專利名稱：自動感光調(diào)亮節(jié)電控制裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種控制系統(tǒng)，尤其是用于日光燈節(jié)電照明的控制裝
置。
技術背景目前在各學校宿舍、醫(yī)院、工廠等大型用電場所中被廣泛使用的普通照 明設備控制開關普遍采用手動控制方式。但是，由于人工控制方式不能根據(jù)光照強度、人員 活動等實際因素而隨意控制，因此經(jīng)常出現(xiàn)人員出門忘記關燈或是白天光強充足時仍然開 著燈的浪費現(xiàn)象，造成電力資源的嚴重浪費，長此以往，很容易造成供電緊張并存在經(jīng)濟浪 費的問題。發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種可自動判斷室內(nèi)有無人員活動以及根據(jù) 光照情況來調(diào)節(jié)照明設備亮度的自動感光調(diào)亮節(jié)電控制裝置。本實用新型主要包括單片機、監(jiān)測裝置、控制系統(tǒng)以及用電設備，所述監(jiān)測裝置由 光強感應電路和紅外感應電路組成，兩組感應電路分別與單片機輸入端連接；單片機的輸 出端連接控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)由功率調(diào)節(jié)電路組成，功率調(diào)節(jié)電路輸出端與用電設備 電連接。使用時，該控制裝置與手動開關相連，利用手動開關做為總開關。在手動開關基礎 上增加了紅外感應電路、光強感應電路、單片機和功率調(diào)節(jié)電路，紅外感應電路通過紅外探 頭感應寢室內(nèi)部紅外光強的有無，從而判斷室內(nèi)是否有人，如果有人就發(fā)送一個電信號至 單片機。光強感應電路可以通過光敏電阻判斷室內(nèi)自然光的強弱，利用555定時器把光強 信號轉(zhuǎn)化為頻率信號輸送給單片機。單片機控制電路收集各個感應電路傳來的信號并做出 邏輯判斷，并通過調(diào)功電路調(diào)節(jié)日光燈的功率或控制其亮滅，從而達到節(jié)約電能的目的。與已有技術相比，本實用新型的有益效果為結構合理、裝卸方便、應用廣泛、工藝 簡單、功能全面、體積下，成本低，適用于各種場所(如宿舍、醫(yī)院、公共汽車站、銀行、家庭 等等)，通過兩種監(jiān)測方式實現(xiàn)節(jié)電控制，有效降低電能消耗。


圖1為本實用新型的框圖。圖2為本實用新型的光強感應電路的原理圖。圖3為本實用新型的紅外感應電路的原理圖。圖4為本實用新型的單片機控制電路和功率調(diào)節(jié)電路。圖5為本實用新型的程序流程圖。
具體實施方式
在圖1所示的本實用新型的框圖中，主要包括單片機、監(jiān)測裝置、 控制系統(tǒng)以及用電設備，所述監(jiān)測裝置由光強感應電路和紅外感應電路組成，兩組感應電 路分別與單片機輸入端連接；單片機的輸出端連接控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)由功率調(diào)節(jié)電 路組成，功率調(diào)節(jié)電路輸出端與用電設備電連接。圖2為本實用新型的光強感應電路的原理圖。此部分電路功能為感應光強，若光 強達到一定程度，則用電器自動熄滅。采用光敏電阻和555定時器實現(xiàn)其功能。由555定時器構成多諧振蕩器可以實現(xiàn)對不同光強的感知。主要功能是通電以后 可以在輸出端得到一個周期性方波，其頻率為[0015](R1QR2)C。本裝置中Rl = RL、R2 = R16、C = C15，我們?nèi)×磷?兆歐，暗阻20兆歐的光敏電 阻，于是可以得到，在光強大(亮阻)的時候F = 28.5Hz 在光強小(暗阻)的時候F = 5. 9Hz，把頻率通過3引腳輸入給單片機，于是程序可以進行判斷，當頻率大于等于20Hz的 時候用電器自動熄滅，當頻率小于IOHz的時候用電器不熄滅等待進行下一個優(yōu)先級的判 斷。這樣可以解決前天早晨忘記關燈，而第二天供電之前的電能浪費。圖3為本實用新型的紅外感應電路的原理圖。此部分電路的功能為感應室內(nèi)是否 有人，有兩個探頭，分別安裝在室內(nèi)門口附近。兩個紅外探頭一前一后放置，便于單片機完 成計數(shù)功能。KDS9為熱釋電傳感器的紅外探頭，它能以非接觸的方式檢測出人體發(fā)出的紅外輻 射，將其轉(zhuǎn)換成電信號輸出給紅外傳感信號處理器——BISS0001。BISS0001是由運算放大 器、電壓比較器、狀態(tài)控制器、延時時間定時器和封鎖時間定時器構成的數(shù)?；旌蠈Ｓ眉?電路。電信號進入BISS0001以后對其進行前置放大，內(nèi)部檢測出有效觸發(fā)信號以后去啟動 延時時間定時器，即可輸出有效信號傳給單片機進行判斷。1腳是工作方式選擇引腳，我們 選擇接“高電平”，即芯片可重復觸發(fā)的工作方式。當電信號進入BISS0001以后需要啟動延時定時器，延時時間Tx = 49152R16C17， 我們選擇R16 = 2K、C17 = 0. OluF0于是Tx = 0. 98s。我們在這里不選擇設定一個封鎖時 間，因為當多人進出之時，單片機計數(shù)器需要多次計數(shù)。所以輸出端需要多次給單片機一個 電信號。關于兩個探頭擺放位置主要是遵循可以準確的讓單片機計數(shù)的這個原則。我們把 兩個探頭設計在門內(nèi)的兩邊墻上(一邊也可)，但是兩個探頭需要放在不同的直線上，即一 個靠門近一些，一個靠門遠一些，探頭之間的距離可以定為0.5米左右，需要注意的是，不 能讓門板遮住探頭的感應范圍。2腳為電壓輸出端，把BISS0001處理過后的電信號傳送給 單片機。圖4為本實用新型的單片機控制電路和功率調(diào)節(jié)電路。此部分是整個系統(tǒng)的核 心。主要完成整體功能的判斷和對用電器功率的調(diào)節(jié)。眾所周知，220V的電壓并不是我們 使用的用電器的最小電壓，即220V可以令用電器工作，而190V同樣可以令用電器工作，這 樣在并不特別要求光照亮度的情況下，選擇省電模式，就會節(jié)省幾十伏電壓產(chǎn)生的電能，進 一步達到節(jié)電目的。單片機選擇20引腳的2051芯片。這是出于對芯片節(jié)約的考慮，20引腳的2051芯 片既可以滿足所有功能的需要，也不浪費其價值，若用8051單片機，便會造成功能閑置。三個模式的開關，Sl為總開關，既手動開關用電設備，為第一優(yōu)先級。S2是節(jié)能模 式的開關，此模式功能為讓用電器在低電壓的情況下工作。正常對光強，室內(nèi)人員數(shù)量進行 判斷，決策照明裝置的亮滅。S3為正常模式的開關，此模式下，正常進行室內(nèi)人員數(shù)量判斷， 決策照明裝置的亮滅，但是無論光強多高，都不會自動熄滅，也不會在低電壓下令用電器工 作。當Sl按下時，節(jié)能模式是默認開啟的，Pl. 0、Pl. 1、Pl. 2 口分別接入Si、S2、S3均 為低電平觸發(fā)，Pl. 3 口是接入光感電路的輸出，圖3中的3號引腳，Pl. 4、P1. 5 口是接入兩個紅外探頭的INPUT，當Sl按下時(第一優(yōu)先級)，P1. 3 口信號為第二優(yōu)先級，即先判斷光照強度選擇亮滅，然后Pl. 4、Pl. 5 口來信號時，單片機完成計數(shù)功能，若Pl. 4 口信號為先， 則計數(shù)器加1，Pl. 5 口信號為先，則計數(shù)器減1，當計數(shù)器從O到1跳變時，用電器自動亮， 從1到O跳變時，用電器延遲3分鐘后熄滅。在調(diào)節(jié)功率的模塊上，選用的是光耦合器M0C3021和雙向可控硅來構成的。 M0C3021用于隔離高、低壓系統(tǒng)以及驅(qū)動雙向可控硅Q2。M0C3021由單片機2051的P3. 1控 制，P3. 1 口輸出低電平時，雙向可控硅導通，用電器Ml發(fā)光，當P3. 1輸出高電平的時候Q2 關斷，Ml不亮，在節(jié)能模式和正常模式兩種工作方式的控制下，有2051來調(diào)節(jié)電壓占空比， 進而可調(diào)節(jié)功率。由4腳5腳和10腳構成的部分為晶振部分。由6MHZ的晶振和兩個33PF 的電容構成。如圖。Q2為雙向可控硅，Rll和Cll組成的RC是用于防止可控硅電壓、電流 的上升率的，防止可控硅失控。圖5為本實用新型的程序流程圖。在軟件設計流程上，設計三個優(yōu)先級，即先判斷 手動開關Sl的高低電平(低電平有效)，其次判斷光感信號是否有效，即BISS0001是否是 輸出有效，最后判斷人的感應，即計數(shù)器從0到1跳變時，用電器自動啟動，Sl開關置0，節(jié) 能模式S2置0，計數(shù)器從1到0跳變時，延遲3分鐘，用電器自動熄滅。
權利要求1. 一種自動感光調(diào)亮節(jié)電控制裝置，主要包括單片機、監(jiān)測裝置、控制系統(tǒng)以及用電設 備，其特征在于所述監(jiān)測裝置由光強感應電路和紅外感應電路組成，兩組感應電路分別與 單片機輸入端連接；單片機的輸出端連接控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)由功率調(diào)節(jié)電路組成，功 率調(diào)節(jié)電路輸出端與用電設備電連接。
專利摘要一種自動感光調(diào)亮節(jié)電控制裝置，主要包括單片機、監(jiān)測裝置、控制系統(tǒng)以及用電設備，所述監(jiān)測裝置由光強感應電路和紅外感應電路組成，兩組感應電路分別與單片機輸入端連接；單片機的輸出端連接控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)由功率調(diào)節(jié)電路組成，功率調(diào)節(jié)電路輸出端與用電設備電連接。本實用新型具有結構合理、裝卸方便、應用廣泛、工藝簡單、功能全面、體積下，成本低等優(yōu)點。
文檔編號H05B41/38GK201888005SQ20102055134
公開日2011年6月29日 申請日期2010年10月8日 優(yōu)先權日2010年10月8日
發(fā)明者張新原, 蘇東岳, 陳興文 申請人:張新原, 蘇東岳, 陳興文