RU51283U1

RU51283U1 - LIGHTING CONTROL DEVICE

Info

Publication number: RU51283U1
Application number: RU2005125017/22U
Authority: RU
Inventors: Олег Витальевич Маслов; Олег Валерьевич Корольков
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "ПОЛАР МАР СЕРВИС"
Priority date: 2005-08-05
Filing date: 2005-08-05
Publication date: 2006-01-27

Abstract

Заявляется устройство управления освещением, содержащее блок питания, микроконтроллер и ключевое устройство. Отличается от известных тем, что устройство представляет собой размещенные на одной монтажной плате микроконтроллер со схемами сопряжения с датчиками, датчик тока для контроля целостности ламп, блок питания микроконтроллера и датчиков, силовой блок управления уровнем освещения, включающий ключевое устройство, выполненное на основе симистора, и блок информационной связи с центральным пультом управления, совмещенный с блоком сопряжения с сетью 220 В. Микроконтроллер может иметь сопряжение с клеммным блоком, расположенным на монтажной плате, выполненным с возможностью подсоединения к нему датчиков движения, освещенности и микрофона.Declares a lighting control device containing a power supply, a microcontroller and a key device. It differs from the known ones in that the device is a microcontroller located on the same circuit board with interface circuits with sensors, a current sensor for monitoring the integrity of the lamps, a power supply unit for the microcontroller and sensors, a power control unit for lighting level, including a key device based on a triac, and information communication unit with a central control panel, combined with the interface unit with a 220 V network. The microcontroller may interface with a terminal block located on the mounting plate those configured to connect to his motion sensors, illumination, and microphone.

Description

Заявляется полезная модель - устройство управления освещением, предназначенное для автоматического управления светильниками (лампами накаливания) и относится к оборудованию коммунальной техники жилых домов и производственных помещений.A utility model is claimed - a lighting control device, designed for automatic control of lamps (incandescent lamps) and relates to the equipment of municipal vehicles in residential buildings and industrial premises.

Известно устройство управлением освещения (патент РФ на изобретение №2249925 от 27.03.03 г.), содержащее первичный фотопреобразователь со встроенным фотоэлементом и вторичный преобразователь, в состав которого входят микроконтроллер, усилитель, переключатель, основной и резервный блок питания, контроллер-коммутатор сетевого питания, устройство управления освещением и часы реального времени. Во вторичный преобразователь может быть дополнительно введен интерфейсный модуль для связи с компьютером автоматизированной системы управления. Недостатками данного устройства является сложность в изготовлении, и соответственно, достаточно высокая себестоимость изготовления, полное отключение освещения в светлое время суток, что исключает его применение в затемненных помещениях.A lighting control device is known (RF patent for the invention No. 2249925 dated 03/27/03), containing a primary photoconverter with a built-in photocell and a secondary converter, which includes a microcontroller, an amplifier, a switch, a main and backup power supply, a mains controller-switch , lighting control device and real time clock. An interface module can be added to the secondary converter to communicate with the computer of the automated control system. The disadvantages of this device is the difficulty in manufacturing, and accordingly, the relatively high cost of manufacturing, the complete shutdown of lighting in the daytime, which excludes its use in darkened rooms.

Наиболее близким к заявляемому является блок управления освещением по патенту РФ на изобретение №2206936 от 13.09.01 г. Блок содержит блок питания, фотоэлемент, компаратор и ключевое устройство, причем особенностью блока является разделение измерительной и исполнительной частей устройства соответственно на первичный преобразователь, содержащий мультивибратор и фотоэлемент, и вторичный преобразователь, содержащий модуль контроля линии, микроконтроллер-компаратор, переключатель, ключевое устройство и блок питания, соединенные двухпроводной линией. Недостатками блока являются сложность изготовления из-за большого количества элементов, наличие схемы подключения только к фотоэлементу, прокладка дополнительного кабеля.Closest to the claimed is the lighting control unit according to the patent of the Russian Federation for invention No. 2206936 dated 09/13/01. The unit contains a power supply unit, a photocell, a comparator and a key device, and a feature of the unit is the separation of the measuring and executive parts of the device, respectively, to a primary converter containing a multivibrator and a photocell and a secondary converter comprising a line monitoring module, a microcontroller-comparator, a switch, a key device and a power supply connected in a two-wire line. The disadvantages of the unit are the complexity of manufacturing due to the large number of elements, the presence of a connection scheme only to the photocell, and laying an additional cable.

Заявляемое устройство управления освещением, как и известные, содержит блок питания, микроконтроллер и ключевое устройство.The inventive lighting control device, as well as known, contains a power supply, a microcontroller and a key device.

Задача, решаемая при разработке данной полезной модели, заключалась в создании недорогого и надежного устройства, имеющего небольшие габаритные размеры, обеспечивающего устойчивую связь с центральным устройством контроля освещением посредством силовой сети 220 В, работающего в режиме слежения за состоянием ламп накаливания со стандартизацией номинальной мощности на выходе блока независимо от номинала мощности лампы.The problem solved in the development of this utility model was to create an inexpensive and reliable device having small overall dimensions, providing stable communication with a central lighting control device through a 220 V power network, operating in the mode of tracking the state of incandescent lamps with standardization of the rated output power unit regardless of lamp power rating.

Технический результат заключается в упрощении функциональной схемы устройства, уменьшении габаритных размеров, повышении надежности работы устройства и его функциональности, повышении электробезопасности и повышении комфортности пользования и технического обслуживания устройством.The technical result consists in simplifying the functional diagram of the device, reducing the overall dimensions, increasing the reliability of the device and its functionality, increasing electrical safety and increasing the comfort of use and maintenance of the device.

Технический результат достигается тем, что устройство представляет собой размещенные на одной монтажной плате микроконтроллер со схемами сопряжения с датчиками, датчик тока для контроля целостности ламп, блок питания микроконтроллера и датчиков, силовой блок управления уровнем освещения, включающий ключевое устройство, выполненное на основе симистора, и блок информационной связи с центральным пультом управления, совмещенный с блоком сопряжения с сетью 220 В.The technical result is achieved in that the device is a microcontroller located on the same circuit board with interface circuits with sensors, a current sensor for monitoring the integrity of the lamps, a power supply unit for the microcontroller and sensors, a power control unit for lighting level, including a key device based on a triac, and information communication unit with a central control panel, combined with an interface unit with a 220 V network.

Выполнение устройства в виде одной монтажной платы с минимальным количеством размещенных на ней элементов, включающей микроконтроллер со схемами сопряжения с датчиками, обеспечивает упрощение функциональной схемы устройства, уменьшение габаритных размеров устройства и повышение надежности его работы, а также повышение его функциональности.The implementation of the device in the form of a single circuit board with a minimum number of elements placed on it, including a microcontroller with interface circuits with sensors, simplifies the functional diagram of the device, reduces the overall dimensions of the device and increases the reliability of its operation, as well as increasing its functionality.

Соединение микроконтроллера с датчиком тока для контроля целостности ламп позволяет быстро определить неноминальную лампу и стандартизировать номинальную мощность на выходе блока независимо от The connection of the microcontroller with a current sensor for monitoring the integrity of the lamps allows you to quickly determine the non-rated lamp and standardize the rated power at the output of the unit, regardless

номинала мощности лампы, что повышает электробезопасность и надежность работы.lamp power rating, which increases electrical safety and reliability.

Выполнение на одной монтажной плате с микроконтроллером блока питания микроконтроллера и датчиков обеспечивает уменьшение габаритных размеров и повышение надежности работы устройства.The execution on the same circuit board with the microcontroller of the power supply unit of the microcontroller and sensors reduces the overall dimensions and increases the reliability of the device.

Выполнение на одной монтажной плате с микроконтроллером силового блока управления уровнем освещения, включающего ключевое устройство, выполненное на основе симистора, обеспечивает увеличение срока службы ламп накаливания за счет плавного включения и выключения напряжения и ограничения его мощности, а также увеличение комфортности пользования за счет привыкания глаз жильцов к медленно изменяющейся освещенности.The implementation on the same circuit board with the microcontroller of the power unit for controlling the level of lighting, including a key device based on a triac, provides an increase in the life of incandescent lamps due to the smooth on and off voltage and limitation of its power, as well as an increase in the comfort of use due to the habituation of the residents to slowly changing light.

Выполнение на одной монтажной плате с микроконтроллером блока информационной связи с центральным пультом управления, совмещенного с блоком сопряжения с сетью 220 В, обеспечивает упрощение функциональной схемы устройства, исключает прокладку дополнительного кабеля для связи с центральным устройством контроля, повышает электробезопасность и комфортность его технического обслуживания.The implementation on the same circuit board with the microcontroller of the information communication unit with the central control panel, combined with the interface unit with the 220 V network, simplifies the functional diagram of the device, eliminates the laying of an additional cable for communication with the central control device, increases electrical safety and the convenience of its maintenance.

Обеспечение сопряжения микроконтроллера с клеммным блоком, расположенным на монтажной плате, выполненным с возможностью подсоединения к нему датчиков движения, освещенности и микрофона обеспечивает упрощение функциональной схемы устройства, уменьшение габаритных размеров устройства, а также повышает его функциональность.Interfacing the microcontroller with a terminal block located on the circuit board, configured to connect motion, light, and microphone sensors to it, simplifies the device’s functional diagram, reduces the device’s overall dimensions, and also increases its functionality.

Таким образом, заявляемая совокупность существенных признаков позволяет получить новый технический результат: упрощение функциональной схемы устройства, уменьшение габаритных размеров, повышение надежности работы устройства и его функциональности, повышение его электробезопасности и повышение комфортности пользования и технического обслуживания.Thus, the claimed combination of essential features allows you to get a new technical result: simplification of the functional diagram of the device, reducing overall dimensions, improving the reliability of the device and its functionality, increasing its electrical safety and increasing the comfort of use and maintenance.

Заявляемая полезная модель поясняется с помощью чертежа, где на фиг.1 представлена общая блок-схема устройства.The inventive utility model is illustrated using the drawing, where figure 1 shows the General block diagram of the device.

Устройство управления освещением представляет собой одну монтажную плату, на которой размещены микроконтроллер 1, выполненный со схемами сопряжения с датчиком освещения 2, датчиком движения 3 и микрофоном 4, при этом датчики 2-4 расположены вне устройства. Микроконтроллер 1 выполнен также со схемой сопряжения с датчиком тока 5 для контроля целостности ламп. На плате расположен также блок питания 6 - преобразователь напряжения для питания датчиков 2-4 и микроконтроллера 1, рассчитанный на колебание напряжения сети +/- 20% и силовой блок управления уровнем освещения 7 с симистором, плавно включающем и выключающем напряжение лампы накаливания (на блок-схеме не показана), обеспечивающего заданную мощность ее горения. Начало импульса включения засинхронизировано с сетью 220В, при этом величиной регулирования мощности на лампе накаливания является временной интервал между началом положительного или отрицательного полупериода напряжения в сети 220 В. Связь с центральным пультом управления (на блок-схеме не показан) осуществляет блок информационной связи 8 с центральным пультом управления, совмещенный с блоком сопряжения с сетью 220 В, обеспечивающий возможность управления устройством через сеть 220 В без прокладки дополнительного кабеля.The lighting control device is one circuit board on which the microcontroller 1 is placed, made with interfaces to the light sensor 2, the motion sensor 3 and the microphone 4, while the sensors 2-4 are located outside the device. The microcontroller 1 is also made with a pairing circuit with a current sensor 5 to control the integrity of the lamps. On the board there is also a power supply unit 6 - a voltage converter for supplying sensors 2-4 and microcontroller 1, designed for voltage fluctuation of +/- 20% and a power control unit for lighting level 7 with a triac, smoothly turning on and off the voltage of the incandescent lamp (per block -scheme not shown), providing a given power of its combustion. The start of the switching pulse is synchronized with the 220V network, while the magnitude of the power regulation on the incandescent lamp is the time interval between the beginning of the positive or negative half-period of the voltage in the 220 V network. Communication with the central control panel (not shown in the block diagram) is carried out by the information communication unit 8 s central control panel, combined with the interface unit with a 220 V network, providing the ability to control the device through a 220 V network without laying an additional cable.

Устройство может содержать клеммный блок 9, расположенный на монтажной плате, при этом микроконтроллер 1 должен иметь сопряжение с клеммным блоком 9.The device may include a terminal block 9 located on the circuit board, while the microcontroller 1 must be paired with the terminal block 9.

Устройство должно иметь свой уникальный номер в пределах заданной партии подобных устройств из 10000 штук, либо возможность присвоения в энергонезависимую память одного из 128 номеров при пуско-наладочных работах через интерфейс управления.The device must have its own unique number within a given batch of similar devices of 10,000 pieces, or the ability to assign one of 128 numbers to the non-volatile memory during commissioning via the control interface.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Устройство постоянно находится в ждущем режиме. Например, в случае дежурного освещения, лампа накаливания излучает заданный световой поток для данной территории. В случае освещения холлов или нежилых помещений жилых домов лампы накаливания выключены. Характер работы устройства определяется ситуацией в зоне наблюдения -появление движущего предмета, наличие источников звуков, низкая освещенность. Конкретную ситуацию в зоне наблюдения определяют комбинации состояний датчиков 2, 3 и 4 и их величины. Микроконтроллер 1 оценивает информацию с датчиков движения 3, освещенности 2 и микрофона 4 и выдает управляющее воздействие на силовой блок управления 7 уровнем освещения для включения или выключения освещения. В случае появления монотонных звуков, характеризующих шаги, дыхание, открытие дверей квартир или лифта и т.д., микроконтроллер 1 активирует алгоритм установки мощности горения лампы и вырабатывает импульсы включения симистора силового блока 7 и лампа накаливания начинает излучать световой поток заданной величины в течение заданного времени. По прошествии, например, 10 сек после последнего истинного события микроконтроллер 1 опять переходит в ждущий режим.The device is always in standby mode. For example, in the case of emergency lighting, an incandescent lamp emits a given luminous flux for a given area. In the case of lighting halls or non-residential premises of residential buildings, incandescent lamps are turned off. The nature of the device’s operation is determined by the situation in the observation zone — the appearance of a moving object, the presence of sound sources, and low illumination. The specific situation in the observation zone is determined by combinations of the states of sensors 2, 3, and 4 and their values. The microcontroller 1 evaluates the information from the motion sensors 3, light 2 and microphone 4 and gives a control action to the power control unit 7 lighting level to turn on or off the lighting. In the case of monotonous sounds that characterize steps, breathing, opening the doors of apartments or an elevator, etc., the microcontroller 1 activates the algorithm for setting the lamp burning power and generates switching pulses for the triac of the power unit 7 and the incandescent lamp starts emitting a luminous flux of a given value for a given time. After, for example, 10 seconds after the last true event, the microcontroller 1 again goes into standby mode.

Микроконтроллер 1 следит за состоянием лампы накаливания или группы ламп, а также стандартизирует номинальную мощность на выходе блока независимо от номинала мощности лампы с помощью датчика тока 5. Например, включение любой лампы из группы номиналом выше 60 В, что ведет к увеличению энергопотребления, приводит к снижению мощности всей группы до номинальной. При этом яркость всех номинальных (60 Вт) ламп снижается, что для электрика является индикатором неноминальной лампы.Microcontroller 1 monitors the condition of an incandescent lamp or group of lamps, and also standardizes the rated power at the output of the unit regardless of the rated power of the lamp using a current sensor 5. For example, turning on any lamp from a group with a rating higher than 60 V, which leads to an increase in energy consumption, leads to reducing the power of the entire group to nominal. At the same time, the brightness of all nominal (60 W) lamps decreases, which for an electrician is an indicator of a non-nominal lamp.

Управление устройством осуществляется посредством прямого подключения к порту ввода-вывода микроконтроллера или посредством контролирующего устройства через сеть 220 В, обеспечиваемого блоком The device is controlled by direct connection to the input / output port of the microcontroller or by means of a monitoring device through a 220 V network provided by the unit

информационной связи 8. Принимаемый и передаваемый код промодулирован по частоте 50-150 кГц и засинхронизирован с сетью 220 В. Текущие параметры настройки (чувствительность, дежурная мощность, номинальная нагрузка, время освещения) также могут изменяться посредством подключения к порту микроконтроллера 1 и сохраняться в энергонезависимой памяти микроконтроллера 1 или посредством контролирующего устройства через сеть 220 В, обеспечиваемого блоком информационной связи 8.information communication 8. The received and transmitted code is modulated at a frequency of 50-150 kHz and synchronized with a 220 V network. Current settings (sensitivity, standby power, rated load, lighting time) can also be changed by connecting to the microcontroller port 1 and stored in non-volatile the memory of the microcontroller 1 or by means of a controlling device through a 220 V network provided by the information communication unit 8.

Заявляемое устройство управления освещением позволяет создать недорогое и надежное устройство, имеющее небольшие габаритные размеры, обеспечивающее устойчивую связь с центральным устройством контроля освещением посредством силовой сети 220 В, работающее в режиме слежения за состоянием ламп накаливания со стандартизацией номинальной мощности на выходе блока независимо от номинала мощности лампы.The inventive lighting control device allows you to create an inexpensive and reliable device having small overall dimensions, providing stable communication with the central lighting control device through a 220 V power network, operating in the mode of tracking the state of incandescent lamps with standardization of the rated output power of the unit regardless of the lamp power rating .

Claims

1. A lighting control device comprising a power supply, a microcontroller and a key device, characterized in that the device is a microcontroller located on the same circuit board with interface circuits with sensors, a current sensor for monitoring the integrity of the lamps, a power supply for the microcontroller and sensors, a power control unit lighting level, including a key device based on a triac, and an information communication unit with a central control panel, combined with an interface unit with a 220 V network .

2. The lighting control device according to claim 1, characterized in that the microcontroller is interfaced with a terminal block located on the circuit board, configured to connect motion sensors, light sensors and a microphone to it.