CN103596332A - 随时间调节亮度的路灯控制装置及控制方法 - Google Patents

随时间调节亮度的路灯控制装置及控制方法 Download PDF

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魏海峰
王敏
常艳超
陈文杰
李鹏
顾凯
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Abstract

本发明公开了一种随时间调节亮度的路灯控制装置及控制方法。装置包括第一整流电路、过零点采样电路、第二整流电路、检测电路、驱动电路、单片机。控制方法是，操作人员按下开始按钮单片机开始工作，操作人员校准时间和选择完操作模式之后单片机开始根据当日日期时间，通过改变触发可控硅导通延时时间自动控制路灯亮度，工作时间内有检测电路检测工作状态。采用本发明的路灯控制装置和控制方法能够科学有效地调节路灯亮度，减少不必要的能源浪费，方便维修，自动化程度较高。

Description

随时间调节亮度的路灯控制装置及控制方法
技术领域
本发明属于一种电子控制装置及方法，具体涉及一种随时间调节亮度的路灯控制装置及控制方法。
背景技术
电子控制装置实现的一种随时间调节亮度的路灯是单片机判断季节和时间变化控制双向可控硅的导通来实现路灯(纯阻负载)亮度的调整。现有的路灯控制方法以分散时控方式为主，它的基本工作原理是在路灯配电箱中安装定时器，按预定的时间自行开关，传统的控制方法单一、低效，定时器所设定的时间无法满足一年四季昼夜长短不一的实际情况更无法达到随时间变化对路灯亮度科学控制的更高要求。因此，设计一种随时间调节亮度的路灯控制装置及控制方法能够减少不必要的能源浪费，科学高效地调节路灯亮度，具有重要的意义。
发明内容
本发明旨在克服传统路灯控制方法开关时间单一、效率低、无法对路灯亮度科学调节等缺点，提供一种随时间调节亮度的路灯控制装置及控制方法。
为了达到上述目的，本发明随时间调节亮度的路灯控制装置，其特征在于包括第一整流电路、过零点采样电路、第二整流电路、检测电路、驱动电路、单片机，其中第一整流电路、过零点采样电路和检测电路的输出端分别接单片机的输入端，单片机的输出端串接驱动电路后与负载连接，检测电路用于检测负载运行状态，第二整流电路的输出端接过零点采样电路的输入端。
随时间调节亮度的路灯控制装置，所述第一整流电路为降压整流电路。
所述过零点采样电路采用光耦过零点采样电路。
所述单片机通过状态显示装置显示所述路灯的运行状态，所述状态显示装置包括红色LED灯和绿色LED灯。
随时间调节亮度的路灯控制装置的控制方法，包括下列步骤：
（1）工作人员启动所述随时间调节亮度的路灯控制装置；
（2）工作人员安置路灯时根据需要选择半夜模式或者整夜模式，半夜模式适用于农村、小区，整夜模式适用于城市或者；
（3）单片机程序分日历时间模块、整夜模式控制模块和半夜模式控制模块；
（4）单片机调用日历时间模块；
（5）单片机判断当前日期和季节，选择春、夏、秋、冬四种模式；
（6）根据当日时间变化，单片机调用设计者存入的春夏秋冬四种模式下的工作方式；
（7）路灯正常工作时绿色LED灯亮，路灯故障时红色LED灯亮。
本发明的优点和有益效果主要是：
采用本发明的路灯控制装置和控制方法能够科学有效地调节路灯亮度，减少不必要的能源浪费，方便维修，自动化程度较高。
附图说明
图1：本发明过零点采样原理图，其中（a）为硬件原理图，（b）为整流后电流波形图，（c）为采样的过零点信号图；
图2：本发明装置方框原理图；
图3：本发明控制方法方框图；
图4：本发明季节判断算法流程图；
图5：本发明春天单日控制算法流程图，其中（c）为整夜模式，（d）为半夜模式；
图6：本发明单片机引脚简略图；
图中：TS.实际延时时间，TL.最短延时时间，TM.最长延时时间，k.变化率。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的一种随时间调节亮度的路灯控制装置及控制方法作进一步的详细说明。
本发明使用的装置是：整流电路、过零点信号提取电路（采用光耦提取过零点信号）、双向可控硅T435-400、驱动电路、单片机，选择可多次烧写的可编程器件，本设计选用AT89C51单片机，变压整流电路提供单片机所需的5V直流电压，白炽灯、红色LED灯和绿色LED灯各一只，检测电路用于检测白炽灯通断情况，金属盒其表面有开始按钮和关闭按钮，开始按钮下有整夜模式和半夜模式两个按钮，金属壳表面可以观察到红绿LED灯；过零点信号提取电路、驱动电路、变压整流电路、检测电路分别与单片机相应引脚相连，整套控制装置放在金属盒中。
本发明采用的调节亮度的控制方法：双向可控硅接受触发信号导通后即使信号去掉，它仍保持导通，当加在负载上的交流电压过零点时自动关断。在交流电的每个半波周期都要发送一个出发信号，改变触发信号发送的时间就能改变灯泡的亮度，具体表现在通过光耦提取过零点信号，将此信号送至单片机，单片机选择延时时间，控制灯泡亮度，注意我国电网是50Hz正弦交流电，延时时间理论上选取范围为0～10ms。
图1所示为本发明的过零点采样装置，单片机通过光耦在整流后的电压在过零点时接收到脉冲信号。
结合图2、图3、图4、图5和图6叙述本发明的一种随时间调节亮度的路灯控制装置及控制方法，包括下列步骤：
（1）操作人员按下开始按钮，P1.0置0，为低电平单片机开始工作；
（2）操作人员校准时间；
（3）操作人员选择工作模式整夜或半夜P3.4、P3.5相应引脚置0，以整夜模式为例。
（4）单片机根据当日月份进行判断，如图4所示，选择应用于春、夏、秋、冬四种模式的一种，其中春季工作时间0:00-6:00，17:00-24:00；夏季工作时间为0:00-5:00，19:00-24:00；秋季工作时间为0:00-6:00，17:00-24:00；冬季工作时间为0:00-7:00，16:00-24:00；
（5）以春季为例，单片机继续判断工作所处时间A时B分；
（6）整夜模式下，在晚上8点到第二天凌晨3点，TS=TL，路灯亮度最高；
（7）在早上7点到下午4点，单片机不发送可控硅导通信号，P2.2引脚置0，驱动电路停止工作；
（8）在早上四点到七点之间，单片机根据公式Ts=TL+k[60(A-4)+B]计算TS，当时间刚到四点时A等于4，B等于0，Ts=TL，路灯亮度最高，之后随时间变化Ts变大，路灯逐渐变暗；
（9）在下午5点到8点之间，单片机根据公式Ts=Tm-k[60(A-17)+B]计算TS，当时间刚到下午5点时A等于17，B等于0，Ts=Tm，路灯亮度最低，之后随时间变化Ts变小，路灯逐渐变亮；
（10）半夜模式与整夜模式相似，不再赘述。
（11）整个工作过程中，检测电路检测负载通断，并通过引脚P2.7将检测结果传入单片机；
（12）正常工作时P2.0置1，绿色LED灯亮，出现故障时P2.1置1，红色LED灯亮。

Claims (5)

1.一种随时间调节亮度的路灯控制装置，其特征在于包括第一整流电路、过零点采样电路、第二整流电路、检测电路、驱动电路、单片机，其中第一整流电路、过零点采样电路和检测电路的输出端分别接单片机的输入端，单片机的输出端串接驱动电路后与负载连接，检测电路用于检测负载运行状态，第二整流电路的输出端接过零点采样电路的输入端。
2.根据权利要求1所述的随时间调节亮度的路灯控制装置，其特征在于所述第一整流电路为降压整流电路。
3.根据权利要求1所述的随时间调节亮度的路灯控制装置，其特征在于所述过零点采样电路采用光耦过零点采样电路。
4.根据权利要求1所述的随时间调节亮度的路灯控制装置，其特征在于所述单片机通过状态显示装置显示所述路灯的运行状态，所述状态显示装置包括红色LED灯和绿色LED灯。
5.一种如权利要求1所述的随时间调节亮度的路灯控制装置的控制方法，其特征在于，包括下列步骤：
（1）工作人员启动所述随时间调节亮度的路灯控制装置；
（2）工作人员安置路灯时根据需要选择半夜模式或者整夜模式，半夜模式适用于农村、小区，整夜模式适用于城市；
（3）单片机包括日历时间模块、整夜模式控制模块和半夜模式控制模块；
（4）单片机调用日历时间模块；
（5）单片机判断当前日期和季节，选择春、夏、秋、冬四种模式；
（6）根据当日时间变化，单片机调用设计者存入的春夏秋冬四种模式下的工作方式；
（7）路灯正常工作时绿色LED灯亮，路灯故障时红色LED灯亮。
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