CN216017219U - 一种控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种控制系统，所述系统包括控制模块(1)与控制模块(1)相连以感测外界环境信息并将感测的信息传输至控制模块(1)的信号检测模块(2)、与控制模块(1)相连且在控制模块(1)依据信号检测模块(2)传输的信息判断出当前外界环境为有人状态或无人状态时提供与当前外界环境状态匹配对应的第一设定信息的设定模块(3)以及与控制模块(1)相连并在控制模块(1)依据第一设定信息输出对应电信息后对所述电信息进行调节以输出对应的电信号的信号输出模块(4)。本申请结构简单，成本低，适用性强。

Description

一种控制系统

技术领域

本实用新型涉及灯具技术领域，尤其涉及一种控制系统。

背景技术

鉴于文物、珠宝等珍贵物品长时间光照后，会影响品质和寿命，因而，在无观众或顾客光顾时通常要求以弱光进行照明，从而控制光照量，而当有观众或顾客光顾时，则又需要提供足够的亮光，以满足欣赏需求。

光照强弱通过调光器实现，这是众所周知的，但调光器之所以能进行不同光照强度的输出，还是源于调光器前端的控制系统给予的信号指令，即控制系统给予了不同的电压输出幅值信号，调光器根据该信号输出不同百分比的电压，实现不同的照明。

而目前市面上的该种兼具照明和光照量的控制系统大多为非常专业和庞大的智能系统，比如DALI系统。此类系统投入费用高，系统搭建难，后期维修和服务成本非常高，普及率低。

实用新型内容

鉴于上述问题，本实用新型的目的在于提供一种结构简单，成本低，且稳定可靠的兼具照明和光照量的控制系统。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案为：一种控制系统，其特征在于：所述系统包括，

控制模块；

信号检测模块，与控制模块相连以感测外界环境信息并将感测的信息传输至控制模块；

设定模块，与控制模块相连且在控制模块依据信号检测模块传输的信息判断出当前外界环境为有人状态或无人状态时提供与当前外界环境状态匹配对应的第一设定信息；

信号输出模块，与控制模块相连并在控制模块依据第一设定信息输出对应电信息后对所述电信息进行调节以输出对应的电信号。

进一步的，所述系统还包括与控制模块相连并提供第二设定信息的延时模块，所述第二设定信息与外界环境由有人状态变为无人状态后进行亮度切换时的延时时间相对应。

进一步的，所述系统还包括为控制模块、信号检测模块、设定模块、信号输出模块以及延时模块分别提供能量的电源模块。

进一步的，所述设定模块和延时模块均包括与控制模块相连的电位器，所述第一设定信息、第二设定信息分别为对应的电位器的当前阻值。

进一步的，所述信号检测模块包括探测器以及连接在探测器与控制模块之间以提供隔离作用的隔离部件；

所述感测的信息包括当探测器感应到有人时输出低电平至控制模块和当探测器感应到无人时输出高电平至控制模块。

进一步的，所述隔离部件为二极管，所述电信号为电压信号。

进一步的，所述信号输出模块包括与控制模块相连以对所述电信息进行滤波的滤波模块、设置在滤波模块后端的放大模块以及与放大模块相连的跟随驱动模块；

所述电信息为PWM占空比信号。

进一步的，所述放大模块包括第一运算放大器，所述跟随驱动模块包括第二运算放大器。

一种控制方法，其特征在于：所述方法包括，

S1、获取外界环境信息并判断当前外界环境为有人状态或无人状态；

S2、获取与当前外界环境状态匹配对应的设定信息并据此输出对应的电信息以提供电压信号。

进一步的，所述S2具体包括，

S21、获取与当前外界环境状态相对应的电位器的阻值，并将当前外界环境状态与前一刻获取的外界环境状态进行比较，若二者一致，执行S22，反之，执行S23；

S22、输出与当前获取的电位器阻值对应的PWM占空比信号并对PWM进行调节以输出对应的电压信号；

S23、若当前外界环境状态为由无人状态转变为有人状态，则执行S22，反之，若当前外界环境状态由有人状态变为无人状态，执行S24；

S24、延迟m分钟后执行S22。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：通过探测器探测外界环境状态，并根据外界环境状态选择对应的电位器阻值，据此输出与阻值相对应的PWM占空比信号，并利用滤波和运放很好的给出了控制电压信号，该结构设计简单，成本低，适用性强。

附图说明

图1为本申请的优选实施例中控制模块电路原理图。

图2为本申请的优选实施例中信号检测模块电路原理图。

图3为本申请的优选实施例中设定模块电路原理图。

图4为本申请的优选实施例中信号输出模块电路原理图。

图5为本申请的优选实施例中信号延时模块电路原理图。

图6为本申请的优选实施例中电源模块电路原理图。

图7为本申请的优选实施例的整体结构框图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

如图1-7所示为本实用新型的优选实施例的电路原理图，正如背景技术所说，本申请即是为了提供一种在无需特别照明时，可提供相应的控制信号，以便控制后端电路提供弱照明，而有特殊需求时，又可提供对应的控制信号，以便控制后端电路提供强照明的控制系统。

如图7所示，该控制系统包括控制模块1、与控制模块1相连以感测外界环境信息并将感测的信息传输至控制模块1的信号检测模块2、与控制模块1相连且在控制模块1依据信号检测模块2传输的信息判断出当前外界环境为有人状态或无人状态时提供与当前外界环境状态匹配对应的第一设定信息的设定模块3以及与控制模块1相连并在控制模块1依据第一设定信息输出对应电信息后对该电信息进行调节以输出对应的电信号的信号输出模块4。

在本实施例中，该控制模块1采用单片机，该电信息为PWM占空比信号。正如前文所述，在实际运用中，当有顾客或观众靠近文物或珠宝等商品时，需要提供足够的照明，以便观赏，而当无顾客或游客靠近时，为了确保商品质量，则需降低照明亮度，因而，本申请中的外界环境信息即对应着有人状态和无人状态两种情形。

信号检测模块2包括探测器21以及连接在探测器21与控制模块1之间以提供隔离作用的隔离部件22，如图2所述，在本申请中，该隔离部件22为二极管D1。为了实现全方位感测信息，会在系统中设置多个位于不同方位的探测器，而探测器之间会存在干扰，二极管D1的存在则能有效减少彼此之间的干扰，使得只要系统中有一个探测器探测到人来信息，就会向控制模块1输出低电平信号，进而使控制模块1产生对应的操作。

对应的，该感测的信息包括当探测器21感应到有人时输出低电平至控制模块1和当探测器21感应到无人时输出高电平至控制模块1两种情形。当然，也可以是当感应到有人时输出高电平至控制模块1，而当感应到无人时输出低电平至控制模块1，此均可根据具体需求进行设计，此处就不再赘述。

本申请的设定模块3包括与控制模块1相连的电位器，第一设定信息为电位器的当前阻值。具体而言，为了与外界环境状态匹配对应，同时便于实现和管理，本实施例中的电位器具有两个，其中一个对应外界环境为有人状态时提供一种电阻，另外一个对应外界环境为无人状态时提供另一电阻值，如图3所示，VR-MAX即对应强光照明时的电阻器，VR-MIN即对应弱光照明时的电阻器，第一设定信息包括VR-MAX电阻器下的阻值和VR-MIN电阻器下的阻值。

通过前文描述可知，本申请将电位器的阻值与外界环境状态进行关联，并按照操作习惯，将外界环境为有人状态时关联的电阻器阻值进行设定，该设定对应的电信息经VR-MAX输出给控制模块1，对应的结果即是该阻值决定了当前状态下控制模块1输出的电信息PWM的大小范围一般在51％～100％，且通常阻值越大，输出的PWM占空比越大。

同时，将外界环境为无人状态时关联的电阻器阻值也进行设定，该设定对应的电信息经VR-MIN输出给控制模块1，对应的结果即是该阻值决定了当前状态下控制模块1输出的电信息PWM的大小范围一般在0％～50％，且同样，阻值越大，输出的PWM占空比也越大。

而不同占空比的PWM经信号输出模块4调节后，会形成不同幅值的电压或电流信号，而不同幅值的电压或电流信号决定了调光器的输出亮度，由此，通过简单且常规的参数间的关联，很好的实现了对电路照明亮度的控制，同时设计结构简单，节约了成本。

当然，还需要提醒的是，该具体的关联关系由程序实现，而此具体的关联程序非本申请保护的重点，故而对此不展开详述，同时，至于不同占空比PWM经信号输出模块4调节后，形成的是不同幅值的电压还是电流信号，根据实际电路决定，在本申请中采用的是电压信号，也即前述的电信号即为电压信号。

而且，值得注意的是，很容易知晓的是，强光/弱光照明时对应的电阻器阻值均是人为提前设定的，在实际生产使用中，也可以是其他的阻值设定，具体也可根据实际需要决定，此处就不再详细展开。

如图4所示，该信号输出模块4包括与控制模块1相连以对电信息也即PWM占空比信号进行滤波的滤波模块41、设置在滤波模块41后端的放大模块42以及与放大模块42相连的跟随驱动模块43。

该滤波模块41包括由电阻R5和电容C5形成的一级滤波器以及由电阻R6和电容C6形成的二级滤波器，通过该两级滤波，PWM占空比信号被滤波呈平滑的电压信号。由于PWM的幅值由单片机决定，而本申请中单片机电压为5V，而在实际光照调节中，电压信号在0-10V之间，故为了满足需求，该被滤波形成的电压信号会经过放大模块42放大，从而输出更大幅值的电压，此处放大倍数为2倍。

跟随驱动模块43的设计能为电路提供稳定的驱动，从而克服实际运用中电路驱动能力不足的问题。在本实施例中，该放大模块42包括第一运算放大器U1，跟随驱动模块43包括第二运算放大器U2。

在实际照明中还存在一个问题，即当前游客或顾客离开后，可能间隔一定时间(比如两三分钟)后，又有新的顾客或游客过来进行观赏，此情形下，若前一批客人一离开，立马将照明由亮变为弱，等到后一批客人间隔不久到来时，又需要立即将照明由弱变为亮，如此反复操作，很容易造成照明忽亮忽暗，引起不适，同时，频繁的亮度切换会造成照明系统的损坏。

为了解决该问题，本系统还包括与控制模块1相连并提供第二设定信息的延时模块5，该第二设定信息与外界环境由有人状态变为无人状态后进行亮度切换的延迟时间相对应。

换言之，本系统在进行照明度切换时，会参考当前外界环境状态和前一次的外界环境状态。若判断出当前外界环境状态与前一次的外界环境状态均为有人状态或无人状态或者当前外界环境状态由无人状态转变为有人状态，则会直接按照当前外界环境状态所对应的电位器阻值，输出对应的PWM占空比信号；反之，若判断出当前外界环境状态由有人状态变为无人状态，为了降低切换频率，本系统会延迟m分钟后，再按照当前外界环境状态所对应的电位器阻值，输出对应的PWM占空比信号。

显然，若在该m分钟内，又有新的顾客光顾，则由于此时依旧处于照明度很亮的状态，则无需进行亮度的切换，从而很好的保护了系统。在本实施例中，该m取值为5。当然，也可以是其他更大或更小的数值，具体根据实际需要确定。

同样，为了便于电路设计，该延时模块5包括与控制模块1相连的电位器，第二设定信息即对应电位器的阻值，如图5所示，VR-TIME对应的电位器即为延时模块5的一部分。显然，可以通过调节该电位器的阻值，来设定延时时间的大小。

由于每个模块工作时均需要电源提供电力，故本申请的控制系统还包括为控制模块1、信号检测模块2、设定模块3、信号输出模块4以及延时模块5分别提供能量的电源模块6，该电源模块6的具体原理图如图6所示，由于其并非本申请的保护对象，且也为常规设计，故而对其就不再展开描述。

本申请通过将电压或电流信号、PWM占空比信号与很常规的电阻器阻值关联，通过获取不同电阻器的阻值，从而输出对应的电信息，即通过探测器探测外界环境状态，根据外界环境状态选择对应的电位器阻值，据此输出与阻值相对应的PWM占空比信号，并利用滤波和运放很好的给出控制电压信号，巧妙的通过简单的电路设计，实现了以往只能通过极为专业和复杂昂贵的系统，节约了成本，提高了电路的适用性。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变形，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种控制系统，其特征在于：所述系统包括，

控制模块(1)；

信号检测模块(2)，与控制模块(1)相连以感测外界环境信息并将感测的信息传输至控制模块(1)；

设定模块(3)，与控制模块(1)相连且在控制模块(1)依据信号检测模块(2)传输的信息判断出当前外界环境为有人状态或无人状态时提供与当前外界环境状态匹配对应的第一设定信息；

信号输出模块(4)，与控制模块(1)相连并在控制模块(1)依据第一设定信息输出对应电信息后对所述电信息进行调节以输出对应的电信号。

2.根据权利要求1所述控制系统，其特征在于：

所述系统还包括与控制模块(1)相连并提供第二设定信息的延时模块(5)，所述第二设定信息与外界环境由有人状态变为无人状态后进行亮度切换时的延时时间相对应。

3.根据权利要求2所述控制系统，其特征在于：

所述系统还包括为控制模块、信号检测模块、设定模块、信号输出模块以及延时模块分别提供能量的电源模块。

4.根据权利要求2所述控制系统，其特征在于：

所述设定模块(3)和延时模块(5)均包括与控制模块(1)相连的电位器，所述第一设定信息、第二设定信息分别为对应的电位器的当前阻值。

5.根据权利要求1所述控制系统，其特征在于：

所述信号检测模块(2)包括探测器(21)以及连接在探测器(21)与控制模块(1)之间以提供隔离作用的隔离部件(22)；

所述感测的信息包括当探测器(21)感应到有人时输出低电平至控制模块(1)和当探测器(21)感应到无人时输出高电平至控制模块(1)。

6.根据权利要求5所述控制系统，其特征在于：

所述隔离部件(22)为二极管(D1)，所述电信号为电压信号。

7.根据权利要求1所述控制系统，其特征在于：

所述信号输出模块(4)包括与控制模块(1)相连以对所述电信息进行滤波的滤波模块(41)、设置在滤波模块(41)后端的放大模块(42)以及与放大模块(42)相连的跟随驱动模块(43)；

所述电信息为PWM占空比信号。

8.根据权利要求7所述控制系统，其特征在于：

所述放大模块(42)包括第一运算放大器，所述跟随驱动模块(43)包括第二运算放大器。

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