CN102196615A

CN102196615A - 环境自适应式教室照明设备节能控制器

Info

Publication number: CN102196615A
Application number: CN2010101152662A
Authority: CN
Inventors: 柳延东
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-03-01
Filing date: 2010-03-01
Publication date: 2011-09-21

Abstract

本发明涉及电器开关控制技术领域，特别涉及环境自适应式教室照明设备节能控制器。本发明提供一种可以分区域开启或延时关闭照明设备的控制器。本发明由电源模块(CM1)、环境光检测模块(CM2)、人员分布情况检测模块(CM3)、延时修正模块(CM4)和一个继电器(J)及少量外围元件组成。本控制器通过对环境光亮度检测和人员分布情况检测结果来控制室内对应区域内的照明设备的开关状态，实现根据室内的环境光亮度情况和室内人员分布情况分区域开启或延时关闭照明设备。

Description

环境自适应式教室照明设备节能控制器

技术领域

本发明涉及电器开关智能控制技术领域，特别涉及环境自适应式教室照明设备节能控制器。

背景技术

在许多公共场所，特别是学校教室，经常会出现室内只有少数几个人，可是整个室内的全部电灯都被打开，有时还会出现室内空无一人而灯彻夜长明的现象。这些现象造成了不必要的资源浪费并增加了许多安全隐患。对于照明设备的自动开关控制，目前已经有一些产品可以在室内无人的情况下延时关闭灯光，但这些设备存在着误动作多的问题，而且只能全部打开或关闭所有照明设备，其适用性和可靠性还有待改进。

发明内容

本发明提供一种环境自适应式教室照明设备节能控制器，可以实现根据教室的自然照明情况和室内人员分布情况分区域开启或延时关闭照明设备。

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)、人员分布情况检测模块(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是由一个NE555时基集成块和少量外围元件组成的环境光检测模块，当环境光照明达到一定值时使其输出继电器释放，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模块由一对对射式光电开关组成(本例中选用的是E3F-10型)，通过该模块可以检测室内人员分布的情况，只有当对射光电开关的检测范围内有人员时此模块的输出控制继电器才处于吸合状态并控制下级延修正模块处于长时导通状态进而使对应区域的照明设备维持于开启状态。当光电开关所检测的范围内无人时，检测模块输出控制继电器释放，其下级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释放，对应区域内的照明设备关闭。CM4为延时修正模块，起到维持对应的照明设备延时工作的作用。

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内部电路图。

图4为本发明实施例的人员分布情况检测模块的内部电路图。

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)、人员分布情况检测模块(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。S为串联于延时修正模块(CM4)的(V3)、(V4)脚之间的一个为常开启动开关，当环境亮度达到灯光开启的要求时，通过按下此开关可以开启对应区域的照明设备((L))并维持于开启状态一定时间。C为跨接与延时修正模块(CM4)的(V5)、(V6)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对应区域内的照明设备的开启维持时间，本实施例中选用22uF时开启维持时间约为15分钟。环境光检测模块(CM2)的继电器控制输出端(U3)和(U4)串接在室内人员分布情况检测模块(CM3)的供电端(N2)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(V3)与电源模块(CM1)的直流电源输出端(P1)之间，(CM3)和(CM4)的负极(N1)和(V1)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灯光开启的亮度时环境光检测模块(CM2)的继电器(J1)处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停止工作，对应区域内的照明设备断电熄灭。室内照明设备(L)开启的亮度值可通过改变串接在环境光检测模块(CM2)的(U5)、(U6)脚的电位器(RP1取值为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(V2)、(V3)脚上，直接受(CM4)的控制，受控制区域内的照明设备(L)串接在220V市电供电端(A2)与继电器J的定触点3之间，继电器的动触点4直接接在市电输入的另一端(A1)上，当(CM4)的(V2)、(V3)端有输出时，继电器(J)吸合，其3、4脚导通，这样对应区域的照明设备(L)与市电之间构成闭合回路，照明设备点亮，当(CM4)的(V2)、(V3)端无输出时，继电器(J)释放，其3、4脚断开，这样对应区域的照明设备(L)与市电之间不能构成闭合回路，照明设备熄灭，这样对应区域内的照明设备直接受继电器(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控制区域内人员分布情况的控制。

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DC12V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，次级输出端(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是由一个NE555时基集成块和少量外围元件组成的环境光检测模块，当环境光照明达到一定值时使其输出继电器释放，下级电路供电部分断开，下级不工作。当环境光照明较低于设定值时使其输出继电器(J1)吸合，下级电路供电部分导通并处于工作状态。图中RG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MJ20539；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；D1为二极管可选用1N4001；C1可选用容量为0.01uF的无极性电容；图中(U1)为整个模块的正电源输入端，内部接555的4、8脚，外部正12V电源；(U2)为此模块的负电源端，内部接555的1脚同时通过C1接555的5脚，(U5)和(U6)接调节电位器，用来调节启动亮度值，(U5)内部连接555的2、6脚，555的3脚接继电器(J1)的控制线圈，7脚悬空。

如图4所示，人员分布情况检测模块(CM3)由一对对射式光电开关(EL)和(EDN)组成，模块电源输入端(N2)外部通过(CM2)模块的(U3)、(U4)接12V电源正端，内部接对射式光电开关发射端(EL)的2脚和光电开关接收端(EDN)的3脚，(CM3)的(N1)脚外部接12V电源负端，内部接对射式光电开关发射端(EL)的1脚和光电开关接收端(EDN)的2脚及继电器(J2)的控制线圈2，继电器(J2)的控制线圈另一端1接在光电开关接收端(EDN)的控制输出端1，本例中的光电开关属常开型，当光电开关的发射端与接收端中间无人或其它物体遮挡时，光电开关的接收控制端1、2脚无输出，外接继电器(J2)处于释放状态，继电器的4-3触点处于断开状态，模块的(N3)、(N4)处于断开状态，当光电开关的发射端与接收端中间有人或其它物体遮挡时，光电开关的接收控制端1、2有输出，外接继电器(J2)处于吸合状态，继电器的4-3触点处于接通状态，模块的(N3)、(N4)处于接通状态，为下级延修正模块(CM4)的(V3)-(V4)端提供一个触发信号，促使(CM4)的(V1)、(V2)脚所接的继电器(J)吸合，对应区域的照明设备开启。通过该模块可以检测室内人员分布的情况，只有当对射光电开关的检测范围内有人员时此模块的输出控制继电器才处于吸合状态并控制下级延修正模块处于导通状态进而使对应区域的照明设备维持于开启状态。当光电开关所检测的范围内无人时，检测模块输出控制继电器释放，其下级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释放，对应区域内的照明设备关闭。本例中对射式光电开关选用的是E3F-10型，J2选用控制电压为直流12V的小型继电器。

如图5所示，CM4为延时修正模块，起到维持对应的照明设备延时工作的作用。图中R1为1/4W 1M碳膜电阻，该电阻的阻值与(V5)、(V6)端接所接的延时电容容量决定延时时间，本实施例中选用容量为22uF时开启后延时时间约为15分钟。D1为整流二极管可选用1N4001，Q1可选用2SC1815，Q2可选用9013。该模块的(V3)、(V4)接(CM3)的(N3)、(N4)同时接启动开关(S)，(V2)、(V3)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)。

安装时可根据室内座位分布情况确定控制器的数量、控制区域及安放位置，一般对射式光电开关应安装的教室内与座位横向排列垂直的两侧墙壁上，每排座位安装一套控制器，(CM1)、(CM2)、(CM4)可安装在一个小盒子里面(注意不要遮挡光敏电阻，也不要让光敏电阻直对阳光)，启动开关可安装在进入教室的门的旁的墙壁上，使用时进行室内的人只要按一下启动开关S，对应的照明设备(一般一室内只设一组照明设备受S控制)就会点亮并在延时时间内维持于点亮状态，当有人进入控制区域内时，人员分布检测模块(CM3)进入工作状态并接管S工作。这样通过这套控制器，就以实现根据教室的自然照明情况和室内人员分布情况分区域开启或延时关闭照明设备。

Claims

1.一种环境自适应式教室照明设备节能控制器，包括电源模块、环境光检测模块、人员分布情况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控制输出端触点串接在室内人员分布情况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控制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，常开状态的启动开关串接在延时修正模块的触发端。

2.根据权利要求1所述的环境自适应式教室照明设备节能控制器，其特征在于利用环境光检测模块检测到的结果来控制下级模块的电源通断状态及工作状态。

3.根据权利要求1所述的环境自适应式教室照明设备节能控制器，其特征在于利用对射式光电开关来检测人员分布情况并根据检测结果来控制下级延时修正模块的工作状态。

4.根据权利要求1所述的环境自适应式教室照明设备节能控制器，其特征在于利用延时修正模块来进一步调整照明设备延时关闭的时间。