CN2753094Y

CN2753094Y - 户外照明节电控制器

Info

Publication number: CN2753094Y
Application number: CN 200420091950
Authority: CN
Inventors: 王建荣
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-10-15
Filing date: 2004-10-15
Publication date: 2006-01-18
Anticipated expiration: 2014-10-15

Abstract

一种户外照明节电控制器，属控制技术领域，用于提供能够实现单杆灵活控制的路灯控制装置。其技术方案是：它由单片机、降压整流电路、可控硅、可控硅触发电路、过零采样电路、编码电路组成，所述可控硅串接在路灯供电回路中，可控硅触发电路由单片机、限流电阻R3、R4组成，单片机的两个信号输出经电阻R3、R4接于可控硅触发极；所述过零采样电路中的电阻R4一端接交流电源，另一端接单片机的一个I/O口，拨码开关的输出端分别接单片机U1的I/O口。本实用新型可使路灯单杆灵活控制实用化，并可根据不同情况有选择地降压或关闭一些路灯，从而达到节电目的，它还具有待机功耗和成本都很低的优点，极易推广。

Description

户外照明节电控制器

技术领域

本实用新型涉及一种户外照明控制装置，属控制技术领域。

背景技术

户外照明为夜晚出行的人们带来了方便，但也由于众多因素引起的照明设施不合理地使用，导致电力资源的巨大浪费。数十年来，伴随着新技术的出现和发展，人们也设计出各种方案来控制这些户外照明设施，其中，采用单片机作主控部件就是其中较为成功的一种。这类路灯控制器或节电器，按启动方式可分为：

光控式：利用环境光线明暗的变化来启闭照明设施；

时控式：根据实时时钟的计时并按事先设定的参数定点开关，有的时控式控制器也增加了环境光线检测功能，从而使控制过程更加完善；

集控式：采用GSM手机模块的SMS或GPRS功能通过中央控制计算机实现集中控制。

但上述各种控制器只适合于一个街区或区段路灯的整体控制，而不适用于单杆路灯的控制。比如光控式控制器，由于光敏元件本身参数的离散性，将很难保证同一区段的路灯同时开启或关闭，而是毫无规律的离散启闭，有碍照明和市容；而对于时控式控制器，其主要问题是控制板上的实时时钟存在精度差别，导致开关时间相差很大。此外，以往的控制器，出于多功能和通用性的设计思想，使电路过于复杂，由此造成待机功耗过大和成本过高，这也使它们不适于单杆路灯的控制。

路灯的集中控制仅能提高开关的自动化程度，要真正起到节电的目的，必须对路灯实行单杆控制，这样才能在夜间人车稀少时通过有选择的降压或关闭以达到节电目的。因此，研究结构简单、性能可靠、能够实现单杆控制的路灯控制装置对于节约用电、美化市容是十分必要的。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结构简单、性能可靠、能够实现单杆控制的路灯节电控制装置。

解决上述问题的技术方案是：

一种户外照明节电控制器，它由单片机U1、降压整流电路、可控硅Q1、可控硅触发电路2、过零采样电路4、编码电路3组成，所述可控硅Q1的阴极和阳极串接在路灯D的供电回路中，其控制极接可控硅触发电路的信号输出端；所述可控硅触发电路由单片机U1、限流电阻R3、R4组成，电阻R3、R4的一端分别接单片机U1的两个信号输出端口I/O口BR4、BR5，另一端并接后接可控硅Q1的触发极；所述过零采样电路4中的电阻R4一端接于交流电源，另一端连接单片机I/O口RB3；所述编码电路采用拨码开关，拨码开关的数量为1～2个，拨码开关S1、S2的4个输出端分别接单片机U1的I/O口RC4～RC0、RB2～RB0。

上述户外照明节电控制器，所述降压整流电路1由阻容降压电路、整流电路、及稳压滤波电路组成，所述降压电路中的电阻R2、电容C1串联后接于交流电源与整流电路之间；所述整流电路由二极管D1、D2、D3、D4组成桥式整流电路；所述稳压滤波电路中的稳压管W1、滤波电容C2、C3并接在整流电路的输出端。

上述户外照明节电控制器，它还设有感应接口，感应接口的输出端接单片机U1的I/O口RC5。

按照本实用新型制作的照明节电控制装置，可以确保同一区段内各个灯的开启关闭几乎完全同步，从而使得路灯单杆控制达到实用化。这种控制器有近百种节电模式可供选择，可以根据不同路段夜间行人和车流的情况灵活设置，在行人和车流稀少时有选择地降压或关闭一些路灯，从而达到节电目的，具有非常明显的经济效益。这种控制器的待机功耗和成本都很低，易于为用户所接受。除此之外，感应接口可以与按钮、光电、红外、声音或移动检测等外接辅助单元对接，以提供附加控制功能。

附图说明

图1是本实用新型的电原理框图；

图2是电原理图；

图3、图4分别是本实用新型的两种连接方式图；

图5是本实用新型的程序流程图。

具体实施方式

从图1、2中可以看出，本实用新型由降压整流电路1、单片机U1、可控硅触发电路2、编码电路3、过零采样电路4、感应接口5组成，单片机U1采用PIC16C505芯片。

在降压整流电路1中，主回路的交流输入经电阻R2和电容C1降压，再经由二极管D1，D2，D3，D4组成的整流桥整流后，通过稳压管W1的稳压和电容C2、C3的滤波为单片机U1供电，它的输出端接单片机的电源输入端口VDD，即芯片的1脚。

可控硅触发电路2由可控硅Q1、电阻R3、R4组成，电阻R3、R4的一端分别接单片机U1的两个I/O口BR4、BR5，即芯片的2、3脚，另一端连接后接可控硅Q1的触发极，可控硅Q1的阴极和阳极串接在路灯的供电回路中。

编码电路3由两个拨码开关S1、S2共接组成。它们的8-4-2-1编码输出端分别接单片机U1的I/O口RC4～RC0、RB2～RB0，即芯片的6、7、8、9、10、11、12、13脚，用于选择不同的节电模式。

过零采样电路4由电阻R1接在单片机U1的I/O口RB3上，即芯片的4脚，R1的另一端和交流电源的输入端连接。

感应接口5的输出端接单片机U1的I/O口RC5，即芯片的5脚。感应接口5的作用是与按钮或光电、红外、声音和移动检测等外接辅助单元相接以适应多种应用场合。

图3、4显示了本实用新型在实际应用时的两种接法。图3表示在双头路灯中的应用，即每一灯杆带两个灯，一般用于带有辅路的城市主干道，一个灯用来照明主路，另一个用来照明辅路。本应用保留了原有路灯的控制箱，只是将节电控制器(图中A1、A2、A3......)串接在每一杆辅路灯的供电支路中。控制箱供电后，主路灯和辅路灯同亮，在节电器的控制下，辅路灯会在经过若干小时(T1)后，根据事先选择的程序处于降压工作方式或彻底关断，再经过若干小时(T2)后使其恢复正常供电直至控制箱主回路断电；如果主回路因故障或人为因素没有在天亮后切断，该节能装置也会根据感光单元提供的信号关闭所控照明灯。图4表示在单头路灯中的应用，即每一灯杆带一个灯，一般用于非主干道或广场等一般公共场所的照明。在节电器的控制下，被控路灯会在经过若干小时(T1)后，根据事先选择的程序处于降压工作方式或彻底关断，再经过若干小时(T2)后使其恢复正常供电(T3)直至控制箱主回路断电。上述的路灯开启时间T1、降压或关闭等待时间T2可以根据大江南北不同城市的地理位置，或不同街区夜间人流、车流的情况来选择设置，从而得到不同的节电模式。模式是通过节电器上的两位十进制编码开关来选择的，从00～99共有100种模式。

图5是本实用新型的程序流程图，其工作过程是这样的：

节电控制器得电后单片机开始工作，首先对内部RAM区进行初始化，然后读取拨码开关的数值以确定节电模式，之后对I/O引脚进行初始化。此外，RAM中设有两个标志，状态标志和触发标志，状态标志用来识别当前工作状态，共有3种状态，即T1、T2、T3状态。其中，T1状态是天黑以后路灯所保持的开启状态，T2是路灯在半夜休眠的节电状态，T3则是黎明前路灯的开启状态。除了状态标志外，单片机内部RAM区还有一个触发标志，单片机在正常的工作循环里，需根据状态标志的不同对它置位或复位，以决定是否对可控硅触发，因此单片机在进入主循环前须对这两个标志处理，状态标志置0，触发标志置1。

进入主循环后，单片机首先根据第4脚的电平变换来检测过零点，过零后，根据状态标志决定下面要进行的操作，先是T1状态，并开始计时，每个状态开始都要计时一次，此称相对计时法。T1状态计时到后，状态标志加1，可以保证程序在下一个循环进入T2状态，依此类推。在T1状态，可控硅需要触发，所以触发标志须置1，在T2状态，可控硅不需要触发，所以触发标志须置0。在T3状态，可控硅又需要触发，所以触发标志须置1。之后程序根据触发标志是否为1决定是否对可控硅进行触发，之后接着检测第二个过零点，根据触发标志是否为1来决定是否对可控硅进行触发，然后返回程序主循环开始，继续上面的流程循环。

Claims

1.一种户外照明节电控制器，其特征在于：它由单片机U1、降压整流电路、可控硅Q1、可控硅触发电路[2]、过零采样电路[4]、编码电路[3]组成，所述可控硅Q1的阴极和阳极串接在路灯D的供电回路中，其控制极接可控硅触发电路的信号输出端；所述可控硅触发电路由单片机U1、限流电阻R3、R4组成，电阻R3、R4的一端分别接单片机U1的两个信号输出端口I/O口BR4、BR5，另一端并接后接可控硅Q1的触发极；所述过零采样电路[4]中的电阻R4一端接于交流电源，另一端连接单片机I/O口RB3；所述编码电路采用拨码开关，拨码开关的数量为1～2个，拨码开关S1、S2的4个输出端分别接单片机U1的I/O口RC4～RC0、RB2～RBO。

2.根据权利要求1所述的户外照明节电控制器，其特征在于：所述降压整流电路[1]由阻容降压电路、整流电路、及稳压滤波电路组成，所述降压电路中的电阻R2、电容C1串联后接于交流电源与整流电路之间；所述整流电路由二极管D1、D2、D3、D4组成桥式整流电路；所述稳压滤波电路中的稳压管W1、滤波电容C2、C3并接在整流电路的输出端。

3.根据权利要求2所述的户外照明节电控制器，其特征在于：它设有感应接口，感应接口的输出端接单片机U1的I/O口RC5。