CN206042474U - 一种单灯单控电压定性反馈闭环装置 - Google Patents

一种单灯单控电压定性反馈闭环装置 Download PDF

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Abstract

一种单灯单控电压定性反馈闭环装置，包括有继电器控制电路，继电器控制电路与交流光耦标准制式应用电路相连；交流光耦标准制式应用电路与滤波电路相连；通过控制信号IO_CTRL控制继电器K1开合动作，进行开关灯的具体控制；另一个是回馈部分，通过检测用电器（灯具）两端的电压情况，输出反馈信号IO_VFB，本装置的控制信号和反馈信号都连接于控制MCU微处理器，再由MCU微处理器和控制中心进行通信来组网；本实用新型可向用户提供开关灯具的功能，并能返回真实的开关状态，完成灯具开关的闭环控制逻辑，为远程单灯单控提供最终的执行与检测装置；具有灵活控制、节能环保和可实现照明监控的特点。

Description

一种单灯单控电压定性反馈闭环装置
技术领域
本实用新型涉及一种单灯单控电压定性反馈闭环装置。
背景技术
开放式办公环境，照明灯具的控制都是一对多的控制，实际应用中，真实需求量经常为部分照明灯具，其余多打开的灯具造成了能源的浪费。
开放式办公环境中，设计成一个开关控制一个灯是不可行的，因为，几十上百盏灯（甚至数百盏），需要几十上百个物理开关，同时电源控制线也需要几十上百根，这些开关和电源线是无法进行物理部署的，因此，大都采用一对多的控制方式。
利用有线（或无线）通信网络做到点名控制是比较可行的方式，控制终端配置特定的闭环监控装置也是一个重要环节。
发明内容
为克服上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种单灯单控电压定性反馈闭环装置，利用继电器（区域一）控制开关，达到以小信号（微处理器I/O电平）磁隔离控制较高电压较大电流的照明设备用电；利用交流光耦（区域二）对用电器（照明灯具）的电压进行检测，以光隔离的方式返回电压情况，检测信号为周期波形，经过滤波电路（区域三）整流形成稳定的高/低电平，供控制微处理器读取；方便云端控制单灯开关并可掌握被控灯具的真实状态，具有灵活控制、节能环保和可实现照明监控的特点。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种单灯单控电压定性反馈闭环装置，包括有继电器控制电路，继电器控制电路与交流光耦标准制式应用电路相连；交流光耦标准制式应用电路与滤波电路相连。
所述的继电器控制电路包括有三极管Q1，三极管Q1的C脚连接继电器K1的5脚、二极管D1的2脚；三极管Q1的B脚与电阻R1的2脚相连；三极管Q1的E脚与电源BND相连；电阻R1的1脚连接IO-CTRL；二极管D1的1脚与电源+12V相连；继电器K1的1脚与AC220_L相连，继电器K1的2脚与AC220_L1相连，继电器K1的3脚为空；继电器K1的4脚与电源+12V相连。
所述的交流光耦标准制式应用电路包括有光耦O1和电阻R2，光耦O1的1脚与电阻R2的2脚相连；光耦O1的2脚与AC220_N相连；光耦O1的3脚与S_VFB相连；光耦O1的4脚与电源+5V相连；阻R2的1脚与AC220_L相连。
所述的滤波电路包括有二极管D2、电容C1和电阻R3，二极管D2的1脚与IO_VFB相连，二极管D2的2脚与S_VFB相连；电容C1的2脚、电阻R3的2脚均与S_VFB相连；电容C1的1脚、电阻R3的1脚均与电源BND相连。
所述的继电器控制电路、交流光耦标准制式应用电路及滤波电路组成的装置与MCU微处理器相连，MCU微处理器和控制中心进行通信并组网。
本装置的特点在于：
在进行灯控（区域一的功能）的同时，对灯具的供电电压进行了检测（区域二的功能），并定性地（区域三的功能）返回电压信息。其控制信号和返回信号都是微处理器管脚电平，可方便连接微处理器，再由微处理器通过有线或无线网络与云端控制中心进行交互。
利用隔离电路进行监控，控制回路（区域一）利用继电器磁隔离，检测电路（区域二）利用光耦器件进行光隔离。
在装置失效的情况下，保证灯具的电路处于连通状态（区域一中连接继电器的常闭两节点），不影响用户的原始使用。
本实用新型为微处理器进行单灯单控提供执行检测装置，使其方便的监控单灯的运行情况，实现点对点的照明监控，根据应用需求，灵活控制开放式办公环境中的任意一个照明灯具，最终实现节能的目的。
附图说明
图1是本实用新型的电路结构原理图。
图2为本实用新型的应用原理图。
图3为本实用新型与MCU微处理器的连接示意图。
图4为本实用新型实施例图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的结构原理和工作原理作进一步详细说明。
参见图1，一种单灯单控电压定性反馈闭环装置，包括有继电器控制电路，继电器控制电路与交流光耦标准制式应用电路相连；交流光耦标准制式应用电路与滤波电路相连。
所述的继电器控制电路包括有三极管Q1，三极管Q1的C脚连接继电器K1的5脚、二极管D1的2脚；三极管Q1的B脚与电阻R1的2脚相连；三极管Q1的E脚与电源BND相连；电阻R1的1脚连接IO-CTRL；二极管D1的1脚与电源+12V相连；继电器K1的1脚与AC220_L相连，继电器K1的2脚与AC220_L1相连，继电器K1的3脚为空；继电器K1的4脚与电源+12V相连。
所述的交流光耦标准制式应用电路包括有光耦O1和电阻R2，光耦O1的1脚与电阻R2的2脚相连；光耦O1的2脚与AC220_N相连；光耦O1的3脚与S_VFB相连；光耦O1的4脚与电源+5V相连；阻R2的1脚与AC220_L相连。
所述的滤波电路包括有二极管D2、电容C1和电阻R3，二极管D2的1脚与IO_VFB相连，二极管D2的2脚与S_VFB相连；电容C1的2脚、电阻R3的2脚均与S_VFB相连；电容C1的1脚、电阻R3的1脚均与电源BND相连。
参见图3，所述的继电器控制电路、交流光耦标准制式应用电路及滤波电路组成的装置与MCU微处理器相连，MCU微处理器和控制中心进行通信并组网。
本装置安装于照明灯具的灯头位置，串接于灯具的电源回路中。本装置的控制信号和反馈信号都连接于控制MCU微处理器，再由微处理器和控制中心进行通信来组网。本实用新型可向用户提供开关灯具的功能，并能返回真实的开关状态（即是否真实接通电源），完成灯具开关的闭环控制逻辑，为远程单灯单控提供最终的执行与检测装置。
本实用新型装置配合MCU微处理器（如图3）组成单灯单控监控终端，具有RS485通信接口。在开放式办公环境中，可以大量部署于照明灯具的灯头位置，实现照明灯具的监控。
例如某开放式办公环境，有N个照明灯箱（图4中给出了9盏）阵列式排列，每个灯箱配置一个监控终端，并将其通信接口进行串联，并通过根节点（RS485-WIFI模块）和互联网连接，与云端服务器进行交互。
由于每个MCU微控制器都有一个唯一地址（也是监控终端的唯一地址）可以唯一对应一个灯箱，利用这个唯一地址，云端服务器可以进行单灯单控。而使用者可以通过智能终端（手机、平板、PC等）和云端服务器进行交互来控制灯具的开关。
在这种应用制式下，由于一台云端服务器控制M个开放式办公环境，其监控的灯具将数以万计，因此，云端设备的造价平摊下来，是可以忽略的。而综合节约的电能费用，累计后却相对比较庞大，从而达到节能环保的目的。
图1中：输入输出接口5个，监控逻辑区域3个：
接口1——IO_CTRL，连接MCU的IO输出管脚，用于控制被控灯具的供电与否；
接口2——IO_VFB，连接MCU的IO输入管脚，用于检测被控灯具的供电电压是否存在；
接口3——AC220_L，连接市电的火线；
接口4——AC220_L1，连接被控灯具的火线连接端；
接口5——AC220_N，连接市电的零线。
本装置主要有5个接口，其中，3个被控接口，分别连接市电的火线AC220_L和零线AC220_N，再有1根连接控制端的火线AC220_L1；2个低电平监控接口，连接微处理器的I/O管脚，控制管脚IO_CTRL用于输出控制，检测管脚IO_VFB用于输入检测。
区域一——以小信号（微处理器I/O电平）磁隔离控制较高电压较大电流的照明设备用电；
区域一为标准制式继电器控制电路，由4个元件组成，连接关系如表1所示：
表1区域1具体电路连接关系表
区域2——利用交流光耦对用电器（照明灯具）的电压进行检测，以光隔离的方式返回电压情况；
区域2为交流光耦标准制式应用电路，由2个元件组成，连接关系如表2所示：
表2区域2具体电路连接关系表
注：S_VFB为区域2和区域3之间的连接信号。
区域三——为滤波电路，输入信号时区域二的检测信号（S_VFB），为周期波形，经过滤波电路（区域三）整流形成稳定的高/低电平，供控制微处理器读取。
区域三为简单的滤波电路，由3个元件组成，连接关系如表3所示：
参见图2，3个区域之间的连接关系如2所示，区域一与区域二通过AC220_L1相连；区域二与区域一通过S_VFB相连。
工作原理：
本装置的工作原理，主要分作两个部分，一个是控制部分，通过控制信号IO_CTRL控制继电器K1开合动作，进行开关灯的具体控制；另一个是回馈部分，通过检测用电器（灯具）两端的电压情况，输出反馈信号IO_VFB。

Claims (5)

1.一种单灯单控电压定性反馈闭环装置，其特征在于，包括有继电器控制电路，继电器控制电路与交流光耦标准制式应用电路相连；交流光耦标准制式应用电路与滤波电路相连。
2.根据权利要求1所述的一种单灯单控电压定性反馈闭环装置，其特征在于，所述的继电器控制电路包括有三极管Q1，三极管Q1的C脚连接继电器K1的5脚、二极管D1的2脚；三极管Q1的B脚与电阻R1的2脚相连；三极管Q1的E脚与电源BND相连；电阻R1的1脚连接IO-CTRL；二极管D1的1脚与电源+12V相连；继电器K1的1脚与AC220_L相连，继电器K1的2脚与AC220_L1相连，继电器K1的3脚为空；继电器K1的4脚与电源+12V相连。
3.根据权利要求1所述的一种单灯单控电压定性反馈闭环装置，其特征在于，所述的交流光耦标准制式应用电路包括有光耦O1和电阻R2，光耦O1的1脚与电阻R2的2脚相连；光耦O1的2脚与AC220_N相连；光耦O1的3脚与S_VFB相连；光耦O1的4脚与电源+5V相连；阻R2的1脚与AC220_L相连。
4.根据权利要求1所述的一种单灯单控电压定性反馈闭环装置，其特征在于，所述的滤波电路包括有二极管D2、电容C1和电阻R3，二极管D2的1脚与IO_VFB相连，二极管D2的2脚与S_VFB相连；电容C1的2脚、电阻R3的2脚均与S_VFB相连；电容C1的1脚、电阻R3的1脚均与电源BND相连。
5.根据权利要求1所述的一种单灯单控电压定性反馈闭环装置，其特征在于，所述的继电器控制电路、交流光耦标准制式应用电路及滤波电路组成的装置与MCU微处理器相连，MCU微处理器和控制中心进行通信并组网。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN107197562A (zh) * 2017-06-23 2017-09-22 安徽卓上光电科技有限责任公司 一种可变色温的无线可控led灯具

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