專利名稱：燈光照度控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及燈光照明領(lǐng)域，特別是一種能夠充分節(jié)能的燈光照度控制器。
背景技術(shù)：
自從中央號召建設(shè)節(jié)約型社會以來，全國上下積極行動起來。電力緊缺，波及大江南北。千方百計，節(jié)約用電，迫在眉睫。長期以來，無論是政府機關(guān)還是企事業(yè)單位，其辦公室、實驗室、教室、車間、商場或者店堂，不管室內(nèi)多么明亮，只要一進屋就燈火通明。這已成為司空見慣的普遍現(xiàn)象。如果有一技術(shù)手段，能夠根據(jù)室內(nèi)光線的明暗，自動調(diào)節(jié)電燈的供電電流，使得室內(nèi)照明適度，這樣不僅保護了工作人員的眼睛，而且節(jié)約了大量電力。因此，實現(xiàn)這樣的節(jié)能技術(shù)方案將是科技工作者的重要課題。

發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于設(shè)計一種燈光照度控制器，它使燈光照度得到有效的控制，是一種實用性強的新型節(jié)能節(jié)電裝置。
本實用新型的技術(shù)方案一種燈光照度控制器，其特征在于它是由電流負載控制器與室內(nèi)照度監(jiān)測器所構(gòu)成，電流負載控制器與燈座安裝在一起，照明燈裝在其上，室內(nèi)照度監(jiān)測器安裝在室內(nèi)光線最暗的位置處，二者之間采用閉環(huán)控制系統(tǒng)通過無線傳輸照明數(shù)據(jù)。
上述所說的電流負載控制器是由固態(tài)繼電器、電流負載控制器單片機、無線接收頭及直流電源所構(gòu)成，無線接收頭接收光照數(shù)據(jù)依線路傳輸給電流負載控制器單片機，電流負載控制器單片機的輸出端連接固態(tài)繼電器，固態(tài)繼電器為電流負載控制器單片機所接收的光照數(shù)據(jù)的執(zhí)行機構(gòu)，直流電源為整個電路供電。
上述所說的室內(nèi)照度監(jiān)測器是由光傳感器、A/D變換器、室內(nèi)照度監(jiān)測器單片機、無線發(fā)射頭及直流電源所構(gòu)成，光傳感器收集外部光照信息依線路傳輸給A/D變換器，經(jīng)A/D變換器將光信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號，該信號經(jīng)室內(nèi)照度監(jiān)測器單片機傳輸給無線發(fā)射頭，無線發(fā)射頭發(fā)出光強監(jiān)測信號。直流電源為整個電路供電。
本實用新型的使用方法與工作過程為本方案由電流負載控制器與照度檢測器構(gòu)成一閉環(huán)控制系統(tǒng)(見圖7)，被控制量為室內(nèi)最暗位置的照度C(S)，控制量為加在固態(tài)繼電器上的信號，B(S)為C(S)經(jīng)光強傳感器采樣后的當前測量值，R(S)為室內(nèi)最暗位置處的照度最小值，在該照度下，辦公人員可以正常工作，G(S)為燈泡和固態(tài)繼電器所組成的被控對象，R(S)為系統(tǒng)給定值。系統(tǒng)采用PID調(diào)節(jié)器。燈光照度控制器的工作過程如下光敏電阻的阻值隨光強而變。經(jīng)電橋和直流放大后送D/A變換器，轉(zhuǎn)換成數(shù)字量送單片機，后者將光強數(shù)據(jù)送給發(fā)射頭，無線傳送出去。當負載電流控制器的接收頭收到被測光強數(shù)據(jù)以后，送單片機；后者將光強的當前測量值和光強的給定值求差，將差值經(jīng)PID運算后，送固態(tài)繼電器；后者控制燈泡負載的平均電流，使其在室內(nèi)最暗的辦公地點的照度等于給定值。
本實用新型的工作原理為(分光強與光弱兩部分考慮)光強狀況白天室內(nèi)的照度隨季節(jié)天氣和地域而變，即使在同一個房間內(nèi)，不同地點，其照度也不同，另外，每個工作人員自身生理條件和生活習慣又多有差異。凡此種種，僅靠行政制度來管理白天室內(nèi)開燈，恐怕很難解決問題，與此相反，只有探索科學而可靠的技術(shù)手段，才是解決問題的可行之路。經(jīng)初步估計，使用燈光照度控制器相對于白天來說，可以節(jié)約用電60％以上。估算方法如下白天房間內(nèi)某一點的照明度，有兩部分疊加而成，一部分為燈光照度A，另一部分為自然光照度B。A定義為在沒有自然光時(晚上)，在開燈的條件下，被測點的照度。B為在關(guān)燈(A＝0)條件下被測點的照度。顯然，A和B都不是常量，他們分別依賴于燈泡功率，自然光強度和房間內(nèi)被測點的位置。關(guān)燈時，A＝0，晚上B＝0。房屋設(shè)計時，已經(jīng)充分考慮了房間內(nèi)每個點的采光情況，因此，無論春夏秋冬，在晴天好天氣，從上午9點到下午3點這一時間段內(nèi)，在房間內(nèi)任意點的自然光照度對于絕大部分人群來說，在不開燈的條件能夠正常辦公(少數(shù)除外)。因此這一時段如果開燈，則純屬多余，浪費能源，如果我們把這一時段房間內(nèi)最暗辦公地點的最小值照度B0作為上述燈光照度控制系統(tǒng)的給定值，那么，即使在打開照明燈開關(guān)的條件下燈光照度控制器也將強行關(guān)閉照明燈光。因為在這一時間段內(nèi)，房間內(nèi)任意一點的照度，都將大于等于B0，也就是說，在晴天好天氣，從上午9點到下午3點，有6小時室內(nèi)照明燈的消耗功率近似為零。
光弱狀況取上午8點到9點，下午3點到6點這一時間段。假設(shè)冬季、陰雨天氣、或在房間的墻角處，這是照度最小的地方，設(shè)此時此處的光照為B1，在這一照度下，已經(jīng)視物不清，無法正常辦公，需要利用燈光來增加照度。設(shè)對于視力最差的辦公人員當增加照度為A1時，能夠正常辦公(A為保證辦公增加照度的最小值)。下面我們來估計A1的數(shù)值是多少。(晚上自然光照度B＝0)打開電燈后，設(shè)房間內(nèi)最暗處的照度A，顯然在此處正常辦公沒有問題。設(shè)在晴好天氣，上午九點到下午三點位于房間最暗辦公地點的自然光照度為B，顯然B遠遠大于A，估計B1應(yīng)該大于等于B的十分之一。假設(shè)B大于等于2A(此處充分留有余地，因為把現(xiàn)有室內(nèi)照明燈的功率再增加一倍其照明效果和白天相比，仍相差甚遠)。那么B1大于等于1/5A，考慮到A1的定義，不妨設(shè)B1+A1＝A(此時的照明度已經(jīng)達到晚上開燈的照明度，對于正常的辦公不成問題)于是，A1＝A-B1小于等于4/5A。由此可得以下結(jié)論白天，房間內(nèi)最小照度的辦公地點，在最暗的季節(jié)，最暗的天氣，最暗的時間，如果開燈，那么可以節(jié)約電量五分之一，以上是指極為特殊的情況。對于大多數(shù)的機關(guān)，企業(yè)來說，在長年辦公的環(huán)境下，如果上午八點到九點，下午三點到六點需要開燈其節(jié)電效果也可以達到三分之一。統(tǒng)觀以上的論述，燈光照度控制器具有十分突出的節(jié)能作用。
本實用新型的優(yōu)越性在于1、構(gòu)思巧妙，節(jié)能效果顯著；2、結(jié)構(gòu)簡單，操作方便；3、具有廣闊的應(yīng)用和市場前景。


附圖1為本實用新型所涉燈光照度控制器中的電流負載控制器工作原理框圖。
附圖2為本實用新型所涉燈光照度控制器中的電流負載控制器的電原理圖。
附圖3為本實用新型所涉燈光照度控制器中的電流負載控制器的直流電源電路圖。
附圖4為本實用新型所涉燈光照度控制器中的室內(nèi)照度監(jiān)測器的工作原理框圖。
附圖5為本實用新型所涉燈光照度控制器中的室內(nèi)照度監(jiān)測器的電原理圖。
附圖6為本實用新型所涉燈光照度控制器中的室內(nèi)照度監(jiān)測器的直流電源電路圖。
附圖7為本實用新型所涉燈光照度控制器所采用的閉環(huán)控制系統(tǒng)方塊圖。
其中A光敏電阻 B無線發(fā)射頭 C無線接受頭F固態(tài)繼電器 M(m)單片機 N(n)A/D變換具體實施方式
實施例一種燈光照度控制器(見圖1-7)，其特征在于它是由電流負載控制器與室內(nèi)照度監(jiān)測器所構(gòu)成，電流負載控制器與燈座安裝在一起，照明燈裝在其上，室內(nèi)照度監(jiān)測器安裝在室內(nèi)光線最暗的位置處，二者之間采用閉環(huán)控制系統(tǒng)通過無線傳輸照明數(shù)據(jù)。
所說的電流負載控制器(見圖1-3)是由固態(tài)繼電器、電流負載控制器單片機、無線接收頭及直流電源所構(gòu)成，無線接收頭接收光照數(shù)據(jù)依線路傳輸給電流負載控制器單片機，電流負載控制器單片機的輸出端連接固態(tài)繼電器，固態(tài)繼電器為電流負載控制器單片機所接收的光照數(shù)據(jù)的執(zhí)行機構(gòu)，直流電源為整個電路供電。
上述所說的室內(nèi)照度監(jiān)測器(見圖4-6)是由光傳感器、A/D變換器、室內(nèi)照度監(jiān)測器單片機、無線發(fā)射頭及直流電源所構(gòu)成，光傳感器收集外部光照信息依線路傳輸給A/D變換器，經(jīng)A/D變換器將光信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號，該信號經(jīng)室內(nèi)照度監(jiān)測器單片機傳輸給無線發(fā)射頭，無線發(fā)射頭發(fā)出光強監(jiān)測信號。直流電源為整個電路供電。
權(quán)利要求1.一種燈光照度控制器，其特征在于它是由電流負載控制器與室內(nèi)照度監(jiān)測器所構(gòu)成，電流負載控制器與燈座安裝在一起，照明燈裝在其上，室內(nèi)照度監(jiān)測器安裝在室內(nèi)光線最暗的位置處，二者之間采用閉環(huán)控制系統(tǒng)通過無線傳輸照明數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種燈光照度控制器，其特征在于所說的電流負載控制器是由固態(tài)繼電器、電流負載控制器單片機、無線接收頭及直流電源所構(gòu)成，無線接收頭接收光照數(shù)據(jù)依線路傳輸給電流負載控制器單片機，電流負載控制器單片機的輸出端連接固態(tài)繼電器，固態(tài)繼電器為電流負載控制器單片機所接收的光照數(shù)據(jù)的執(zhí)行機構(gòu)，直流電源為整個電路供電。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種燈光照度控制器，其特征在于所說的室內(nèi)照度監(jiān)測器是由光傳感器、A/D變換器、室內(nèi)照度監(jiān)測器單片機、無線發(fā)射頭及直流電源所構(gòu)成，光傳感器收集外部光照信息依線路傳輸給A/D變換器，經(jīng)A/D變換器將光信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號，該信號經(jīng)室內(nèi)照度監(jiān)測器單片機傳輸給無線發(fā)射頭，無線發(fā)射頭發(fā)出光強監(jiān)測信號.直流電源為整個電路供電。
專利摘要一種燈光照度控制器，其特征在于它是由電流負載控制器與室內(nèi)照度監(jiān)測器所構(gòu)成，電流負載控制器與燈座安裝在一起，照明燈裝在其上，室內(nèi)照度監(jiān)測器安裝在室內(nèi)光線最暗的位置處，二者之間采用閉環(huán)控制系統(tǒng)通過無線傳輸照明數(shù)據(jù)。本實用新型的優(yōu)越性在于1.構(gòu)思巧妙，節(jié)能效果顯著；2.結(jié)構(gòu)簡單，操作方便；3.具有廣闊的應(yīng)用和市場前景。
文檔編號H05B41/36GK2855004SQ20052012364
公開日2007年1月3日 申請日期2005年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月1日
發(fā)明者胡永旭, 岳婷婷, 果靜, 李濤 申請人:天津理工大學