阻及可控硅等组成的环境光检测模块，当环境光照明达到一定值时其输出继电器J1释放其触点U3、U4断开，下级电路中模块CM3和CM4的供电部分与电源断开并停止工作。当环境光照明低于设定值时其输出继电器J1吸合其触点U3、U4接通，下级电路中模块CM3和CM4的供电部分与电源导通并处于工作状态，该模块启动的亮度值可通过其U5、U6脚外接的电位器来调节。图中RG1为光敏电阻，可选用亮阻为几十千欧，暗阻为几兆欧的类型，本例中选用的是MG45-12；继电器J1可选用控制电压为DC12V两触点的小型继电器，1、2脚为继电器控制线圈接线脚，U3、U4为继电器触点；Q1为二极管可选用1N4004；VS1为单向可近代硅，本例中选用的是MCR100-8型。图中U1为整个模块的电源零线输入端，U2为此模块的电源火线端，U5和U6接调节电位器(5M-470M)，用来调节启动亮度值。
如图4所示，CM3模块以NE555为核心的声控模块，该电路由声音检测电路和单稳触发电路组成，执行元件为继电器。图中BM为高灵敏度驻极体话筒，Q1完成输入音频信号的放大，当环境噪声达到设定值时(该值可通过调整RP1设定)触发555进而使继电器J1吸合N3、N4导通并控制下级延修正模块处于延时导通状态，受延时模块控制的继电器J吸合，其G1、G2脚导通，大功率路灯L1点亮，与此同时J的动触点G1与G3断开小功率路灯L2熄灭，并在延时时间内维持于此状态，在延时时间范围内如果环境中的噪声再次触发噪声检测模块动作，则延时模块再次接收到一个延时指令会自动进入下一个延时周期保持大功率路灯的延时工作状态；当环境噪声低于设定值时继电器J1释放N3、N4断开，延时模块无触发信号输入，当延时时间范围内仍无触发信号输入时延时模块控制的继电器J释放，其动触点G1与G3接通，小功率路灯L2点亮，与此同时J的动触点G1与G2断开大功率路灯L1熄灭，并在延时时间内维持于此状态。此模块中R1选用10K、R2选用1M、R3选用10K、R4选用500K、R5选用3K、R6选用10K 1/8W碳膜电阻，C1选用100uF电解电容，C2选用0.1uF无级性电容、C3选用100uF电解电容、Q1选用9014、Q2选用9014，其它无特殊要求。
如图5所示，CM4为延时修正模块，通过调整其X5与X6脚外接延时电容C的容量可调节路灯由高功率转为低功率的最短周期以防止路灯因照明服务区域内噪声变化频繁而频繁切换，本实施例中选用容量为33uF时其最短切换周期约为20分钟。图中R1为1/4W 1M碳膜电阻，该电阻的阻值与X5、X6端接所接的电容共同控制延时时间。Q1可选用2SC1815，Q2可选用9013，Q3为整流二极管可选用1N4001。该模块的X3、X4接CM3的N3、N4，X2、X3接继电器J的控制线圈，V1接电源模块CM1的直流输出负端P2。
因这种环境自适应式节能路灯可以根据周围环境的亮度和噪声情况自动切换到不同功率状态，这样当行人或车辆较多时可以始终保持较高功率路灯工作满足照明需要，在夜深人静时当行人和过往车辆等稀少时自动切换为较小功率的路灯工作，这样即达到节能节约的目的又不会造成整个区域漆黑一片的状况，当偶尔有行人、车辆或其它原因导致路灯照明服务区域出现较大的声音时路灯又会迅速切换为较大功率状态，这样对于行人很方便又可以对图谋不轨者产生一定的震慑作用，同时不同灯光间的切换也可为保安人员提供一定的环境治安信息。所以在公共场所安装此发明设备是可行的。

Claims (3)

1.一种环境自适应式节能路灯，包括电源模块、环境光检测模块、环境噪声检测模块和延时修正模块及少量外围元件，其特征在于环境光检测模块的继电器输出端触点串接在环境噪声检测模块的供电端与电源模块的直流电源输出端之间，同时环境光检测模块的继电器输出端触点还串接在延时修正模块的供电端与电源模块的直流电源输出端之间，继电器的动触点直接接在市电电源火线上，继电器的两个固定触点与市电零线之间分别串有大功率路灯和小功率路灯。
2.根据权利要求1所述的环境自适应式节能路灯，其特征在于利用环境噪声检测模块检测到的结果来控制不同功率的路灯的切换。
3.根据权利要求1所述的环境自适应式节能路灯，其特征在于利用延时修正模块来调节大功率路灯切换为小功率路灯的最短周期。
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