RU2759081C1 - Устройство управления уровнем светового потока уличного светильника - Google Patents
Устройство управления уровнем светового потока уличного светильника Download PDFInfo
- Publication number
- RU2759081C1 RU2759081C1 RU2020141648A RU2020141648A RU2759081C1 RU 2759081 C1 RU2759081 C1 RU 2759081C1 RU 2020141648 A RU2020141648 A RU 2020141648A RU 2020141648 A RU2020141648 A RU 2020141648A RU 2759081 C1 RU2759081 C1 RU 2759081C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wireless communication
- communication module
- power supply
- street lamp
- electronic thermostat
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
- F21S8/00—Lighting devices intended for fixed installation
Abstract
Изобретение относится к электроосветительным приборам и может быть использовано в сетях наружного (уличного) освещения совместно с различными источниками света, имеющими управляемый блок питания для организации режима пониженного энергопотребления в ночное время. Заявленное устройство управления уровнем светового потока уличного светильника содержит управляющий контроллер 1, модуль беспроводной связи 2, оснащенный нагревательным элементом электронный термостат 3 и управляемый источник питания 4. Выход управляющего контроллера 1 соединен со входом диммирования блока питания уличного светильника 5 с источником света 6. Выход модуля беспроводной связи 2 соединен со входом для приема сигналов управляющего контроллера 1. Питание управляющего контроллера 1 и модуля беспроводной связи 2 организовано от управляемого источника питания 4, сигнальный вход которого подключен к электронному термостату 3 для приема сигналов управления. Модуль беспроводной связи 2 выполнен с возможностью приема и обработки сигналов глобальных навигационных спутниковых систем. Технический результат – расширение эксплуатационных возможностей с повышенной надежностью эксплуатации и сниженными расходами на электроэнергию и на обслуживание питающих сетей. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к области электротехники, в частности к электроосветительным приборам, и может быть использовано в сетях наружного (уличного) освещения совместно с различными источниками света, имеющими управляемый (диммируемый) блок питания для организации режима пониженного энергопотребления в ночное время.
Известен энергосберегающий управляемый светильник наружного освещения, содержащий драйвер светодиодов со стабилизацией выходного тока, к входу которого подключено фазное напряжение переменного тока, а к выходу - блок светодиодов, причем в схему дополнительно введены второй и третий драйверы светодиодов со стабилизацией выходного тока и термореле, при этом первый вход первого драйвера соединен с выходом термореле, к входу которого подключается первая фаза трехфазной сети, первые входы второго и третьего драйверов подключаются соответственно к второй и третьей фазам трехфазной сети, вторые входы первого, второго и третьего драйверов соединены с нулевым проводом питающей сети, а одноименные по знаку выходы всех трех драйверов соединены между собой и подключены к одноименным полюсам блока светодиодов (см. патент РФ № 2452893 по МПК F21S 8/00, опубл. 10.06.2012).
Организация энергосберегающего режима работы осуществляется путем коммутации трех фаз питающего напряжения и соответственно наличием трех отдельных источников питания.
Недостатком такого решения является неизбежный перекос фаз, вызванный неравномерностью распределения нагрузки по фазам, необходимость прокладки четырехпроводной линии питания и существенное удорожание светильника из-за применения трех отдельных источников питания.
Наиболее близким по технической сущности является устройство организации искусственного освещения, содержащее источник света, соединенный с блоком питания по силовой цепи источника света, блок питания, соединенный по цепи питания 220B с программным задатчиком, обеспечивающим включение и выключение освещения по временным интервалам, заданным на каждые сутки, блок адаптивного диммирования с энергонезависимой памятью, соединенный с блоком питания по цепи питания блока управления освещением и по цепи управления диммированием источника света, предназначенной для передачи информационного сигнала на блок питания, на основании которого осуществляется автономное адаптивное диммирование уличных светильников в течение суток в зависимости от продолжительности светового дня, рассчитанной для данной географической зоны, при этом память блока адаптивного диммирования содержит график включения и выключения светильников по календарной дате для данной географической зоны и расписание включения и выключения энергосберегающего режима (см. патент РФ № 2526206 по МПК H05B 37/02, опубл. 20.08.2014).
Недостатком такого решения является привязка светильника с устройством организации искусственного освещения к конкретной географической зоне и невозможность его использования в других регионах включая регионы, расположенные за полярным кругом с учетом специфики освещения в условиях полярной ночи. Кроме этого, в связи с тем, что работа устройства организации искусственного освещения напрямую зависит от продолжительности светового дня и времени нахождения во включенном состоянии, неизбежны сбои в работе светильника при аномально длинных или коротких включениях вызванных аварийными ситуациями или регламентными работами.
Техническим результатом является расширение эксплуатационных возможностей с повышенной надежностью эксплуатации и сниженными расходами на электроэнергию и на обслуживание питающих сетей.
Технический результат достигается тем, что в устройстве управления уровнем светового потока уличного светильника, содержащее управляющий контроллер, модуль беспроводной связи, оснащенный нагревательным элементом электронный термостат и управляемый источник питания, выход управляющего контроллера соединен со входом диммирования блока питания уличного светильника, выход модуля беспроводной связи соединен со входом для приема сигналов управляющего контроллера, питание управляющего контроллера и модуля беспроводной связи организовано от управляемого источника питания, сигнальный вход которого подключен к электронному термостату, питание электронного термостата и управляемого источника питания осуществляется от сети переменного тока уличного светильника, причем питание для управляющего контроллера и модуля беспроводной связи зависимо от поступающих сигналов электронного термостата, а модуль беспроводной связи выполнен с возможностью приема и обработки сигналов глобальных навигационных спутниковых систем. Модуль беспроводной связи выполнен с возможностью приема и обработки сигналов глобальной навигационной спутниковой системы GPS. Модуль беспроводной связи выполнен с возможностью приема и обработки сигналов глобальной навигационной спутниковой системы ГЛОНАСС. Модуль беспроводной связи способен принимать и обрабатывать сигналы глобальных навигационных спутниковых систем GPS и ГЛОНАСС одновременно.
Для пояснения сущности изобретения представлена блок-схема светильника с предлагаемым устройством управления.
Устройство управления уровнем светового потока уличного светильника содержит управляющий контроллер 1, модуль беспроводной связи 2, оснащенный нагревательным элементом электронный термостат 3 и управляемый источник питания 4. Выход управляющего контроллера 1 соединен со входом диммирования блока питания уличного светильника 5 с источником света 6. Выход модуля беспроводной связи 2 соединен со входом для приема сигналов управляющего контроллера 1.
Питание управляющего контроллера 1 и модуля беспроводной связи 2 организовано от управляемого источника питания 4, сигнальный вход которого подключен к электронному термостату 3 для приема сигналов управления. Питание электронного термостата 3 и управляемого источника питания 4 осуществляется от сети переменного тока уличного светильника 7. Питание для управляющего контроллера 1 и модуля беспроводной связи 2 зависит от поступающих сигналов электронного термостата 3. Модуль беспроводной связи выполнен с возможностью приема и обработки сигналов глобальных навигационных спутниковых систем.
Устройство работает следующим образом.
При включении питания сетевое напряжение от сети переменного тока уличного светильника 7 поступает на блок питания уличного светильника 5, на управляемый источник питания 4 и на электронный термостат 3. Светильник включается на 100% мощности и работает в обычном режиме.
Одновременно с этим электронный термостат 3 анализирует температуру внутри устройства управления и при условии, что она ниже -35°С подает питание на встроенный нагревательный элемент. Нагревательный элемент прогревает электронные компоненты управляемого источника питания 4, управляющего контроллера 1 и модуля беспроводной связи 2 до необходимой для работы температуры.
Для электронных компонентов устройства управления минимальная рабочая температура составляет -40°С. При условии, что на территории России зачастую встречаются и более низкие температуры, то для корректной работы применение электронного термостата 3 является необходимым решением.
До тех пор пока температура внутри устройства управления не поднимется выше -35°С электронный термостат не подаст управляющий сигнал на включение управляемого источника питания 4, при этом светильник продолжит работать в обычном режиме на 100% мощности. После повышения температуры внутри устр управ до -35°С электронный термостат 3 подает сигнал на включение управляемого источника питания 4, который в свою очередь запитывает управляющий контроллер 1 и модуль беспроводной связи 2.
Для более корректной работы в электронный термостат 3 введен гистерезис и при температуре окружающей среды -35°С и ниже температура электронных компонентов устройства управления будет поддерживаться в диапазоне от -35°С до -30°С.
Если включение светильника произошло при температуре выше -35°С, то управляемый источник питания 4 запитывает управляющий контроллер 1 и модуль беспроводной связи 2 без задержек, а встроенный нагревательный элемент электронного термостата 3 будет отключен.
При поступлении питающего напряжения от управляемого источника питания 4 включаются управляющий контроллер 1 и модуль беспроводной связи 2. Модуль беспроводной связи 2 принимает сигналы глобальных навигационных спутниковых систем.
Спутники непрерывно передают навигационные сигналы, в которые входят метки точного времени и координаты самих спутников. По задержке прохождения сигнала со спутников рассчитывается точное значение координат приемника, т.е. модуля беспроводной связи 2.
Принятые модулем беспроводной связи 2 данные передаются на вход для приема сигналов управляющего контроллера 1 в текстовом формате NMEA по интерфейсу UART.
Таким образом, управляющий контроллер 1, приняв информацию от модуля беспроводной связи 2, определяет в какой географической точке расположен уличный светильник, текущую дату и местное время.
На заводе изготовителе в энергонезависимую память управляющего контроллера 1 программно заносится информация о времени перехода в режим пониженного энергопотребления, времени выхода из режима пониженного энергопотребления и уровне мощности до которого необходимо снизить потребление в процентах от номинального значения.
Устройство управления маркируется индивидуальным номером, например, «24.00/06.00/50%», что означает: согласно графика включения-отключения наружного освещения светильник вечером включается на 100% мощности, в 24.00 часа ночи происходит автоматическое снижение светового потока до 50% от номинального значения, а в 06.00 часов утра происходит автоматический переход на 100% мощности до утреннего отключения. В зависимости от особенностей графиков освещения в разных регионах маркировка может иметь вид, например, «23.00/07.00/20%», «01.00/05.00/70%» и т.п.
Управление световым потоком происходит посредством передачи сигналов Широтно-импульсной модуляции (далее ШИМ) с выхода управляющего контроллера 1 на вход диммирования блока питания 5 уличного светильника.
При этом, если уличный светильник работает в обычном режиме, на 100% мощности, скважность ШИМ сигнала составляет 0% и не оказывает никакого влияния на вход диммирования блока питания 5 уличного светильника. При переходе в режим пониженного энергопотребления, например до 30% от номинальной мощности, управляющий контроллер изменит скважность ШИМ до 70%, для 50% мощности скважность будет составлять также 50% и т.д.
Алгоритм работы устройства управления обеспечивает корректную работу уличного светильника при различных аварийных ситуациях на линии питания. Это могут быть временные отключения электроэнергии в ночное время, либо включение для проведения ремонтных работ в дневное время. При каждом очередном включении управляющий контроллер 1 определяет свое местоположение, текущее время и выводит уличный светильник в режим работы согласно заложенных настроек.
Управляемый источник питания 4 представляет из себя маломощный импульсный преобразователь напряжения производства Arlight, Navigator, Robiton и т.п., электронный термостат 3 выполнен по схеме аналогового порогового компаратора на биполярных транзисторах производителей NXP, GALAXY, MCC и т.п.
В качестве управляющего контроллера 1 может быть использован микроконтроллер производителей ATMEL или STM, модуль беспроводной связи GPS+ГЛОНАСС производителей NEOWAY, GEOSTAR, Beitian, НАВИА или других. Встроенный нагревательный элемент представляет из себя проволочный резистор в керамическом корпусе мощностью 10 Вт. В электронном термостате 3 используется датчик температуры типа LM35A или подобный с минимальной рабочей температурой -55°С и ниже.
Предлагаемое устройство управления позволят автоматически снижать световой поток уличного светильника до заданного уровня в необходимый период ночного времени.
Применение уличных светильников с заявляемым устройством не ограничивается конкретным регионом, не требует дополнительных линий (каналов) управления и внешнего администрирования. При каждом включении управляющий контроллер 1 автоматически определяет географическое местоположение включенного светильника, а также получает временную информацию, необходимую для привязки к текущей дате и времени. Кроме этого гарантируется корректная работа светильника после одного или нескольких крайне коротких или длинных включений, вызванных техническими или аварийными ситуациями.
Уличные светильники с предлагаемым устройством управления могут эксплуатироваться при аномально низких температурах на всей территории, включая регионы, расположенные за полярным кругом, с учетом специфики освещения в условиях полярной ночи.
Claims (4)
1. Устройство управления уровнем светового потока уличного светильника, содержащее управляющий контроллер, модуль беспроводной связи, оснащенный нагревательным элементом электронный термостат и управляемый источник питания, причем выход управляющего контроллера соединен со входом диммирования блока питания уличного светильника, выход модуля беспроводной связи соединен со входом для приема сигналов управляющего контроллера, питание управляющего контроллера и модуля беспроводной связи организовано от управляемого источника питания, сигнальный вход которого подключен к электронному термостату, питание электронного термостата и управляемого источника питания осуществляется от сети переменного тока уличного светильника, причем питание для управляющего контроллера и модуля беспроводной связи зависимо от поступающих сигналов электронного термостата, а модуль беспроводной связи выполнен с возможностью приема и обработки сигналов глобальных навигационных спутниковых систем.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что модуль беспроводной связи выполнен с возможностью приема и обработки сигналов глобальной навигационной спутниковой системы GPS.
3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что модуль беспроводной связи выполнен с возможностью приема и обработки сигналов глобальной навигационной спутниковой системы ГЛОНАСС.
4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что модуль беспроводной связи способен принимать и обрабатывать сигналы глобальных навигационных спутниковых систем GPS и ГЛОНАСС одновременно.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020141648A RU2759081C1 (ru) | 2020-12-16 | 2020-12-16 | Устройство управления уровнем светового потока уличного светильника |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020141648A RU2759081C1 (ru) | 2020-12-16 | 2020-12-16 | Устройство управления уровнем светового потока уличного светильника |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2759081C1 true RU2759081C1 (ru) | 2021-11-09 |
Family
ID=78466931
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020141648A RU2759081C1 (ru) | 2020-12-16 | 2020-12-16 | Устройство управления уровнем светового потока уличного светильника |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2759081C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2797646C1 (ru) * | 2022-11-15 | 2023-06-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" | Устройство дистанционного управления уличным светильником с контролем состояния |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010083047A1 (en) * | 2009-01-16 | 2010-07-22 | Mag Instrument, Inc. | Portable lighting devices |
RU126196U1 (ru) * | 2012-10-12 | 2013-03-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Завод Опытного Приборостроения" | Светодиодный светильник |
US20130106312A1 (en) * | 2011-11-02 | 2013-05-02 | Disney Enterprises, Inc. | Flow sensing system and method |
RU2515609C2 (ru) * | 2008-04-30 | 2014-05-20 | Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. | Способы и устройство для кодирования информации на сетевом напряжении переменного тока |
RU2526206C1 (ru) * | 2013-01-28 | 2014-08-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (национальный исследовательский университет) | Способ и устройство энергосберегающего управления уличным освещением |
RU2687957C2 (ru) * | 2014-02-28 | 2019-05-17 | Филипс Лайтинг Холдинг Б.В. | Способ и устройство для управления осветительными блоками на основе измеренной силы и/или перемещения связанных с ними светильников |
-
2020
- 2020-12-16 RU RU2020141648A patent/RU2759081C1/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2515609C2 (ru) * | 2008-04-30 | 2014-05-20 | Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. | Способы и устройство для кодирования информации на сетевом напряжении переменного тока |
WO2010083047A1 (en) * | 2009-01-16 | 2010-07-22 | Mag Instrument, Inc. | Portable lighting devices |
US20130106312A1 (en) * | 2011-11-02 | 2013-05-02 | Disney Enterprises, Inc. | Flow sensing system and method |
RU126196U1 (ru) * | 2012-10-12 | 2013-03-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Завод Опытного Приборостроения" | Светодиодный светильник |
RU2526206C1 (ru) * | 2013-01-28 | 2014-08-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (национальный исследовательский университет) | Способ и устройство энергосберегающего управления уличным освещением |
RU2687957C2 (ru) * | 2014-02-28 | 2019-05-17 | Филипс Лайтинг Холдинг Б.В. | Способ и устройство для управления осветительными блоками на основе измеренной силы и/или перемещения связанных с ними светильников |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2797646C1 (ru) * | 2022-11-15 | 2023-06-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" | Устройство дистанционного управления уличным светильником с контролем состояния |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
ES2841050T3 (es) | Circuito de control de la lámpara para accionar una lámpara | |
KR100688035B1 (ko) | 엘이디 태양광 조명 시스템 및 이의 점등 제어 방법 | |
WO2009155605A1 (en) | Led lighting system having a reduced-power usage mode | |
KR20140147226A (ko) | 실시간 기상 상태에 따라 색온도/조도를 구현하는 led 가로등 장치 및 그 제어 방법 | |
KR101585952B1 (ko) | Led 등기구의 전력절감과 패턴제어가 가능한 제어장치 | |
JP2011142026A (ja) | トンネルの照明装置 | |
Kadirova et al. | A real time street lighting control system | |
KR20200081363A (ko) | Led 조명 시스템 및 그 방법 | |
KR101736766B1 (ko) | Led조명등 셀프 디밍 장치 | |
RU2759081C1 (ru) | Устройство управления уровнем светового потока уличного светильника | |
RU2526206C1 (ru) | Способ и устройство энергосберегающего управления уличным освещением | |
US20080246417A1 (en) | Device, system and method for adjusting the luminous flux of a lamp | |
US20100194287A1 (en) | Electronic ballast for a high intensity discharge lamp | |
US9516725B2 (en) | Distributed lighting networks | |
US8941315B2 (en) | Method and apparatus for synchronous sine wave dimming of luminaries | |
RU2453761C1 (ru) | Автоматизированная система управления освещением дорог | |
US20070103337A1 (en) | Backup traffic control systems and methods | |
WO2018139018A1 (ja) | 連鎖式閃光灯システム | |
KR100867357B1 (ko) | 가로등 제어장치 | |
KR20040090233A (ko) | 지피에스를 이용한 표시등 점멸 장치 | |
Pachamanov et al. | Individual Control of Street Luminaries by Speed of Change of Natural Light in the Evening and by Calendars in the Morning | |
KR101698346B1 (ko) | 별도의 배선없이 led 조명 제어를 수행하는 교류전원 벽스위치 | |
RU2797646C1 (ru) | Устройство дистанционного управления уличным светильником с контролем состояния | |
RU210736U1 (ru) | Аварийное устройство освещения пешеходных переходов (риэс) | |
CN106304510A (zh) | 一种具有预警功能的led路灯 |