CN103123092A - 一种用于隧道口的照明控制系统 - Google Patents
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Abstract
一种用于隧道口的照明控制系统，包括传感器，单片机接收传感器所检测的信号，单片机输出两路信号分别通过相应的电平转换隔离驱动电路和步进电机控制两个反光镜将太阳光反射到隧道里为隧道提供照明，保持一个反射镜静止不动并对准隧道，另一个反射镜随太阳移动将太阳光通过这两个反射镜射到隧道里。本发明通过对于细分驱动系统的设计，这种方法侧重于软件设计，功能完全由程序完成；这样可以节省成本价格，由软件实现，它由单片机系统、数字环行分配器、D/A转换、恒流斩波电路、驱动级电路等各部分组成。单片机系统负责处理步进电机系统的事件流程，如加、减速按键处理、速度显示功能、控制参数保存以及产生控制步进电机转角、转速、转向的脉冲。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于隧道口的照明控制系统。
背景技术
目前隧道通常没有照明或者是使用灯光照明，这样不仅浪费电能而且还受光线亮度的限制。使之驾车司机的眼睛不能很快适应。传统通过照明灯进行隧道照明，这样不仅浪费能源而且亮度不够，多数隧道都是24小时照明，这样对电能浪费很严重。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种用于隧道口的照明控制系统，通过对于细分驱动系统的设计，这种方法侧重于软件设计，功能完全由程序完成；这样可以节省成本价格，由软件实现，它由单片机系统、数字环行分配器、D/A转换、恒流斩波电路、驱动级电路等各部分组成。单片机系统负责处理步进电机系统的事件流程，如加、减速按键处理、速度显示功能、控制参数保存以及产生控制步进电机转角、转速、转向的脉冲。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种用于隧道口的照明控制系统，包括传感器，单片机接收传感器所检测的信号，单片机输出两路信号分别通过相应的电平转换隔离驱动电路和步进电机控制两个反光镜将太阳光反射到隧道里为隧道提供照明，保持一个反射镜静止不动并对准隧道，另一个反射镜随太阳移动将太阳光通过这两个反射镜射到隧道里。
所述反射镜的旋转运动通过环形分配器来控制，环行分配器接收来自单片机发出的脉冲和正反转方式信号，并按相应步进电机状态转换表中的状态顺序产生控制各相导通或截止的信号，每当环行分配器接收一个CP脉冲，它的输出就转换一次。
从环行分配器输出的各相数字信号送入D/A转换器，转换后的模拟电压信号作为恒流斩波电路的参考电压，恒流斩波电路调制出相应的脉宽信号输出给推动级。
驱动级电路直接与步进电机各相绕组相连接，它接受来自推动级的信号，控制电机各相绕组的导通与截止，同时，也对绕组承受的电压和电流进行控制。
附图说明
图1为本发明时空驱动控制图。
图2为本发明系统控制框图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。
本发明通过单片机接收传感器所检测的信号控制两个反光镜将太阳光反射到隧道里为隧道提供照明，保持一个反射镜静止不动并对准隧道，另一个反射镜随太阳移动将太阳光通过这两个反射镜射到隧道里。节省了白天灯光照明所消耗的电能。移动的反射镜通过两个步进电机控制x、y两个方向移动。设计由于是靠时间控制采用步进电机的开环运行是由外加给定运行频率、运行距离等，通过功率放大驱动步进电机运行。这种方式实现旋转运动简单易行，但在开环运行时，由于没有反馈环节，输入能量和输出能量很难完全平衡，完全靠软件来实现这样节省了成本。
再设计对阳光反射跟踪时它由单片机系统、数字环行分配器、D/A转换、恒流斩波电路、驱动级电路等各部分组成。单片机系统负责处理步进电机系统的事件流程，如加、减速按键处理、速度显示功能、控制参数保存以及产生控制步进电机转角、转速、转向的脉冲。
设计使用环形分配器控制反射镜的旋转，环行分配器用来接收来自单片机系统发出的脉冲和正反转方式信号，并按步进电机状态转换表中的状态顺序产生控制各相导通或截止的信号。每当环行分配器接收一个CP脉冲，它的输出就转换一次。因此，我们可以通过控制脉冲的频率，来改变步进电机转速的高低、升速或降速、启动或停止，同时，环行分配器还根据单片机系统输出的方向控制信号，决定输出的状态是按正序还是反序输出，也就是控制步进电机是正转还是反转运行。从环行分配器输出的各相数字信号送入D/A转换器，转换后的模拟电压信号作为恒流斩波电路的参考电压。恒流斩波电路调制出相应的脉宽信号输出给推动级。
驱动级电路直接与步进电机各相绕组相连接，它接受来自推动级的信号，控制电机各相绕组的导通与截止，同时，也对绕组承受的电压和电流进行控制。步进电动机是一种用电脉冲进行控制将电脉冲信号转换成相应角位移的电动机，它的运行需要专门的驱动电源，驱动电源的输出受输入的脉冲信号所控制。每一个脉冲信号可使步进电动机旋转一个固定的角度，这个角度称为步距角。这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。脉冲的数量决定了旋转的总角度，脉冲的频率决定了电动机旋转的速度，改变绕组的通电顺序可以改变电动机旋转的方向。它的转动角度有所发的脉冲个数决定。脉冲信号由单片机AT89C52芯片产生，通过驱动将脉冲信号传给步进电机，51单片机控制系统按照传感器监测的位置进行旋转通过全反馈决定旋转位置，将其转换成步进电机的步进信号将信号通过驱动器输出控制信号给步进电机；上述行程开关以及止挡块用来控制装置的出示及终止状态。
如图所示，通过传感器检测阳光的位置，将现在的位置通过单片机的处理控制步进电机。步进电机的运转的速度由驱动脉冲的频率决定的，它的转动角度有所发的脉冲个数决定。脉冲信号由单片机AT89C52芯片产生，通过驱动将脉冲信号传给步进电机，步进电机控制系统从整体上由主机、信号转换、微控制器、驱动电路和步进电机构成。在控制过程中，由主机发出控制命令，通过和下位微控制器通信，按照主机的命令产生脉冲控制信号，驱动步进电机进行运转。按照主机发出的命令不同，步进电机可以分别作正转、反转、慢速运转、快速运转和停止等动作，。单片机输出的信号功率一般比较小，不能直接驱动步进电机，这就需要驱动电路来完成功率放大，使控制脉冲信号满足驱动步进电机的要求。
以上所述，仅是本发明的实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (4)
1.一种用于隧道口的照明控制系统，其特征在于，包括传感器，单片机接收传感器所检测的信号，单片机输出两路信号分别通过相应的电平转换隔离驱动电路和步进电机控制两个反光镜将太阳光反射到隧道里为隧道提供照明，保持一个反射镜静止不动并对准隧道，另一个反射镜随太阳移动将太阳光通过这两个反射镜射到隧道里。
2.根据权利要求1所述的用于隧道口的照明控制系统，其特征在于，所述反射镜的旋转运动通过环形分配器来控制，环行分配器接收来自单片机发出的脉冲和正反转方式信号，并按相应步进电机状态转换表中的状态顺序产生控制各相导通或截止的信号，每当环行分配器接收一个CP脉冲，它的输出就转换一次。
3.根据权利要求2所述的用于隧道口的照明控制系统，其特征在于，从环行分配器输出的各相数字信号送入D/A转换器，转换后的模拟电压信号作为恒流斩波电路的参考电压，恒流斩波电路调制出相应的脉宽信号输出给推动级。
4.根据权利要求3所述的用于隧道口的照明控制系统，其特征在于，驱动级电路直接与步进电机各相绕组相连接，它接受来自推动级的信号，控制电机各相绕组的导通与截止，同时，也对绕组承受的电压和电流进行控制。
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| CN 201110370884 CN103123092A (zh) | 2011-11-21 | 2011-11-21 | 一种用于隧道口的照明控制系统 |
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Publications (1)
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| CN103123092A true CN103123092A (zh) | 2013-05-29 |
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN103557497A (zh) * | 2013-11-05 | 2014-02-05 | 重庆交通大学 | 光源小目标生成模拟系统 |
| CN104595841A (zh) * | 2014-11-07 | 2015-05-06 | 陕西科技大学 | 一种太阳光直接照明系统及其控制方法 |
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2011
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| CN103557497B (zh) * | 2013-11-05 | 2015-08-05 | 重庆交通大学 | 光源小目标生成模拟系统 |
| CN104595841A (zh) * | 2014-11-07 | 2015-05-06 | 陕西科技大学 | 一种太阳光直接照明系统及其控制方法 |
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Legal Events
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20130529 |