專利名稱：一種智能單燈節(jié)能控制器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種路燈用節(jié)能裝置，特別是一種智能單燈節(jié)能控制器。
背景技術：
目前，在路燈供電系統(tǒng)中，路燈專用變壓器低壓輸出相電壓固定為220V，其輸出電壓隨著電網電壓的變化而變化，普遍存在著供電電壓變化范圍較大的現象，在晚上23:00和凌晨6:00，供電電壓會達到240V，這樣都超過了正常供電的220V，其結果不但會使路燈消耗大量的電能，而且燈泡工作在非額定電壓下，使燈泡的壽命大大縮短。
另外，由于照明燈具都是大功率光源，照明耗電十分可觀，以往的控制模式，通常分段控制燈光，控制方式不夠靈活，節(jié)電有限。在路控系統(tǒng)中(通常所說的三遙系統(tǒng))，值班人員在控制中心只能利用各站點采集來的數據，分析估算出在該站內“滅”了幾盞燈，其分辨率只能達到5％-10％。為了確定方位，以便于次日維修，還需要組織人力、物力對全市的路燈進行“巡燈”，因而帶來了極大的浪費和麻煩。
發(fā)明內容
本實用新型提出了一種智能單燈節(jié)能控制器的設計，可以解決上述存在的問題。能在夜間電壓偏高時，實現自動降壓、穩(wěn)壓供電，達到節(jié)約電能和延長燈泡的使用壽命的目的。利用無線通訊技術實現單燈控制后，有關的計算機在次日就可以打印出所有的故障燈數及故障燈編號、故障燈出現時間、位置等，給維修人員帶來了極大的方便。同時，還可以針對每盞燈進行直接單獨控制，從而可避免路燈維修過程中試燈時成片亮燈造成的浪費。
本實用新型的目的可以通過以下措施來達到一種智能單燈節(jié)能控制器，它主要由自動穩(wěn)壓電路，電壓檢測電路，可控硅觸發(fā)電路，無線通信模塊電路構成，自動穩(wěn)壓電路的一個輸出端與電壓檢測電路的輸入端相連，自動穩(wěn)壓電路的另一個輸出端與可控硅觸發(fā)電路的輸入端相連，可控硅觸發(fā)電路的一個輸出端與電壓檢測電路的輸入端相連，可控硅觸發(fā)電路的另一個輸出端與無線通信模塊電路的輸入端相連。
所述的自動穩(wěn)壓電路主要由電感自耦變壓器(Lt)的一端連接雙向可控硅(T)，并與鎮(zhèn)流器(Q)，單燈(Le)和交流電源構成主電路。
所述的電壓檢測電路主要由電阻(R8)，二極管(D)，可調電阻(Rp)，電壓頻率轉換器(VFC)依次連接構成。
所述的可控硅觸發(fā)電路主要由雙向可控硅(T)，電阻(R10)，光電耦合器(0P)和單片計算機(MCU)相連接構成。
所述的無線通信模塊電路主要由網絡接口控制器(SSC P300)和媒介接口(SSC P111)構成。
所述的電壓頻率轉換器(VFC)的芯片型號是AD654。
所述的單片計算機(MCU)的芯片型號是AT89C51。
圖1是本實用新型的電原理框圖。
圖2是本實用新型的元器件連接圖。
在圖2中，Lt為電感自耦變壓器，Q為鎮(zhèn)流器，Le為單燈，T為雙向可控硅，OP為過零檢測可控硅觸發(fā)的光電耦合器，VFC為電壓頻率轉換器，其芯片為AD654，單片計算機MCU的芯片為AT89C51，用于低壓電網數據傳輸的專用網絡接口芯片SSC P300，媒介接口SSC P111包括圖中的功放，信號耦合器，數據緩沖等，D為穩(wěn)壓二極管，R1～R11為電阻，Rp為電位器，C1～C13為電容。
具體實施方式
以下結合附圖和具體的實施例對本實用新型作進一步的說明。
本實用新型用電感自耦變壓器Lt，通過鎮(zhèn)流器Q與單燈Le的一端相連，再將電感自耦變壓器Lt與雙向可控硅T相連，實現輸出電壓為不含諧波的正弦波，達到不污染電網的目的。
通過電阻R9實現電網電源與單片計算機MCU中斷控制引腳P3.2的連接，達到電壓過零同步檢測的目的，這種檢測方法簡單實用，而且為自動穩(wěn)壓提供了必要的條件。
利用電壓頻率轉換芯片AD654，經由電阻R8，穩(wěn)壓二極管D和電位儀Rp與AD654的輸入端引腳4相連實現了電網電壓的采集，并且通過AD654將電壓模擬信號轉換為頻率信號，然后將轉換后的頻率信號輸出與單片計算機MCU的內部定時器相連。使電源電壓變化時，產生不同的頻率信號，從而使單片計算機MCU計數器的值不同于設定值，然后單片計算機MCU完成延時移相，移相一定角度后對雙向可控硅T進行觸發(fā)。
可控硅觸發(fā)電路收到單片計算機MCU的觸發(fā)信號，經由電阻R10，光電耦合器OP，對雙向耦合器T進行觸發(fā)導通。雙向可控硅一端與電感自耦變壓器相連，另一端與零線相連，控制端與光電耦合器OP相連，電容C10與電阻R7相連后與零線相連，電阻R5，R6與電容C9連接后也與零線相連。
在無線通訊模塊，主要利用擴頻載波技術，通過用于低壓電網數據傳輸的專用網絡接口芯片SSC P300與單片計算機MCU的連接，實現串行通信等功能。
本實用新型的單片計算機MCU采用AT89C51，它是低功耗、低電壓、高性能的8位單片計算機MCU，片內帶有一個4K字節(jié)的Flash可編程可擦除只讀存儲器，采用CMOS工藝和ATMEL公司的高密度非易失性存儲技術。
如圖2所示，如果電網電壓不高于220V，則電流經過鎮(zhèn)流器Q，單燈Le正常供電。當電網電壓升高時，電壓模擬信號通過AD654轉換為頻率信號，使單片計算機MCU的計數值發(fā)生變化，然后電壓過零同步電路檢測到電壓過零時，引起單片計算機MCU的中斷，從而讓單片計算機MCU去執(zhí)行中斷服務程序。在中斷服務程序中，完成相應的延時，然后由單片計算機的P1.0引腳輸出一定寬度的脈沖，去觸發(fā)光電耦合器OP，從而使雙向可控硅T導通，這樣就使電壓電網電壓經過電感自耦變壓器LT和雙向可控硅T后的電壓有效值發(fā)生變化，也就使得單燈Le兩端的供電電壓發(fā)生改變，從而達到了穩(wěn)壓、降壓的目的。
進行無線通信時，將專用網絡接口芯片SSC P300的中斷引腳，SCLK，SDO，SDI分別與單片計算機的芯片AT89C51的相應引腳相連，AT89C51通過SSC P300完成對載波通信的控制，AT89C51發(fā)送命令讀取SSC P300的內部數據結構來判斷當前發(fā)生的事件和狀態(tài)，并通過相應命令完成相應的處理操作。SSC P300網絡接口控制器主要實現具體的數據鏈路層功能包括數據包的發(fā)送和接收、發(fā)送字節(jié)到符號的轉換、接收符號到字節(jié)的轉換及循環(huán)冗余校驗碼CRC的產生和校驗等。媒介接口SSC P111主要完成緩沖放大、低通濾波及配合耦合器完成信號耦合等功能。
權利要求1.一種智能單燈節(jié)能控制器，其特征在于它主要由自動穩(wěn)壓電路，電壓檢測電路，可控硅觸發(fā)電路，無線通信模塊電路構成，自動穩(wěn)壓電路的一個輸出端與電壓檢測電路的輸入端相連，自動穩(wěn)壓電路的另一個輸出端與可控硅觸發(fā)電路的輸入端相連，可控硅觸發(fā)電路的一個輸出端與電壓檢測電路的輸入端相連，可控硅觸發(fā)電路的另一個輸出端與無線通信模塊電路的輸入端相連。
2.根據權利要求1所述的一種智能單燈節(jié)能控制器，其特征在于所述的自動穩(wěn)壓電路主要由電感自耦變壓器(Lt)的一端連接雙向可控硅(T)，并與鎮(zhèn)流器(Q)，單燈(Le)和交流電源構成主電路。
3.根據權利要求1所述的一種智能單燈節(jié)能控制器，其特征在于所述的電壓檢測電路主要由電阻(R8)，二極管(D)，可調電阻(Rp)，電壓頻率轉換器(VFC)依次連接構成。
4.根據權利要求1所述的一種智能單燈節(jié)能控制器，其特征在于所述的可控硅觸發(fā)電路主要由雙向可控硅(T)，電阻(R10)，光電耦合器(OP)和單片計算機(MCU)相連接構成。
5.根據權利要求1所述的一種智能單燈節(jié)能控制器，其特征在于所述的無線通信模塊電路主要由網絡接口控制器(SSC P300)和媒介接(SSC P111)構成。
6.根據權利要求1所述的一種智能單燈節(jié)能控制器，其特征在于所述的電壓頻率轉換器(VFC)的芯片型號是AD654。
7.根據權利要求1所述的一種智能單燈節(jié)能控制器，其特征在于所述的單片計算機(MCU)的芯片型號是AT89C51。
專利摘要本實用新型提出了一種智能單燈節(jié)能控制器，能在夜間電壓偏高時，實現自動降壓、穩(wěn)壓供電，達到節(jié)約電能和延長燈泡的使用壽命的目的。利用無線通訊技術實現單燈控制后，有關的計算機在次日就可以打印出所有的故障燈數及故障燈編號、故障燈出現時間、位置等，給維修人員帶來了極大的方便，它主要由自動穩(wěn)壓電路，電壓檢測電路，可控硅觸發(fā)電路，無線通信模塊電路構成，自動穩(wěn)壓電路的一個輸出端與電壓檢測電路的輸入端相連，自動穩(wěn)壓電路的另一個輸出端與可控硅觸發(fā)電路的輸入端相連，可控硅觸發(fā)電路的一個輸出端與電壓檢測電路的輸入端相連，可控硅觸發(fā)電路的另一個輸出端與無線通信模塊電路的輸入端相連。
文檔編號H05B37/02GK2694704SQ20042002702
公開日2005年4月20日 申請日期2004年5月13日 優(yōu)先權日2004年5月13日
發(fā)明者張廣明, 胡偉 申請人:南京工業(yè)大學