CN203554738U

CN203554738U - 一种led路灯节能控制装置

Info

Publication number: CN203554738U
Application number: CN201320608252.3U
Authority: CN
Inventors: 徐苗; 梁向东; 冯伯奋; 刘燕; 鲁敏; 石丽娟; 郑绍芬
Original assignee: ZHONGSHAN LANGZHIYUAN ENVIRONMENTAL AND ENERGY TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: ZHONGSHAN LANGZHIYUAN ENVIRONMENTAL AND ENERGY TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2013-09-29
Filing date: 2013-09-29
Publication date: 2014-04-16
Anticipated expiration: 2023-09-29

Abstract

本实用新型公开了一种LED路灯节能控制装置，包括有主控制器和受主控制器控制的多个LED路灯单元，所述LED路灯单元上设有次控制器和LED路灯，所述主控制器上连接有用于检测环境光强度的环境光强度检测模块，所述次控制器与LED路灯之间设有根据环境光强度检测模块检测到的环境光强度来控制LED路灯发光亮度的恒流驱动模块，所述次控制器上还连接有用于检测指定区域是否有物体运动以便于按需开启LED路灯的热释电红外检测模块。本案的目的是通过环境光强度检测模块检测到的环境光强度来控制LED路灯的发光亮度，通过热释电红外检测模块检测指定区域是否有物体运动以便于按需控制开启LED路灯，有效实现LED路灯的节能控制。

Description

一种LED路灯节能控制装置

[技术领域]

本实用新型涉及一种LED路灯节能控制装置。

[背景技术]

近年来，随着经济的高速发展和汽车的逐渐普及，城市的交通问题已经引起人们越来越多的关注，城市道路照明的重要性也日益增大。目前，我国大部分城市的路灯照明都采用"全夜灯恒照度"的方式，控制方式仍然是简单的光控和时控等传统方式，这大大增加了城市的用电量，为此，政府承担着巨额的财政支出，而路灯照明设备的使用寿命也大大降低。

因此，有必要解决上述问题。

[实用新型内容]

本实用新型克服了上述技术的不足，提供了一种LED路灯节能控制装置，其通过环境光强度检测模块检测到的环境光强度来控制LED路灯的发光亮度，通过热释电红外检测模块检测指定区域是否有物体运动以便于按需开启LED路灯，实现LED路灯的节能控制。

为实现上述目的，本实用新型采用了下列技术方案：

一种LED路灯节能控制装置，包括有主控制器1和受主控制器1控制的多个LED路灯单元2，所述LED路灯单元2上设有与主控制器1连接的次控制器21和受次控制器21控制的LED路灯22，所述主控制器1上连接有用于检测环境光强度的环境光强度检测模块11，所述次控制器21与LED路灯22之间设有根据环境光强度检测模块11检测到的环境光强度来控制LED路灯22发光亮度的恒流驱动模块23，所述次控制器21上还连接有用于检测指定区域是否有物体运动以便于按需开启LED路灯22的热释电红外检测模块24。

所述恒流驱动模块23包括功率放大器U4、电阻R10～R12、极性电容C4、以及场效应管Q3，所述极性电容C4正极与电阻R10一端相连接后作为恒流驱动模块23的PWM控制信号输入端与次控制器21的PWM控制信号输出端连接，电阻R10另一端与功率放大器U4的正向输入端连接，功率放大器U4输出端与电阻R11一端连接，电阻R11另一端与场效应管Q3栅极连接，所述场效应管Q3源极与电阻R12一端、功率放大器U4反向输入端连接，电阻R12另一端接地，所述功率放大器U4的电源正极输入端与LED路灯22正极相连接后接电压12V，功率放大器U4的电源负极输入端接电压负12V，所述LED路灯22负极与场效应管Q3漏极连接。

所述环境光强度检测模块11包括光敏电阻、电阻R5～R7、三端电位器Rw1、以及三极管Q2，所述光敏电阻一端与电阻R5一端、三端电位器Rw1一端连接相连接后接电源，光敏电阻另一端与电阻R6一端相连接后接三极管Q2基极，电阻R6另一端接三端电位器Rw1中间引脚，三端电位器Rw1另一端与三极管Q2发射极相连接后接地，所述电阻R5另一端与电阻R7一端相连接后接三极管Q2集电极，电阻R7另一端作为环境光强度检测模块11的光强度检测信号输出端与控制器1的光强度检测信号输入端连接。

所述热释电红外检测模块24包括有热释电红外传感器U9、功率放大器U5～U8、电阻R13～R21、极性电容C13、电容C11、电容C12、电容C18、三端电位器Rw3～Rw4、以及二极管D2～D3，所述热释电红外传感器U9电源端通过电阻R20接电源，热释电红外传感器U9输出端与电阻R21一端、电阻R13一端相连接，热释电红外传感器U9接地端与电阻R21另一端相连接后接地，电阻R13另一端与电阻R14一端、电容C11一端相连接后接功率放大器U5反向输入端，功率放大器U5正向输入端通过电阻R15接地，电阻R14另一端与电容C11另一端、极性电容C13负极相连接后接功率放大器U5输出端，极性电容C13正极与三端电位器Rw3一端连接，三端电位器Rw3另一端与中间引脚、电阻R16一端、电容C12一端相连接后接接功率放大器U6反向输入端，功率放大器U6正向输入端通过电阻R17接地，电阻R16另一端与电容C12另一端、功率放大器U6输出端相连接后与功率放大器U7正向输入端、功率放大器U8负向输入端相连接，功率放大器U7负向输入端与电阻R18一端、三端电位器Rw4一端相连接，电阻R18另一端接5V电压，三端电位器Rw4另一端与中间引脚相连接后与电阻R19一端、功率放大器U8正向输入端连接，电阻R19另一端接地，功率放大器U7输出端接二极管D2正极，功率放大器U8输出端接二极管D3正极，二极管D2负极与二极管D3负极相连接后作为热释电红外检测模块24的热释电红外检测信号输出端与次控制器21的热释电红外检测信号输入端连接。

所述主控制器1上还连接有用于功能设置的按键模块12和用于状态显示的显示屏13。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、通过环境光强度检测模块检测到的环境光强度来控制LED路灯的发光亮度，通过热释电红外检测模块检测指定区域是否有物体运动以便于按需开启LED路灯，实现LED路灯的节能控制。

2、只需通过一个主控制器就可控制连接在其上的多个LED路灯单元，环境光强度检测模块连接在主控制器上，其只需设置一个就可实现环境光强度的检测，而LED路灯单元可根据需要设置在不同路段并可根据其上热释电红外检测模块的检测结果来进行开启与关闭，其实施容易而且控制灵活方便。

3、恒流驱动模块为在恒压源模式控制上增加了一个电流串联负反馈，其实施简单方便，能够稳定LED的驱动电流，稳定控制LED的亮度，延长LED的使用寿命。

4、热释电红外检测模块将检测到的热释电红外信号进行二级运放后进入双限比较器，提高了检测精度，有效实现热释电红外检测模块对指定区域的红外检测。

[附图说明]

图1是本实用新型的结构方框图。

图2是本实用新型热释电红外检测模块电路图。

图3是本实用新型的环境光强度检测模块、恒流驱动模块电路图。

[具体实施方式]

以下结合附图通过实施例对本实用新型特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

如图1所示，一种LED路灯节能控制装置，其特征在于包括有主控制器1和受主控制器1控制的多个LED路灯单元2，所述LED路灯单元2上设有与主控制器1连接的次控制器21和受次控制器21控制的LED路灯22，所述主控制器1上连接有用于检测环境光强度的环境光强度检测模块11，所述次控制器21与LED路灯22之间设有根据环境光强度检测模块11检测到的环境光强度来控制LED路灯22发光亮度的恒流驱动模块23，所述次控制器21上还连接有用于检测指定区域是否有物体运动以便于按需开启LED路灯22的热释电红外检测模块24。

在本案中，所述主控制器1上还连接有用于功能设置的按键模块12和用于状态显示的显示屏13。在本实施时，所述主控制器1可采用型号为MSP430的单片机，所述次控制器21可采用型号为AT89S52的单片机。

如图3所示，所述恒流驱动模块23包括型号为OP-07功率放大器U4、电阻R10～R12、极性电容C4、以及场效应管Q3，所述极性电容C4正极与电阻R10一端相连接后作为恒流驱动模块23的PWM控制信号输入端与次控制器21的PWM控制信号输出端连接，电阻R10另一端与功率放大器U4的正向输入端连接，功率放大器U4输出端与电阻R11一端连接，电阻R11另一端与场效应管Q3栅极连接，所述场效应管Q3源极与电阻R12一端、功率放大器U4反向输入端连接，电阻R12另一端接地，所述功率放大器U4的电源正极输入端与LED路灯22正极相连接后接电压12V，功率放大器U4的电源负极输入端接电压负12V，所述LED路灯22负极与场效应管Q3漏极连接。

如上所述，恒流驱动模块23为在恒压源模式控制上增加了一个电流串联负反馈，其实施简单方便，能够稳定LED的驱动电流，稳定控制LED的亮度，延长LED的使用寿命。

如图3所示，所述环境光强度检测模块11包括有型号为MG4501的光敏电阻、电阻R5～R7、三端电位器Rw1、以及三极管Q2，所述光敏电阻一端与电阻R5一端、三端电位器Rw1一端连接相连接后接电源，光敏电阻另一端与电阻R6一端相连接后接三极管Q2基极，电阻R6另一端接三端电位器Rw1中间引脚，三端电位器Rw1另一端与三极管Q2发射极相连接后接地，所述电阻R5另一端与电阻R7一端相连接后接三极管Q2集电极，电阻R7另一端作为环境光强度检测模块11的光强度检测信号输出端与控制器1的光强度检测信号输入端连接。

如图2所示，所述热释电红外检测模块24包括有型号为P2288的双元热释电红外传感器U9、型号为OP-07的功率放大器U5～U8、电阻R13～R21、极性电容C13、电容C11、电容C12、电容C18、三端电位器Rw3～Rw4、以及二极管D2～D3，所述热释电红外传感器U9电源端通过电阻R20接电源，热释电红外传感器U9输出端与电阻R21一端、电阻R13一端相连接，热释电红外传感器U9接地端与电阻R21另一端相连接后接地，电阻R13另一端与电阻R14一端、电容C11一端相连接后接功率放大器U5反向输入端，功率放大器U5正向输入端通过电阻R15接地，电阻R14另一端与电容C11另一端、极性电容C13负极相连接后接功率放大器U5输出端，极性电容C13正极与三端电位器Rw3一端连接，三端电位器Rw3另一端与中间引脚、电阻R16一端、电容C12一端相连接后接接功率放大器U6反向输入端，功率放大器U6正向输入端通过电阻R17接地，电阻R16另一端与电容C12另一端、功率放大器U6输出端相连接后与功率放大器U7正向输入端、功率放大器U8负向输入端相连接，功率放大器U7负向输入端与电阻R18一端、三端电位器Rw4一端相连接，电阻R18另一端接5V电压，三端电位器Rw4另一端与中间引脚相连接后与电阻R19一端、功率放大器U8正向输入端连接，电阻R19另一端接地，功率放大器U7输出端接二极管D2正极，功率放大器U8输出端接二极管D3正极，二极管D2负极与二极管D3负极相连接后作为热释电红外检测模块24的热释电红外检测信号输出端与次控制器21的热释电红外检测信号输入端连接。

如上所述，在实施时为了提高P2288探测灵敏度可在其表面罩上一个菲涅耳透镜，可使其探测距离增加到原来的5～7倍。其中，菲涅耳透镜是一种由聚乙烯材料根据菲涅耳原理制成的塑料薄纹透镜，对红外线的透射率大于65%。根据菲涅耳透镜的工作原理可知，当有移动物体发射的红外线进入透镜的探测范围，菲涅耳透镜会产生一个交替的"盲区"和"高灵敏区"，P2288内的两个反向串联的敏感元件轮流检测运动物体，形成一系列光脉冲后，所以，P2288无法检测到静止的物体。要注意的是，在安装时菲涅耳透镜与P2288之间的距离应满足与菲涅耳透镜的焦距相等。

如上所述，热释电红外传感器U9以非接触形式检测出人体及车辆等发出的微弱红外线能量并转化成电信号输出，当热释电红外传感器U9探测到有人或者车辆进入到探测区域，热释电红外传感器U9产生一个交变红外辐射信号，并输出一个微弱的TTL电平信号，该信号经过由功率放大器U5、U6组成的二级运放后输入到由功率放大器U7、U8组成的双限比较器当中，其中三端电位器Rw3用来调节二级运放的放大倍数，Rw4用来设定U7处门限电平Uref1和U8处门限电平Uref2，当探测电压大于Uref1时，U7输出高电平，U8输出低电平，则二极管D2导通而二极管D3截止，热释电红外检测模块24的热释电红外检测信号输出端为高电平，次控制器21判断有人或车辆等在指定区域运动；当探测电压低于Uref2时U7输出低电平，U8输出高电平，则二极管D2截止而二极管D3导通，热释电红外检测信号输出端为高电平，次控制器21判断有人或车辆等在指定区域运动；当探测电压介于Uref1和Uref2之间时二极管D2和二极管D3都截止，热释电红外检测信号输出端为低电平，次控制器21判断没有人或车辆等在指定区域运动。

本案的工作过程如下：

在实际使用时，根据各个季节天黑的时间不同，用户可通过按键模块12在主控制器1上设置LED路灯22的允许开启和关闭时段，在规定时间对移动物体进行红外检测，实现对LED路灯22的智能化控制，提高了该LED路灯22照明的有效性，避免了电力资源的浪费。

环境光强度检测模块11检测周围环境光强度，主控制器1定时将检测结果发送给LED路灯单元2上次控制器21，便于在LED路灯22照明时通过恒流驱动模块23对其进行亮度控制。

当有人或者车辆等物体进入热释电红外检测模块24的红外探测区域时，LED路灯单元2上次控制器21根据接收到的环境光强度检测结果，输出脉宽调制信号PWM，通过恒流驱动模块23驱动控制器点亮LED路灯22，保证LED路灯22光强度足以满足路面的可见度；如果热释电红外检测模块24在一段时间内没有探测到红外信号，次控制器21控制LED路灯22熄灭。

Claims

1.一种LED路灯节能控制装置，其特征在于包括有主控制器（1）和受主控制器（1）控制的多个LED路灯单元（2），所述LED路灯单元（2）上设有与主控制器（1）连接的次控制器（21）和受次控制器（21）控制的LED路灯（22），所述主控制器（1）上连接有用于检测环境光强度的环境光强度检测模块（11），所述次控制器（21）与LED路灯（22）之间设有根据环境光强度检测模块（11）检测到的环境光强度来控制LED路灯（22）发光亮度的恒流驱动模块（23），所述次控制器（21）上还连接有用于检测指定区域是否有物体运动以便于按需开启LED路灯（22）的热释电红外检测模块（24）。

2.根据权利要求1所述的一种LED路灯节能控制装置，其特征在于所述恒流驱动模块（23）包括功率放大器U4、电阻R10～R12、极性电容C4、以及场效应管Q3，所述极性电容C4正极与电阻R10一端相连接后作为恒流驱动模块（23）的PWM控制信号输入端与次控制器（21）的PWM控制信号输出端连接，电阻R10另一端与功率放大器U4的正向输入端连接，功率放大器U4输出端与电阻R11一端连接，电阻R11另一端与场效应管Q3栅极连接，所述场效应管Q3源极与电阻R12一端、功率放大器U4反向输入端连接，电阻R12另一端接地，所述功率放大器U4的电源正极输入端与LED路灯（22）正极相连接后接电压12V，功率放大器U4的电源负极输入端接电压负12V，所述LED路灯（22）负极与场效应管Q3漏极连接。

3.根据权利要求1所述的一种LED路灯节能控制装置，其特征在于所述环境光强度检测模块（11）包括光敏电阻、电阻R5～R7、三端电位器Rw1、以及三极管Q2，所述光敏电阻一端与电阻R5一端、三端电位器Rw1一端连接相连接后接电源，光敏电阻另一端与电阻R6一端相连接后接三极管Q2基极，电阻R6另一端接三端电位器Rw1中间引脚，三端电位器Rw1另一端与三极管Q2发射极相连接后接地，所述电阻R5另一端与电阻R7一端相连接后接三极管Q2集电极，电阻R7另一端作为环境光强度检测模块（11）的光强度检测信号输出端与控制器（1）的光强度检测信号输入端连接。

4.根据权利要求1所述的一种LED路灯节能控制装置，其特征在于所述热释电红外检测模块（24）包括有热释电红外传感器U9、功率放大器U5～U8、电阻R13～R21、极性电容C13、电容C11、电容C12、电容C18、三端电位器Rw3～Rw4、以及二极管D2～D3，所述热释电红外传感器U9电源端通过电阻R20接电源，热释电红外传感器U9输出端与电阻R21一端、电阻R13一端相连接，热释电红外传感器U9接地端与电阻R21另一端相连接后接地，电阻R13另一端与电阻R14一端、电容C11一端相连接后接功率放大器U5反向输入端，功率放大器U5正向输入端通过电阻R15接地，电阻R14另一端与电容C11另一端、极性电容C13负极相连接后接功率放大器U5输出端，极性电容C13正极与三端电位器Rw3一端连接，三端电位器Rw3另一端与中间引脚、电阻R16一端、电容C12一端相连接后接接功率放大器U6反向输入端，功率放大器U6正向输入端通过电阻R17接地，电阻R16另一端与电容C12另一端、功率放大器U6输出端相连接后与功率放大器U7正向输入端、功率放大器U8负向输入端相连接，功率放大器U7负向输入端与电阻R18一端、三端电位器Rw4一端相连接，电阻R18另一端接5V电压，三端电位器Rw4另一端与中间引脚相连接后与电阻R19一端、功率放大器U8正向输入端连接，电阻R19另一端接地，功率放大器U7输出端接二极管D2正极，功率放大器U8输出端接二极管D3正极，二极管D2负极与二极管D3负极相连接后作为热释电红外检测模块（24）的热释电红外检测信号输出端与次控制器（21）的热释电红外检测信号输入端连接。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种LED路灯节能控制装置，其特征在于所述主控制器（1）上还连接有用于功能设置的按键模块（12）。

6.根据权利要求1-4任意一项所述的一种LED路灯节能控制装置，其特征在于所述主控制器（1）上还连接有用于状态显示的显示屏（13）。