CN204795693U - 一种室内led照明调光控制装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种室内LED照明调光控制装置，属智能家居领域。包括光照强度采集模块、同步信号采集模块、信号处理与操作模块、单元效应模块和遥控模块。针对室内照明系统不够人性化、智能化和节能的问题，采用单片机为核心配合用可控硅对室内照明系统进行控制和技术的优化设计。把调光技术引入室内照明系统，通过对多种LED调光技术的对比，选择对可控硅调光技术进行优化，实现对LED灯的亮度控制。为了实现特定的控制效果，设计同步信号和自然光强度的采集电路。鉴于传统开关在使用中的诸多不便，设计中添加了遥控模块，并在该模块中开发出新的功能，实现对室内照明系统的优化设计。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种室内LED照明调光控制装置，属于智能家居技术领域。
背景技术
由于能源的短缺和智能控制技术的发展，人们对照明系统的控制已不能再满足于传统通断式的操作，而应融入智能控制的元素。完善的智能控制应该拥有手动控制、智能控制、光控、时控等控制功能。在室内照明系统中，由于调光技术在节能方面的优势，所以它是实现室内照明系统智能控制最好的切入点。鉴于白炽灯的高能耗和型荧光灯对电压要求性强的问题，LED调光技术的发展将迎来前所未有的机遇，这也预示着，在未来的照明市场中，LED灯将会取代白炽灯和荧光灯，成为新的照明灯霸主。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是：提供一种室内LED照明调光控制装置，用以解决室内照明系统不够人性化、智能化和节能的问题，对室内照明系统进行控制和技术的优化设计。
本实用新型技术方案是：一种室内LED照明调光控制装置，包括光照强度采集模块1、同步信号采集模块2、信号处理与操作模块3、单元效应模块4和遥控模块5，共五个模块；所述光照强度采集模块1的输出端子与信号处理与操作模块3的输入端子相连，同步信号采集模块2的输出端子与信号处理操作模块3的输入端子相连，信号处理与操作模块3的输出端子与单元效应模块4的输入端子相连，遥控模块5的输出端子与信号处理与操作模块3中单片机的端子相连。
所述光照强度采集模块1用以检测自然光线的亮度，对所采集到的信息进行初步的处理，并将其发送至信号处理与操作模块3，控制LED灯的亮度，其输出端与信号处理与操作模块3中的单片机的输入端子相连。
所述同步信号采集模块2输出端子与信号处理与操作模块3中的单片机的输入端子相连，用以检测同步信号。
所述信号处理与操作模块3包含STC89C52单片机及其外围电路，用于接收光照强度采集模块1和同步信号采集模块2的信号，对信号处理后发送到单元效应模块4；信号处理与操作模块3的输入端子与光照强度采集模块1的输出端子相连，信号处理与操作模块3的输入端子与同步信号采集模块2的输出端子相连，信号处理与操作模块3的输出端子与单元效应模块4的输入端子相连，遥控模块5的输出端子与信号处理与操作模块3的输入端子相连。
所述单元效应模块4用于接收来自信号处理与操作模块3的指令并按指令对其所控制的LED灯进行调光和开关功能的控制；选择LED灯的供电电源为经整流桥对12伏交流电整流后的直流电；单元效应模块4的输入端子与信号处理与操作模块3的输出端子相连。
所述遥控模块5的输出端子与信号处理与操作模块3中单片机的端子相连，采用红外遥控器对LED灯进行调光和开关功能的控制。
本实用新型的使用过程如下：
A、首先将LED照明调光控制装置接通电源；
B、LED照明调光控制装置中的光照强度采集模块1对光照强度进行采集，并将信号送入信号处理与操作模块3中的单片机；同步信号采集模块2对电压同步信号进行采集，并将信号送入信号处理与操作模块3中的单片机；
C、使用遥控模块5进行相关设定；
D、信号处理与操作模块3根据光照强度采集模块1、同步信号采集模块2、遥控模块5提供的信息进行综合判别，将控制信息传递给单元效应模块4，从而得到希望的LED照明亮度。
具体的，光照强度采集模块1、同步信号采集模块2、信号处理与操作模块3、单元效应模块4和遥控模块5，这5个模块的具体组成和结构如下所示：
所述光照强度采集模块1包含光敏电阻CRS1、可调电阻R14、定值电阻R7、R11、R12、R13、R15，电容C4，模数转换芯片ADC0804；光敏电阻CRS1的一端与5V电源相连，另一端分别接定值电阻R7和可调电阻R14的一端；电阻R7的另一端接模数转换器ADC0804的Vin(+)引脚；电阻R14的另一端接电阻R13的一端；电阻R13的另一端分别接模数转换器ADC0804的Vin(-)引脚和电容C4的一端；电容C4的另一端分别接ADC0804的CLKIN引脚和电阻R15的一端；电阻R15的另一端接模数转换器ADC0804的CLKR引脚；电阻R12的一端接5V电源，另一端分别接模数转换器ADC0804的Vref引脚和电阻R11的一端；电阻R11的另一端接模数转换器ADC0804的DGND引脚；模数转换器ADC0804的DGND引脚、Vin(-)引脚、AGND引脚连在一起接地；模数转换器ADC0804的引脚DB0、DB1、DB2、DB3、DB4、DB5、DB6、DB7分别接信号处理与操作模块3中STC89C52单片机的引脚P1.0、P1.1、P1.2、P1.3、P1.4、P1..5、P1.6、P1.7；模数转换器ADC0804的引脚CS、WR、RD分别与单片机STC89C52的引脚P3.2、P3.6、P3.7分别与连接；
所述同步信号采集模块2包含光耦Optoisolator2，电阻R1、R2、R3、R4，稳压管D1、整流桥堆Bridge1、变压器Transformer1；变压器Transformer1的高压端接220V市电，12V交流低压输出端接整流桥堆Bridge1的交流侧，整流桥堆Bridge1的直流侧输出的正端分别接电阻R1的一端和单元效应模块4的可控硅SCR1的阳极；电阻R1的另一端分别接电阻R2的一端和稳压管D1的阴极；电阻R2的另一端接光耦Optoisolator2的发光二极管的阳极；光耦Optoisolator2的发光二极管的阴极、稳压管D1的阳极和整流桥堆Bridge1直流侧输出的负端接在一起；光耦Optoisolator2的三极管的集电极端接5V电源、发射极分别接电阻R3和R4的一端；电阻R4的另一端接地；电阻R3的另一端接信号处理与操作模块3中STC89C52单片机的引脚P0.6；
所述信号处理与操作模块3包括STC89C52单片机及其外围电路，信号处理与操作模块3中单片机STC89C52的引脚P1.0、P1.1、P1.2、P1.3、P1.4、P1..5、P1.6、P1.7分别与光照强度采集模块1中模数转换器ADC0804的引脚DB0、DB1、DB2、DB3、DB4、DB5、DB6、DB7对应连接，单片机STC89C52的引脚P3.2、P3.6、P3.7分别与模数转换器ADC0804的引脚CS、WR、RD连接；单片机STC89C52的引脚P0.6与同步信号采集模块2的电阻R3的一端连接；单片机STC89C52的引脚P2.0与单元效应模块4的电阻R7的一端连接；单片机STC89C52的引脚P3.3与遥控模块5中的红外遥控接收头HX1838的IN端连接；
所述单元效应模块4包含有光耦Optoisolator1；电阻R5、R6、R7，二极管D2，LED灯LED1、LED2、LED3、LED4，可控硅SCR1；同步信号采集模块2整流桥堆Bridge1的直流侧输出的正端①分别和单元效应模块4的可控硅SCR1的阳极和电阻R5的一端连接；电阻R5的另一端与光耦Optoisolator1的三极管的集电极连接，其发射极接二极管D2的阳极；二极管D2的阴极接可控硅SCR1的门极G；可控硅SCR1的阴极K接LED4的阳极，LED4的阴极接LED3的阳极；LED3的阴极接LED2的阳极；LED2的阴极接LED1的阳极；LED1的阴极接同步信号采集模块2整流桥堆Bridge1的直流侧输出的负端②；电阻R6的一端与5V电源连接，另一端与光耦Optoisolator1的发光二极管的阳极连接，发光二极管的阴极与电阻R7的一端连接；电阻R7的另一端与信号处理与操作模块3中单片机的引脚P2.0连接；
所述遥控模块5包含红外遥控接收头HX1838，电阻R8、R9，发光二极管D3；电阻R9的一端接5V电源，另一端接发光二极管D3的阳极；发光二极管D3的阴极接红外遥控接收头HX1838的GND端；红外遥控接收头HX1838的VCC端接5V电源，GND端接地；电阻R8的一端接5V电源，另一端接红外遥控接收头HX1838的IN端；红外遥控接收头HX1838的IN端接信号处理与操作模块（3）中单片机STC89C52的引脚P3.3。
本实用新型涉及到的光照强度采集模块1、同步信号采集模块2、信号处理与操作模块3、单元效应模块4和遥控模块5均为市场上能买到的现有模块。
本实用新型的有益效果是：
（1）能无级调光：本实用新型将无级调光技术与LED相结合引入室内照明系统，力求最大限度的提高室内照明系统的节能效果；
（2）智能控制：亮度控制系统将室外光照与室内照明系统连为一体，使它们共同维持室内亮度的平衡，在这个维持过程中，智能控制技术的引入至关重要；
（3）遥控调光：为了使人们对照明系统的控制操作更加方便，可采用红外遥控技术对照明系统进行控制。这样做即可以使得LED的节能效果更加显著，又可以使人们对照明系统的控制更加便捷，满足当下快节奏生活方式对电气装置的要求；
本设计将综合上述因素及要求，设计出一个适合于LED灯的调光方案，使得在调光过程中，即可以无阶梯的对LED的发光强度进行控制，也可以通过传感信号对LED的发光强度进行无阶梯的智能控制，提高LED的节能效果。同时，为了使人们对照明系统的控制操作更加方便，采用红外电遥控技术对照明系统进行控制。在一定程度上促进LED节能灯在市场上的普及率。
附图说明
图1是本实用新型的原理框图；
图2是本实用新型的电路原理图；
图3是本实用新型光照强度采集电路图；
图4是本实用新型同步信号采集电路图；
图5是本实用新型单元效应模块电路图；
图6是本实用新型遥控模块电路图；
图7是本实用新型对可控硅进行相位控制的波形图。
图2中各标号：1-光照强度采集模块，2-同步信号采集模块，3-信号处理与操作模块，4-单元效应模块，5-遥控模块。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，对本实用新型作进一步说明。
实施例1：如图1-7所示，一种室内LED照明调光控制装置，包括光照强度采集模块1、同步信号采集模块2、信号处理与操作模块3、单元效应模块4和遥控模块5，共五个模块；所述光照强度采集模块1的输出端子与信号处理与操作模块3的输入端子相连，同步信号采集模块2的输出端子与信号处理操作模块3的输入端子相连，信号处理与操作模块3的输出端子与单元效应模块4的输入端子相连，遥控模块5的输出端子与信号处理与操作模块3中单片机的端子相连。
所述光照强度采集模块1用以检测自然光线的亮度，对所采集到的信息进行初步的处理，并将其发送至信号处理与操作模块3，控制LED灯的亮度，其输出端与信号处理与操作模块3中的单片机的输入端子相连。
所述同步信号采集模块2输出端子与信号处理与操作模块3中的单片机的输入端子相连，用以检测同步信号。
所述信号处理与操作模块3包含STC89C52单片机及其外围电路，用于接收光照强度采集模块1和同步信号采集模块2的信号，对信号处理后发送到单元效应模块4；信号处理与操作模块3的输入端子与光照强度采集模块1的输出端子相连，信号处理与操作模块3的输入端子与同步信号采集模块2的输出端子相连，信号处理与操作模块3的输出端子与单元效应模块4的输入端子相连，遥控模块5的输出端子与信号处理与操作模块3的输入端子相连。
所述单元效应模块4用于接收来自信号处理与操作模块3的指令并按指令对其所控制的LED灯进行调光和开关功能的控制；选择LED灯的供电电源为经整流桥对12伏交流电整流后的直流电；单元效应模块4的输入端子与信号处理与操作模块3的输出端子相连。
所述遥控模块5的输出端子与信号处理与操作模块3中单片机的端子相连，采用红外遥控器对LED灯进行调光和开关功能的控制。
本实施例的工作过程为：
A、首先将LED照明调光控制装置接通电源；
B、LED照明调光控制装置中的光照强度采集模块1对光照强度进行采集，并将信号送入信号处理与操作模块3中的单片机；同步信号采集模块2对电压同步信号进行采集，并将信号送入信号处理与操作模块3中的单片机；
C、使用遥控模块5进行相关设定；
D、信号处理与操作模块3根据光照强度采集模块1、同步信号采集模块2、遥控模块5提供的信息进行综合判别，将控制信息传递给单元效应模块4，从而得到希望的LED照明亮度。
实施例2：如图1-7所示，一种室内LED照明调光控制装置，包括光照强度采集模块1、同步信号采集模块2、信号处理与操作模块3、单元效应模块4和遥控模块5，共五个模块；所述光照强度采集模块1的输出端子与信号处理与操作模块3的输入端子相连，同步信号采集模块2的输出端子与信号处理操作模块3的输入端子相连，信号处理与操作模块3的输出端子与单元效应模块4的输入端子相连，遥控模块5的输出端子与信号处理与操作模块3中单片机的端子相连。
所述光照强度采集模块1用以检测自然光线的亮度，对所采集到的信息进行初步的处理，并将其发送至信号处理与操作模块3，控制LED灯的亮度，其输出端与信号处理与操作模块3中的单片机的输入端子相连。
所述同步信号采集模块2输出端子与信号处理与操作模块3中的单片机的输入端子相连，用以检测同步信号。
所述信号处理与操作模块3包含STC89C52单片机及其外围电路，用于接收光照强度采集模块1和同步信号采集模块2的信号，对信号处理后发送到单元效应模块4；信号处理与操作模块3的输入端子与光照强度采集模块1的输出端子相连，信号处理与操作模块3的输入端子与同步信号采集模块2的输出端子相连，信号处理与操作模块3的输出端子与单元效应模块4的输入端子相连，遥控模块5的输出端子与信号处理与操作模块3的输入端子相连。
所述单元效应模块4用于接收来自信号处理与操作模块3的指令并按指令对其所控制的LED灯进行调光和开关功能的控制；选择LED灯的供电电源为经整流桥对12伏交流电整流后的直流电；单元效应模块4的输入端子与信号处理与操作模块3的输出端子相连。
所述遥控模块5的输出端子与信号处理与操作模块3中单片机的端子相连，采用红外遥控器对LED灯进行调光和开关功能的控制。
本实施例的工作过程为：
A、首先将LED照明调光控制装置接通电源；
B、LED照明调光控制装置中的光照强度采集模块1对光照强度进行采集，并将信号送入信号处理与操作模块3中的单片机；同步信号采集模块2对电压同步信号进行采集，并将信号送入信号处理与操作模块3中的单片机；
C、使用遥控模块5进行相关设定；
D、信号处理与操作模块3根据光照强度采集模块1、同步信号采集模块2、遥控模块5提供的信息进行综合判别，将控制信息传递给单元效应模块4，从而得到希望的LED照明亮度。
具体的，光照强度采集模块1、同步信号采集模块2、信号处理与操作模块3、单元效应模块4和遥控模块5，这5个模块的具体组成和结构如下所示：
所述光照强度采集模块1包含光敏电阻CRS1、可调电阻R14、定值电阻R7、R11、R12、R13、R15，电容C4，模数转换芯片ADC0804；光敏电阻CRS1的一端与5V电源相连，另一端分别接定值电阻R7和可调电阻R14的一端；电阻R7的另一端接模数转换器ADC0804的Vin(+)引脚；电阻R14的另一端接电阻R13的一端；电阻R13的另一端分别接模数转换器ADC0804的Vin(-)引脚和电容C4的一端；电容C4的另一端分别接ADC0804的CLKIN引脚和电阻R15的一端；电阻R15的另一端接模数转换器ADC0804的CLKR引脚；电阻R12的一端接5V电源，另一端分别接模数转换器ADC0804的Vref引脚和电阻R11的一端；电阻R11的另一端接模数转换器ADC0804的DGND引脚；模数转换器ADC0804的DGND引脚、Vin(-)引脚、AGND引脚连在一起接地；模数转换器ADC0804的引脚DB0、DB1、DB2、DB3、DB4、DB5、DB6、DB7分别接信号处理与操作模块（3）中STC89C52单片机的引脚P1.0、P1.1、P1.2、P1.3、P1.4、P1..5、P1.6、P1.7；模数转换器ADC0804的引脚CS、WR、RD分别与单片机STC89C52的引脚P3.2、P3.6、P3.7分别与连接；
所述同步信号采集模块2包含光耦Optoisolator2，电阻R1、R2、R3、R4，稳压管D1、整流桥堆Bridge1、变压器Transformer1；变压器Transformer1的高压端接220V市电，12V交流低压输出端接整流桥堆Bridge1的交流侧，整流桥堆Bridge1的直流侧输出的正端分别接电阻R1的一端和单元效应模块4的可控硅SCR1的阳极；电阻R1的另一端分别接电阻R2的一端和稳压管D1的阴极；电阻R2的另一端接光耦Optoisolator2的发光二极管的阳极；光耦Optoisolator2的发光二极管的阴极、稳压管D1的阳极和整流桥堆Bridge1直流侧输出的负端接在一起；光耦Optoisolator2的三极管的集电极端接5V电源、发射极分别接电阻R3和R4的一端；电阻R4的另一端接地；电阻R3的另一端接信号处理与操作模块3中STC89C52单片机的引脚P0.6；
所述信号处理与操作模块3包括STC89C52单片机及其外围电路，信号处理与操作模块3中单片机STC89C52的引脚P1.0、P1.1、P1.2、P1.3、P1.4、P1..5、P1.6、P1.7分别与光照强度采集模块1中模数转换器ADC0804的引脚DB0、DB1、DB2、DB3、DB4、DB5、DB6、DB7对应连接，单片机STC89C52的引脚P3.2、P3.6、P3.7分别与模数转换器ADC0804的引脚CS、WR、RD连接；单片机STC89C52的引脚P0.6与同步信号采集模块2的电阻R3的一端连接；单片机STC89C52的引脚P2.0与单元效应模块4的电阻R7的一端连接；单片机STC89C52的引脚P3.3与遥控模块5中的红外遥控接收头HX1838的IN端连接；
所述单元效应模块4包含有光耦Optoisolator1；电阻R5、R6、R7，二极管D2，LED灯LED1、LED2、LED3、LED4，可控硅SCR1；同步信号采集模块2整流桥堆Bridge1的直流侧输出的正端①分别和单元效应模块4的可控硅SCR1的阳极和电阻R5的一端连接；电阻R5的另一端与光耦Optoisolator1的三极管的集电极连接，其发射极接二极管D2的阳极；二极管D2的阴极接可控硅SCR1的门极G；可控硅SCR1的阴极K接LED4的阳极，LED4的阴极接LED3的阳极；LED3的阴极接LED2的阳极；LED2的阴极接LED1的阳极；LED1的阴极接同步信号采集模块2整流桥堆Bridge1的直流侧输出的负端②；电阻R6的一端与5V电源连接，另一端与光耦Optoisolator1的发光二极管的阳极连接，发光二极管的阴极与电阻R7的一端连接；电阻R7的另一端与信号处理与操作模块3中单片机的引脚P2.0连接；
所述遥控模块5包含红外遥控接收头HX1838，电阻R8、R9，发光二极管D3；电阻R9的一端接5V电源，另一端接发光二极管D3的阳极；发光二极管D3的阴极接红外遥控接收头HX1838的GND端；红外遥控接收头HX1838的VCC端接5V电源，GND端接地；电阻R8的一端接5V电源，另一端接红外遥控接收头HX1838的IN端；红外遥控接收头HX1838的IN端接信号处理与操作模块（3）中单片机STC89C52的引脚P3.3。
上面结合附图对本实用新型的具体实施例作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (6)
1.一种室内LED照明调光控制装置，其特征在于：包括光照强度采集模块（1）、同步信号采集模块（2）、信号处理与操作模块（3）、单元效应模块（4）和遥控模块（5），共五个模块；所述光照强度采集模块（1）的输出端子与信号处理与操作模块（3）的输入端子相连，同步信号采集模块（2）的输出端子与信号处理与操作模块（3）的输入端子相连，信号处理与操作模块（3）的输出端子与单元效应模块（4）的输入端子相连，遥控模块（5）的输出端子与信号处理与操作模块（3）中单片机的端子相连。
2.根据权利要求1所述的室内LED照明调光控制装置，其特征在于：所述光照强度采集模块（1）用以检测自然光线的亮度，对所采集到的信息进行初步的处理，并将其发送至信号处理与操作模块（3），控制LED灯的亮度，其输出端与信号处理与操作模块（3）中的单片机的输入端子相连。
3.根据权利要求1所述的室内LED照明调光控制装置，其特征在于：所述同步信号采集模块（2）输出端子与信号处理与操作模块（3）中的单片机的输入端子相连，用以检测同步信号。
4.根据权利要求1所述的室内LED照明调光控制装置，其特征在于：所述信号处理与操作模块（3）包含STC89C52单片机及其外围电路，用于接收光照强度采集模块（1）和同步信号采集模块（2）的信号，对信号处理后发送到单元效应模块（4）；信号处理与操作模块（3）的输入端子与光照强度采集模块（1）的输出端子相连，信号处理与操作模块（3）的输入端子与同步信号采集模块（2）的输出端子相连，信号处理与操作模块（3）的输出端子与单元效应模块（4）的输入端子相连，遥控模块（5）的输出端子与信号处理与操作模块（3）的输入端子相连。
5.根据权利要求1所述的室内LED照明调光控制装置，其特征在于：所述单元效应模块（4）用于接收来自信号处理与操作模块（3）的指令并按指令对其所控制的LED灯进行调光和开关功能的控制；选择LED灯的供电电源为经整流桥对12伏交流电整流后的直流电；单元效应模块（4）的输入端子与信号处理与操作模块（3）的输出端子相连。
6.根据权利要求1所述的室内LED照明调光控制装置，其特征在于：所述遥控模块（5）的输出端子与信号处理与操作模块（3）中单片机的端子相连，采用红外遥控器对LED灯进行调光和开关功能的控制。
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2015
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