CN202679741U - 教室led调光控制装置 - Google Patents

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邓曙光
李稳国
项灿军
王亦翔
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Abstract

本实用新型公开了一种能实现照明亮度可调、稳定照度的教室LED调光控制装置，其特征是它包括与MCU处理器相连的光照采样模块、人体检测模块、键盘及显示电路，变压整流滤波模块通过开关辅助电源与MCU处理器连接，MCU处理器通过DC-DC模块经LED调光模块与LED照明设备连接；本实用新型控制照明设备在有人区域内按所需强度发光，满足于多种照明模式、延长灯具寿命、简化节省配电控制设备和管线工作量，高效节能。

Description

教室LED调光控制装置
技术领域
本实用新型涉及智能控制技术领域，具体地说是涉及一种教室LED调光控制装置。
背景技术
现有技术中，教室的照明控制多以手动控制和基于传感器的控制为主，存在多方面不足。一是以手动开关为主的控制，目前教室的照明设备大多采用一个开关控制多个照明设备的设置，这就造成了白天教室内某些方位即使照度充足的情况下也开灯学习的现象。且由于大学开放型的管理模式，以及学生们节能意识的淡薄，白天在教室里即使人数很少的情况下，也是全部开启室内照明灯，甚至出现人去灯亮的耗能情况。二是基于人体红外感应开关或声音传感器为主的仅控制LED的开关状态的控制装置，虽能在一定程度上实现节能，但其照明亮度是不可调的。由于自然光具有随机性、易变性，而且学校建筑的格局、朝向具有多样性，教室内照度值一直在发生改变。特别是“阶梯教室”，其面积较大，各个方位的光照强度有所不同。而照度水平及其均匀度对视觉疲劳有着重要影响。稳定的光照强度可以增加满意度，提高阅读效率和工作效率。而现有基于传感器的控制装置既无法充分利用自然光来实现节能，又没有考虑到现代化教室具有自习、传统的粉笔教学及多媒体教学等应用场景，不能依据以上情况进行控制切换以实现既有利于学习和教学又节能的目的。
因此，为克服上述节能方面的不足，现需要一种新的教室LED调光控制装置，在满足学校照明需求的基础上，实现大学教室的智能照明控制。教室的照明控制已成为现代化学校不可分割的组成部分。
MCU(Micro Control Unit)中文名称为微控制单元，又称单片微型计算机(Single Chip Microcomputer)或者单片机，是指随着大规模集成电路的出现及其发展，将计算机的CPU、RAM、ROM、定时计数器和多种I/O接口集成在一片芯片上，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合控制。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种能实现照明亮度可调、稳定照度的教室LED调光控制装置。
本实用新型是采用如下技术方案实现其发明目的的，一种教室LED调光控制装置，它包括与MCU处理器相连的光照采样模块、人体检测模块、键盘及显示电路，变压整流滤波模块通过开关辅助电源与MCU处理器连接，MCU处理器通过DC-DC模块经LED调光模块与LED照明设备连接；市电经变压整流滤波模块变压、整理、滤波后，分别为开关辅助电源与DC-DC模块提供基准电压，再经开关辅助电源转变为MCU处理器所需的工作电压；人体检测模块、光照采样模块获得的环境参数信号输入给MCU处理器进行处理；键盘及显示电路对MCU处理器输入照明模式切换指令以及对LED亮度的手动调节指令，并对MCU处理器的反馈数据进行实时显示；MCU处理器发出的指令信号控制DC-DC模块输出可变的直流电压或电流，从而控制LED调光模块的LED驱动电压或电流，进而控制LED照明设备的亮度。
本实用新型所述的MCU处理器中包括PWM信号模块，MCU处理器通过PWM信号模块与DC-DC模块相连；PWM信号模块发出的PWM信号的占空比控制DC-DC模块的输出电压或电流的大小。
由于采用上述技术方案，本实用新型较好的实现了发明目的，其控制照明设备在有人区域内按所需强度发光，满足于多种照明模式、延长灯具寿命、简化节省配电控制设备和管线工作量，高效节能。
附图说明
图1是本实用新型的结构原理示意框图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。
由图1可知，一种教室LED调光控制装置，它包括与MCU处理器相连的光照采样模块、人体检测模块、键盘及显示电路，变压整流滤波模块通过开关辅助电源与MCU处理器连接，MCU处理器通过DC-DC模块经LED调光模块与LED照明设备连接；市电经变压整流滤波模块变压、整理、滤波后，分别为开关辅助电源与DC-DC模块提供基准电压，再经开关辅助电源转变为MCU处理器所需的工作电压；人体检测模块、光照采样模块获得的环境参数信号输入给MCU处理器进行处理；键盘及显示电路对MCU处理器输入照明模式切换指令以及对LED亮度的手动调节指令，并对MCU处理器的反馈数据进行实时显示；MCU处理器发出的指令信号控制DC-DC模块输出可变的直流电压或电流，从而控制LED调光模块的LED驱动电压或电流，进而控制LED照明设备的亮度。
本实用新型所述的MCU处理器中包括PWM信号模块，MCU处理器通过PWM信号模块与DC-DC模块相连；PWM信号模块发出的PWM信号的占空比控制DC-DC模块的输出电压或电流的大小。
本实用新型所述的MCU处理器采用Atmel公司型号为Atmega128的AVR微处理器，该处理器具有53个I/O接口、8路10位ADC、6路分辨率可编程的PWM。
本实用新型所述的开关辅助电源主要由开关电源组成，具有高效率和稳定性强的特点，用于为MCU处理器提供5V电压。
本实用新型为了便于MCU处理器判断LED发光设备是否开启及确定开启的区域位置，所述的人体检测模块包括均匀设置于空间内各点的红外传感器。
本实用新型为了便于进行环境检测，所述的光照采样模块包括均匀设置于空间内各点的光照检测器，确定教室内的光照强度，以便MCU处理器判断是否启动或关闭LED发光设备以及便于开启后的发光强度控制。
本实用新型所述的键盘及显示模块与MCU处理器的I/O口相连，主要用于不同应用场景时的照明模式切换及相应显示，以及LED亮度的手动调节。
本实用新型所述的DC-DC模块由Buck电路组成，其输出电压或电流的大小受PWM信号的占空比控制，优选其输出电流受PWM信号的占空比控制。
本实用新型所述的LED调光模块，其LED的亮度受DC-DC模块的输出电压或电流控制，优选电流控制。
本实用新型工作时，市电经变压整流滤波模块变压、整理、滤波后，分别为开关辅助电源与DC-DC模块提供基准电压，再经开关辅助电源转变为5V电压供给MCU处理器作为工作电压；人体检测模块中均匀设置于空间内的人体传感器（可采用红外检测器、声音传感器等）对教室空间内各点进行检测，获取的人体信号或无人信号送入MCU处理器进行处理，以为判断何处开启LED照明设备提供参数，当MCU处理器获取某点的信号为无人信号时，不对该点的LED照明设备进行开启；当检测到某点有人存在时，人体检测模块将获得的人体信号输入MCU处理器进行处理，同时，光照采样模块中均匀设置于空间内各点的光照检测器将获取的光照强度参数信号输入MCU处理器为其提供环境参数，当有人存在的该点的自然光照强度较弱时，MCU处理器动态调整PWM信号模块发出的PWM信号的占空比，以PWM信号的占空比控制DC-DC模块的输出电压或电流大小，从而控制LED调光模块的LED驱动电压或电流（本实施例采用的为电压控制），实现动态调整LED照明设备的亮度，而LED照明设备的亮度反过来又影响室内光照强度，此时光照采样模块及时得将实时光照强度反馈给MCU处理器，最后达到动态平衡，实现节能。
本实用新型还可运用于教室以外的其他公共场所。

Claims (2)

1.一种教室LED调光控制装置，其特征是它包括与MCU处理器相连的光照采样模块、人体检测模块、键盘及显示电路，变压整流滤波模块通过开关辅助电源与MCU处理器连接，MCU处理器通过DC-DC模块经LED调光模块与LED照明设备连接；市电经变压整流滤波模块变压、整理、滤波后，分别为开关辅助电源与DC-DC模块提供基准电压，再经开关辅助电源转变为MCU处理器所需的工作电压；人体检测模块、光照采样模块获得的环境参数信号输入给MCU处理器进行处理；键盘及显示电路对MCU处理器输入照明模式切换指令以及对LED亮度的手动调节指令，并对MCU处理器的反馈数据进行实时显示；MCU处理器发出的指令信号控制DC-DC模块输出可变的直流电压或电流，从而控制LED调光模块的LED驱动电压或电流，进而控制LED照明设备的亮度。
2.根据权利要求1所述的教室LED调光控制装置，其特征是所述的MCU处理器中包括PWM信号模块，MCU处理器通过PWM信号模块与DC-DC模块相连；PWM信号模块发出的PWM信号的占空比控制DC-DC模块的输出电压或电流的大小。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104144541A (zh) * 2013-05-07 2014-11-12 青岛创铭新能源有限公司 一种节能智能控制器
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CN109195275A (zh) * 2018-11-12 2019-01-11 苏州易德龙科技股份有限公司 一种led驱动电源的节电控制方法及系统

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