專利名稱：一種照度自感應型照明節(jié)電器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及節(jié)電技術領域，具體地說是一種照度自感應型照明節(jié)電器。
背景技術：
照度檢測模塊電路設計照度是反映光照度強度的一種單位，其物理意義是照射 到單位面積上的光通量，其數(shù)學表達式為E =(①/A，①是光通量，A是面積)，照度的單位 是每平方米的流明數(shù)(Lm)，也叫勒克斯(Lux)。通常，房間的照度是由兩部分決定，自然光 照和人工光照。下圖為照度隨時間變化的控制曲線，Es是照度設定值，按照國際標準，辦公 室的最佳光照度為400LUX(不是越高越好)，E1是自然光照度變化曲線，打陰影的是人工光 調節(jié)的變化曲線。當自然光不足以維持正常的照度時，則輔以人工光照。隨著自然光逐漸 變弱，人工光照逐漸增加以維持照明的需求；反之，則人工光照變暗，這樣可以適當?shù)毓?jié)省 人工光照的能量。智能照明控制器通過智能傳感器感應室內光線，自動調節(jié)光照度，以保持 環(huán)境照度達到最合適的水平，既創(chuàng)造了最佳的工作環(huán)境，又達到節(jié)能的效果。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目地是通過環(huán)境的照度變化運用自適應調光技術來智能化調節(jié)照明節(jié) 電器的輸出功率，并實現(xiàn)基于CAN總線的遠程智能監(jiān)控和調制 為實現(xiàn)上述目的，設計一種照度自感應型照明節(jié)電器，包括CAN總線接口電路由 CAN總線收發(fā)器輸出端連接CAN總線控制器的輸入端，CAN總線控制四輸出端連接微處理 器輸入端，在微處理器另一輸入接口上設有微處理外圍電路，在微處理器另一輸入接口上 設有數(shù)據(jù)采集模塊，在微處理器輸出接口端上設有執(zhí)行器模塊，其特征在于數(shù)據(jù)采集模塊 由照度檢測模塊和紅外探測器模塊組成，計算出輸出頻率值，執(zhí)行器模塊由開關控制電路 和調光控制電路組成，實現(xiàn)輸入與輸出之間的電器隔離，所述的照度檢測模塊電路U^由 TSL230B模塊構成，其中S。S工為靈敏度控制端，S2S3為滿量程選擇端，OE端和GND端連接接 地，VCC端上接有電源，OUT頻率信號輸出端上接有電阻R16 —端，電阻R16另一端接地；所述 的開關控制電路模塊三極管Q2發(fā)射接地，基極上接有電阻&6，集電極上接電阻R25 —端，電 阻R25另一端接電源，在集電極和發(fā)射極之間并接一個二極管口 6和交流固態(tài)繼電器的可控 開關&，可控開關&的一端接有燈泡，燈泡的另一端連接調光控制電路的輸入端，可控開關 &另一端連接交流電220伏電源。 照度檢測模塊輸出頻率值S。端為電平，S工端為低電平，輸出頻率為原頻輸出，S2和 S3端為低電平，輸出頻率為轉換頻率輸出，TSL230B滿量程輸出頻率為1/4量程時最穩(wěn)定， 輸入、輸出電平與TTL電平兼容，OUT頻率信號輸出端進入微處理器程序處理后計算出輸出 頻率值。 照度檢測模塊實現(xiàn)高分辨率的光照度/頻率轉換器件的轉換頻率誤差為±5%， 感光波長為300-700nm，使用溫度范圍5-70。C 。 照度檢測模塊所示的頻率至能量關系曲線，在不同的距離，所示的光線強度成斜率線性變化。
照度檢測模塊的照度計算公式如下 [酬liW+錢+，
「001 o， ￡ +22^ "瑪.+8￡4H +1腦豕) 開關控制電路的工作原理為控制對象為一盞燈，C0N為控制端，與處理器AT89C52 的P3.5 口相連，當C0N為"1〃時，三極管(^導通，輸出低電平，繼電器處于阻斷狀態(tài)，燈D^ 不亮。當CON為"0"時，三極管Q工截止，輸出為高電平，繼電器處于導通狀態(tài)，燈Dsp點亮。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，能夠根據(jù)照度的變化，自動的調節(jié)節(jié)電器的功率，比傳統(tǒng) 節(jié)電器能多節(jié)省13X以上的電量，配置了CAN總線遠程調控技術，能很好的和電腦、GPRS銜 接，從而實現(xiàn)對節(jié)電器多種方式的遠程監(jiān)控。


下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。 圖1為本發(fā)明的照度檢測模塊電路圖。 圖2為本發(fā)明的輸出頻率一能量關系圖。 圖3為本發(fā)明的控制器設計電路圖。 圖4為本發(fā)明的CAN總線遠程智能監(jiān)控圖。 指定圖1為摘要附圖
具體實施例方式
我們新推出的節(jié)電器YS01-B配置了智能傳感器TSL230B，該傳感器采用先進的 LinCMOS工藝，能測量周圍環(huán)境的光線強度，主要由多晶光電二極管和單片CMOS電流頻率 集成轉換器構成。采用該器件不需外接元件即可完成高分辨率的光照度/頻率轉換(器件 的轉換頻率誤差為±5%。其感光波長為300-700nm，使用溫度范圍5-70°C )，可將一定光 譜的光轉換成電流，再由電流/頻率轉換器轉換成相應的脈沖頻率。輸出方波或者三角波 的頻率完全由光照幅度決定，分辨率高，與微處理器相連時幾乎無外圍連接。參見圖1、圖 2， SO， Sl為靈敏度控制端，改變靈敏度實際上就是改變二極管上方的感光面積；S2， S3為滿 量程選擇端。為了計算方便設計中選S0(P1.7)為高電平，S1(P1.4)為低電平，這樣輸出頻 率以原頻輸出，選S2(P1.6)和S3(P1.5)都為低電平，輸出頻率為轉換頻率輸出。TSL230B 滿量程輸出頻率為1/4量程時最穩(wěn)定，輸入、輸出電平與TTL電平兼容。OUT為頻率信號輸 出端，進入單片機的捕獲輸入，程序中選擇上升沿捕獲有效，通過計算兩次捕獲時間內計數(shù) 器的數(shù)值差，便可以計算出輸出頻率值，根據(jù)圖所示的頻率一能量關系曲線圖對照.從而 得到光線強度(單位P W/cm2)。 照度計算先在小區(qū)域內選定一些計算點，計算點的配置按加權平均方式進行。對 一般正方形的小區(qū)來說，按精度要求9點法。公式、計算點的布置、權重如下 — 1 & S煤+41￡維+螞>式中，￡ —
Ei——隅點的照度 Em——中心點的照度 EE——重心點的照度
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小區(qū)測點的布置和權重
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若整個房間工作面分為mxn個小區(qū)，室內測點的布置如上圖<formula>formula see original document page 5</formula>
區(qū)域的平均照度，lux ;E
一隅點的照度，IUX ;Ej——邊點的照度， 重心點的照度，IUX ;Ejm——邊中心點的照度，IUX; 》——
IUX ;Ek——內點的照度，IUX ;E
Eta——內中心點的照度，lux。 在進行室內照度計算時，將工作面按照平均照度的逐點計算方法分為mxn個小 區(qū)，采用基于光通傳遞函數(shù)的照度計算方法對各個隅點、邊點、內點、重心點、中心點等進行 點照度計算，然后以其為基礎，采用平均照度的逐點計算方法進行平均照度計算。
參見圖3，開關控制電路設計模塊選用了交流固態(tài)繼電器JGC-4F作為可控開關，交流固態(tài)繼電器(SSR)是一種無觸點電子開關，四端有源器件，其中二個端子為輸入控制 端，另外二個端子為受控端，為實現(xiàn)輸入與輸出之間的電氣隔離，器件采用了耐高壓的專用 光電禍合器。當施加輸入信號后，其輸出回路呈現(xiàn)導通狀態(tài)，無信號時呈現(xiàn)阻斷狀態(tài)。由 于固態(tài)繼電器是由固態(tài)元件組成的無觸點開關元件，所以它較電磁繼電器有工作可靠，壽 命長，對外界干擾小，能與邏輯電路兼容，抗干擾能力強，開關速度快，使用方便等一系列優(yōu) 點，有很廣的應用領域。JGC-4F采用表面貼裝加工工藝，內置散熱片，體積小，能夠承受高的 浪涌電流沖擊，在電壓過零點進行開關動作，有效抑制產生的浪涌電流，增加了控制模塊的 可靠性，減小了對整個模塊的影響控制器設計電路如圖3所示，控制對象為一盞燈，C0N為 控制端，與處理器AT89C52的P3.5 口相連，當C0N為"1〃時，三極管Q工導通，輸出低電平， 繼電器處于阻斷狀態(tài)，燈DSl不亮。當C0N為"0 "時，三極管截止，輸出為高電平，繼電器 處于導通狀態(tài)，燈Ds"點亮。 系統(tǒng)的控制器核心部分的硬件設計，主要包括數(shù)據(jù)采集模塊電路設計，執(zhí)行器模 塊電路設計，和CAN總線接口電路設計。整個硬件系統(tǒng)原理框架如圖4所示美國ATMEL公 司生產低電壓，高性能低功耗、采用C0MS工藝制造的8位單片機AT89C52作為核心控制芯 片，AT89C52內含8k bytes的可反復擦寫Flash只讀程序存儲器和256bytes的隨機存取 數(shù)據(jù)存儲器(RAM)，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術生產，與標準MCS-51 單片機指令系統(tǒng)及8052產品引腳兼容，片內置通用8位中央處理器(CPU)和FLASH存儲單 元，功能強大AT89C52單片機最高支持時鐘頻率24MHz，速度上可以配合CAN總線最高速率 1Mbp。
權利要求
一種照度自感應型照明節(jié)電器，包括CAN總線接口電路由CAN總線收發(fā)器輸出端連接CAN總線控制器的輸入端，CAN總線控制四輸出端連接微處理器輸入端，在微處理器另一輸入接口上設有微處理外圍電路，在微處理器另一輸入接口上設有數(shù)據(jù)采集模塊，在微處理器輸出接口端上設有執(zhí)行器模塊，其特征在于數(shù)據(jù)采集模塊由照度檢測模塊和紅外探測器模塊組成，計算出輸出頻率值，執(zhí)行器模塊由開關控制電路和調光控制電路組成，實現(xiàn)輸入與輸出之間的電器隔離，所述的照度檢測模塊電路U12由TSL230B模塊構成，其中S0S1為靈敏度控制端，S2S3為滿量程選擇端，OE端和GND端連接接地，VCC端上接有電源，OUT頻率信號輸出端上接有電阻R16一端，電阻R16另一端接地；所述的開關控制電路模塊三極管Q2發(fā)射接地，基極上接有電阻R26，集電極上接電阻R25一端，電阻R25另一端接電源，在集電極和發(fā)射極之間并接一個二極管口6和交流固態(tài)繼電器的可控開關K1，可控開關K1的一端接有燈泡，燈泡的另一端連接調光控制電路的輸入端，可控開關K1另一端連接交流電220伏電源。
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種照度自感應型照明節(jié)電器，其特征在于照度檢測模塊輸 出頻率值S。端為電平，S工端為低電平，輸出頻率為原頻輸出，S2和S3端為低電平，輸出頻率 為轉換頻率輸出，TSL230B滿量程輸出頻率為1/4量程時最穩(wěn)定，輸入、輸出電平與TTL電 平兼容，OUT頻率信號輸出端進入微處理器程序處理后計算出輸出頻率值。
3. 根據(jù)權利要求1所述的一種照度自感應型照明節(jié)電器，其特征在于照度檢測模塊實 現(xiàn)高分辨率的光照度/頻率轉換器件的轉換頻率誤差為±5% ，感光波長為300-700nm，使 用溫度范圍5-70°C。
4. 根據(jù)權利要求1所述的一種照度自感應型照明節(jié)電器，其特征在于照度檢測模塊所 示的頻率至能量關系曲線，在不同的距離，所示的光線強度成斜率線性變化。
5. 根據(jù)權利要求1所述的一種照度自感應型照明節(jié)電器，其特征在于照度檢測模塊的 照度計算公式如下<formula>formula see original document page 2</formula>
6. 根據(jù)權利要求1所述的一種照度自感應型照明節(jié)電器，其特征在于開關控制電路的 工作原理為控制對象為一盞燈，CON為控制端，與處理器AT89C52的P3. 5 口相連，當CON為 "1"時，三極管Qi導通，輸出低電平，繼電器處于阻斷狀態(tài)，燈D^不亮。當C0N為"0"時， 三極管Qi截止，輸出為高電平，繼電器處于導通狀態(tài)，燈Ds"點亮。
全文摘要
本發(fā)明涉及節(jié)電技術領域，具體地說是一種照度自感應型照明節(jié)電器，其特征在于數(shù)據(jù)采集模塊由照度檢測模塊和紅外探測器模塊組成，計算出輸出頻率值，執(zhí)行器模塊由開關控制電路和調光控制電路組成，實現(xiàn)輸入與輸出之間的電器隔離，所述的照度檢測模塊電路U12由TSL230B模塊構成，其中S0S1為靈敏度控制端，S2S3為滿量程選擇端，OE端和GND端連接接地，VCC端上接有電源，OUT頻率信號輸出端上接有電阻R16一端，電阻R16另一端接地。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，能夠根據(jù)照度的變化，自動的調節(jié)節(jié)電器的功率，比傳統(tǒng)節(jié)電器能多節(jié)省13％以上的電量，配置了CAN總線遠程調控技術，能很好的和電腦、GPRS銜接，從而實現(xiàn)對節(jié)電器多種方式的遠程監(jiān)控。
文檔編號H03K17/945GK101742781SQ20101002317
公開日2010年6月16日 申請日期2010年1月22日 優(yōu)先權日2010年1月22日
發(fā)明者吳迪, 周博, 楚舒宇, 水名岳, 王帥 申請人:上海恩濟節(jié)能科技有限公司