專利名稱：戶外照明節(jié)電控制器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種戶外照明控制裝置，屬控制技術領域。
背景技術：
戶外照明為夜晚出行的人們帶來了方便，但也由于眾多因素引起的照明設施不合理地使用，導致電力資源的巨大浪費。數十年來，伴隨著新技術的出現和發(fā)展，人們也設計出各種方案來控制這些戶外照明設施，其中，采用單片機作主控部件就是其中較為成功的一種。這類路燈控制器或節(jié)電器，按啟動方式可分為光控式利用環(huán)境光線明暗的變化來啟閉照明設施；時控式根據實時時鐘的計時并按事先設定的參數定點開關，有的時控式控制器也增加了環(huán)境光線檢測功能，從而使控制過程更加完善；集控式采用GSM手機模塊的SMS或GPRS功能通過中央控制計算機實現集中控制。
但上述各種控制器只適合于一個街區(qū)或區(qū)段路燈的整體控制，而不適用于單桿路燈的控制。比如光控式控制器，由于光敏元件本身參數的離散性，將很難保證同一區(qū)段的路燈同時開啟或關閉，而是毫無規(guī)律的離散啟閉，有礙照明和市容；而對于時控式控制器，其主要問題是控制板上的實時時鐘存在精度差別，導致開關時間相差很大。此外，以往的控制器，出于多功能和通用性的設計思想，使電路過于復雜，由此造成待機功耗過大和成本過高，這也使它們不適于單桿路燈的控制。
路燈的集中控制僅能提高開關的自動化程度，要真正起到節(jié)電的目的，必須對路燈實行單桿控制，這樣才能在夜間人車稀少時通過有選擇的降壓或關閉以達到節(jié)電目的。因此，研究結構簡單、性能可靠、能夠實現單桿控制的路燈控制裝置對于節(jié)約用電、美化市容是十分必要的。
發(fā)明內容
本實用新型所要解決的技術問題是提供一種結構簡單、性能可靠、能夠實現單桿控制的路燈節(jié)電控制裝置。
解決上述問題的技術方案是一種戶外照明節(jié)電控制器，它由單片機U1、降壓整流電路、可控硅Q1、可控硅觸發(fā)電路2、過零采樣電路4、編碼電路3組成，所述可控硅Q1的陰極和陽極串接在路燈D的供電回路中，其控制極接可控硅觸發(fā)電路的信號輸出端；所述可控硅觸發(fā)電路由單片機U1、限流電阻R3、R4組成，電阻R3、R4的一端分別接單片機U1的兩個信號輸出端口I/O口BR4、BR5，另一端并接后接可控硅Q1的觸發(fā)極；所述過零采樣電路4中的電阻R4一端接于交流電源，另一端連接單片機I/O口RB3；所述編碼電路采用撥碼開關，撥碼開關的數量為1～2個，撥碼開關S1、S2的4個輸出端分別接單片機U1的I/O口RC4～RC0、RB2～RB0。
上述戶外照明節(jié)電控制器，所述降壓整流電路1由阻容降壓電路、整流電路、及穩(wěn)壓濾波電路組成，所述降壓電路中的電阻R2、電容C1串聯后接于交流電源與整流電路之間；所述整流電路由二極管D1、D2、D3、D4組成橋式整流電路；所述穩(wěn)壓濾波電路中的穩(wěn)壓管W1、濾波電容C2、C3并接在整流電路的輸出端。
上述戶外照明節(jié)電控制器，它還設有感應接口，感應接口的輸出端接單片機U1的I/O口RC5。
按照本實用新型制作的照明節(jié)電控制裝置，可以確保同一區(qū)段內各個燈的開啟關閉幾乎完全同步，從而使得路燈單桿控制達到實用化。這種控制器有近百種節(jié)電模式可供選擇，可以根據不同路段夜間行人和車流的情況靈活設置，在行人和車流稀少時有選擇地降壓或關閉一些路燈，從而達到節(jié)電目的，具有非常明顯的經濟效益。這種控制器的待機功耗和成本都很低，易于為用戶所接受。除此之外，感應接口可以與按鈕、光電、紅外、聲音或移動檢測等外接輔助單元對接，以提供附加控制功能。
圖1是本實用新型的電原理框圖；
圖2是電原理圖；圖3、圖4分別是本實用新型的兩種連接方式圖；圖5是本實用新型的程序流程圖。
具體實施方式
從圖1、2中可以看出，本實用新型由降壓整流電路1、單片機U1、可控硅觸發(fā)電路2、編碼電路3、過零采樣電路4、感應接口5組成，單片機U1采用PIC16C505芯片。
在降壓整流電路1中，主回路的交流輸入經電阻R2和電容C1降壓，再經由二極管D1，D2，D3，D4組成的整流橋整流后，通過穩(wěn)壓管W1的穩(wěn)壓和電容C2、C3的濾波為單片機U1供電，它的輸出端接單片機的電源輸入端口VDD，即芯片的1腳。
可控硅觸發(fā)電路2由可控硅Q1、電阻R3、R4組成，電阻R3、R4的一端分別接單片機U1的兩個I/O口BR4、BR5，即芯片的2、3腳，另一端連接后接可控硅Q1的觸發(fā)極，可控硅Q1的陰極和陽極串接在路燈的供電回路中。
編碼電路3由兩個撥碼開關S1、S2共接組成。它們的8-4-2-1編碼輸出端分別接單片機U1的I/O口RC4～RC0、RB2～RB0，即芯片的6、7、8、9、10、11、12、13腳，用于選擇不同的節(jié)電模式。
過零采樣電路4由電阻R1接在單片機U1的I/O口RB3上，即芯片的4腳，R1的另一端和交流電源的輸入端連接。
感應接口5的輸出端接單片機U1的I/O口RC5，即芯片的5腳。感應接口5的作用是與按鈕或光電、紅外、聲音和移動檢測等外接輔助單元相接以適應多種應用場合。
圖3、4顯示了本實用新型在實際應用時的兩種接法。圖3表示在雙頭路燈中的應用，即每一燈桿帶兩個燈，一般用于帶有輔路的城市主干道，一個燈用來照明主路，另一個用來照明輔路。本應用保留了原有路燈的控制箱，只是將節(jié)電控制器(圖中A1、A2、A3......)串接在每一桿輔路燈的供電支路中?？刂葡涔╇姾?，主路燈和輔路燈同亮，在節(jié)電器的控制下，輔路燈會在經過若干小時(T1)后，根據事先選擇的程序處于降壓工作方式或徹底關斷，再經過若干小時(T2)后使其恢復正常供電直至控制箱主回路斷電；如果主回路因故障或人為因素沒有在天亮后切斷，該節(jié)能裝置也會根據感光單元提供的信號關閉所控照明燈。圖4表示在單頭路燈中的應用，即每一燈桿帶一個燈，一般用于非主干道或廣場等一般公共場所的照明。在節(jié)電器的控制下，被控路燈會在經過若干小時(T1)后，根據事先選擇的程序處于降壓工作方式或徹底關斷，再經過若干小時(T2)后使其恢復正常供電(T3)直至控制箱主回路斷電。上述的路燈開啟時間T1、降壓或關閉等待時間T2可以根據大江南北不同城市的地理位置，或不同街區(qū)夜間人流、車流的情況來選擇設置，從而得到不同的節(jié)電模式。模式是通過節(jié)電器上的兩位十進制編碼開關來選擇的，從00～99共有100種模式。
圖5是本實用新型的程序流程圖，其工作過程是這樣的節(jié)電控制器得電后單片機開始工作，首先對內部RAM區(qū)進行初始化，然后讀取撥碼開關的數值以確定節(jié)電模式，之后對I/O引腳進行初始化。此外，RAM中設有兩個標志，狀態(tài)標志和觸發(fā)標志，狀態(tài)標志用來識別當前工作狀態(tài)，共有3種狀態(tài)，即T1、T2、T3狀態(tài)。其中，T1狀態(tài)是天黑以后路燈所保持的開啟狀態(tài)，T2是路燈在半夜休眠的節(jié)電狀態(tài)，T3則是黎明前路燈的開啟狀態(tài)。除了狀態(tài)標志外，單片機內部RAM區(qū)還有一個觸發(fā)標志，單片機在正常的工作循環(huán)里，需根據狀態(tài)標志的不同對它置位或復位，以決定是否對可控硅觸發(fā)，因此單片機在進入主循環(huán)前須對這兩個標志處理，狀態(tài)標志置0，觸發(fā)標志置1。
進入主循環(huán)后，單片機首先根據第4腳的電平變換來檢測過零點，過零后，根據狀態(tài)標志決定下面要進行的操作，先是T1狀態(tài)，并開始計時，每個狀態(tài)開始都要計時一次，此稱相對計時法。T1狀態(tài)計時到后，狀態(tài)標志加1，可以保證程序在下一個循環(huán)進入T2狀態(tài)，依此類推。在T1狀態(tài)，可控硅需要觸發(fā)，所以觸發(fā)標志須置1，在T2狀態(tài)，可控硅不需要觸發(fā)，所以觸發(fā)標志須置0。在T3狀態(tài)，可控硅又需要觸發(fā)，所以觸發(fā)標志須置1。之后程序根據觸發(fā)標志是否為1決定是否對可控硅進行觸發(fā)，之后接著檢測第二個過零點，根據觸發(fā)標志是否為1來決定是否對可控硅進行觸發(fā)，然后返回程序主循環(huán)開始，繼續(xù)上面的流程循環(huán)。
權利要求1.一種戶外照明節(jié)電控制器，其特征在于它由單片機U1、降壓整流電路、可控硅Q1、可控硅觸發(fā)電路[2]、過零采樣電路[4]、編碼電路[3]組成，所述可控硅Q1的陰極和陽極串接在路燈D的供電回路中，其控制極接可控硅觸發(fā)電路的信號輸出端；所述可控硅觸發(fā)電路由單片機U1、限流電阻R3、R4組成，電阻R3、R4的一端分別接單片機U1的兩個信號輸出端口I/O口BR4、BR5，另一端并接后接可控硅Q1的觸發(fā)極；所述過零采樣電路[4]中的電阻R4一端接于交流電源，另一端連接單片機I/O口RB3；所述編碼電路采用撥碼開關，撥碼開關的數量為1～2個，撥碼開關S1、S2的4個輸出端分別接單片機U1的I/O口RC4～RC0、RB2～RBO。
2.根據權利要求1所述的戶外照明節(jié)電控制器，其特征在于所述降壓整流電路[1]由阻容降壓電路、整流電路、及穩(wěn)壓濾波電路組成，所述降壓電路中的電阻R2、電容C1串聯后接于交流電源與整流電路之間；所述整流電路由二極管D1、D2、D3、D4組成橋式整流電路；所述穩(wěn)壓濾波電路中的穩(wěn)壓管W1、濾波電容C2、C3并接在整流電路的輸出端。
3.根據權利要求2所述的戶外照明節(jié)電控制器，其特征在于它設有感應接口，感應接口的輸出端接單片機U1的I/O口RC5。
專利摘要一種戶外照明節(jié)電控制器，屬控制技術領域，用于提供能夠實現單桿靈活控制的路燈控制裝置。其技術方案是它由單片機、降壓整流電路、可控硅、可控硅觸發(fā)電路、過零采樣電路、編碼電路組成，所述可控硅串接在路燈供電回路中，可控硅觸發(fā)電路由單片機、限流電阻R3、R4組成，單片機的兩個信號輸出經電阻R3、R4接于可控硅觸發(fā)極；所述過零采樣電路中的電阻R4一端接交流電源，另一端接單片機的一個I/O口，撥碼開關的輸出端分別接單片機U1的I/O口。本實用新型可使路燈單桿靈活控制實用化，并可根據不同情況有選擇地降壓或關閉一些路燈，從而達到節(jié)電目的，它還具有待機功耗和成本都很低的優(yōu)點，極易推廣。
文檔編號H05B41/392GK2753094SQ200420091950
公開日2006年1月18日 申請日期2004年10月15日 優(yōu)先權日2004年10月15日
發(fā)明者王建榮 申請人:王建榮