專利名稱：Led照明節(jié)能控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用電照明調(diào)控控制系統(tǒng)，具體的說，涉及了一種可用于體育館、行政中心、多功能廳、會議室、教室等場所的LED照明節(jié)能控制器。
背景技術(shù)：
進(jìn)入二十一世紀(jì)以來，經(jīng)濟社會日新月異地發(fā)展著，電燈、電腦、空調(diào)等用電設(shè)備使我們的生活變得更加的方便、舒適。但是，隨著生活電器的不斷增加，對電力的消耗越來越大，在一定時期內(nèi)，對于能源的巨大需求難免會與各類能源浪費現(xiàn)象相伴而生。因此，避免電能浪費、節(jié)約用電是當(dāng)前必須解決的問題，據(jù)統(tǒng)計，我國的照明用電占整個電力用電的 15%左右，具有很大的節(jié)能空間。LED是冷光源，白光LED的光效和熒光燈的光效相近，但是使用壽命卻是熒光燈的十倍。在公共場合中，人們的節(jié)能意識往往是比較薄弱的，這導(dǎo)致了教室、會議室等公共場所的燈具在人少或無人時仍然全部開啟的浪費現(xiàn)象，不僅浪費了電能資源，同時因為燈具的長時間開啟而縮短了其的使用壽命，增加了設(shè)備管理的成本。為了解決以上存在的問題，人們一直在尋求一種理想的技術(shù)解決方案。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，從而提供一種設(shè)計科學(xué)、實用性強、便于維護(hù)、節(jié)能環(huán)保和美觀大方的LED照明節(jié)能控制器。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型所采用的技術(shù)方案是一種LED照明節(jié)能控制器， 它包括主單片機、電源模塊、由顯示和鍵盤電路組成的控制面板、光照度測量模塊、進(jìn)/出人數(shù)測量模塊和不少于一組LED燈組控制模塊；所述LED燈組控制模塊包括LED驅(qū)動器、不少于一路負(fù)載電路、雙向可控硅Si和抗諧波電路；其中，所述負(fù)載電路由負(fù)載電阻R與不少于一個LED燈串聯(lián)組成，所述抗諧波電路由抗諧波電阻Rl和抗諧波電容C串聯(lián)組成，所述抗諧波電路的兩端分別連接所述雙向可控硅Si的第一陽極和第二陽極，所述負(fù)載電路一端連接所述LED驅(qū)動器的一輸出端，所述負(fù)載電路另一端連接所述雙向可控硅Si的第一陽極，所述雙向可控硅Si的第二陽極連接所述LED驅(qū)動器的另一輸出端；所述光照度測量模塊安裝在第一組LED燈組控制模塊的光照區(qū)，所述主單片機連接所述光照度測量模塊以便采集室內(nèi)光照度信號；所述主單片機連接所述進(jìn)/出人數(shù)測量模塊以便采集室內(nèi)人數(shù)；所述主單片機連接所述可控硅Si的控制極，以便根據(jù)室內(nèi)光照度信號控制所述LED燈組控制模塊的通斷和調(diào)節(jié)所述LED燈組控制模塊的亮度，并根據(jù)室內(nèi)人數(shù)控制相應(yīng)組數(shù)的LED燈組控制模塊通斷?；谏鲜?，所述進(jìn)/出人數(shù)測量模塊包括一對配套應(yīng)用的紅外接收器和紅外發(fā)射器；所述紅外接收器包括有接收單片機和沿人體通道一側(cè)水平方向間隔設(shè)置的兩個紅外接收管，所述接收單片機分別連接兩個紅外接收管以便采集兩個不同的紅外接收信號；所述紅外發(fā)射器包括有發(fā)射單片機和沿人體通道另一側(cè)設(shè)置的紅外發(fā)射二極管，所述發(fā)射單片機連接所述紅外發(fā)射二極管以便控制紅外發(fā)射信號的發(fā)送。本實用新型相對現(xiàn)有技術(shù)具有實質(zhì)性特點和進(jìn)步，具體的說，本實用新型將室內(nèi)人數(shù)、光照度與LED燈組的運行聯(lián)系在一起，即根據(jù)室內(nèi)人數(shù)和光照度情況來決定LED燈組開啟的組數(shù)和LED釋放到室內(nèi)的光照度值，系統(tǒng)自動監(jiān)控操作，能準(zhǔn)確的統(tǒng)計出進(jìn)出室內(nèi)的人數(shù)和測量出室內(nèi)的光照度，使室內(nèi)的LED燈組發(fā)揮出其最大的效果，大大地提高了電能的有效利用率，減少了電能的損失；本實用新型可通過人性化設(shè)計的控制面板將工作狀態(tài)切換到人工控制狀態(tài)，而且整個控制過程在控制面板上清晰可見；本實用新型使用的 LED燈組，具有更長的使用壽命，用戶的平均節(jié)電率為30%-50%，且大大減少了燈具的維修和管理費用；本實用新型可使用的場所非常的廣泛，主要用于學(xué)校的體育館、行政中心、多功能廳、教室的照明節(jié)能控制，也可用于企業(yè)與事業(yè)單位的行政中心、會議室等室內(nèi)照明節(jié)能控制系統(tǒng)，其具有節(jié)能環(huán)保、明亮舒適、美觀大方、安全可靠、便于維護(hù)等優(yōu)點。

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)框圖。圖2是所述LED燈組控制模塊的電路示意圖。圖3是所述光照度測量電路的電路示意圖。圖4是所述紅外發(fā)射器和所述紅外接收器的安裝示意圖。圖5是本實用新型用于學(xué)校會議室的軟件設(shè)計流程圖。圖6是學(xué)校會議室內(nèi)LED燈組控制模塊的分組示意圖。
具體實施方式
下面通過具體實施方式
，對本實用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。如圖1所示，一種LED照明節(jié)能控制器，主單片機上連接有電源模塊、由顯示和鍵盤電路組成的控制面板、光照度測量模塊、進(jìn)/出人數(shù)測量模塊和LED燈組控制模塊，所述電源模塊為整個控制器提供了電源。如圖2所示，所述LED燈組控制模塊包括型號為AP22B320的LED驅(qū)動器、4路負(fù)載電路、雙向可控硅Si和抗諧波電路；其中，所述負(fù)載電路由負(fù)載電阻R與10個LED燈串聯(lián)組成，所述抗諧波電路由抗諧波電阻Rl和抗諧波電容C串聯(lián)組成，所述抗諧波電路的兩端分別連接所述雙向可控硅Si的第一陽極和第二陽極，所述負(fù)載電路一端連接所述LED驅(qū)動器的一輸出端，所述負(fù)載電路另一端連接所述雙向可控硅Si的第一陽極，所述雙向可控硅Si的第二陽極連接所述LED驅(qū)動器的另一輸出端，所述主單片機連接所述可控硅Si的控制極；主單片機接收進(jìn)/出室內(nèi)人數(shù)測量模塊輸出的人數(shù)測量信號和光照度測量模塊輸出的室內(nèi)光照度信號，經(jīng)過主單片機的處理，輸出調(diào)節(jié)脈沖，調(diào)節(jié)脈沖經(jīng)隔離、功率放大后接至可控硅Si的控制極，通過控制可控硅Si的導(dǎo)通角，來控制相應(yīng)組數(shù)的LED燈組控制模塊的通斷和調(diào)節(jié)所述LED燈組控制模塊的亮度；所述抗諧波電路用來吸收LED驅(qū)動器與可控硅Si產(chǎn)生的諧波干擾。如圖3所示，所述光照度測量模塊安裝在第一組燈具的光照區(qū)，當(dāng)光線照到光電二極管D上時，光電二極管產(chǎn)生的反向電流與照度成正比，反向電流流過100K電阻時會使運算放大器Al反向端電位下降，經(jīng)過兩級放大轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生可測量的電壓，經(jīng)過驗證可知，光照區(qū)照在光電二極管上的照度和轉(zhuǎn)換后的電壓呈現(xiàn)近似線性關(guān)系，當(dāng)光照度測量單元的照度值在100-500LX變化時，輸出與其呈線性關(guān)系的電壓在1V-5V，該輸出電壓作為光照度測量模塊輸出的室內(nèi)光照度信號，被送到主單片機的PCl端口，從而完成室內(nèi)光照度的測量。如圖4和圖6所示，所述進(jìn)/出人數(shù)測量模塊由一對配套應(yīng)用的紅外接收器和紅外發(fā)射器組成，所述紅外接收器包括有接收單片機1和兩個與所述接收單片機連接的紅外接收管2，兩個所述紅外接收管2在水平方向上按50—IOOmm的間距沿人體通道方向設(shè)置， 所述紅外發(fā)射器由發(fā)射單片機3和與所述發(fā)射單片機連接的紅外發(fā)射二極管4組成，所述發(fā)射單片機3控制所述紅外發(fā)射二極管4發(fā)射紅外線，所述紅外發(fā)射器與所述紅外接收器相對設(shè)置于人體通道的兩側(cè)，即門5的兩側(cè)，若會議室內(nèi)分前、后門5，則前、后門5均要設(shè)置所述進(jìn)/出人數(shù)測量模塊；兩個所述紅外接收管2接收來自所述紅外發(fā)射二極管4發(fā)射的紅外線，當(dāng)人從不同的方向沿著兩個所述紅外接收管2前通過時，由于人體對紅外線的阻擋，兩個所述紅外接收管2輸出不同的信號，利用所述接收單片機1對兩個所述紅外接收管2輸出信號的處理，得到分別表示人員進(jìn)、出室內(nèi)的數(shù)字信號，送到主單片機的計數(shù)器0和計數(shù)器1，主單片機通過計算進(jìn)、出人數(shù)的差值，即可得到室內(nèi)具體的人數(shù)。 如圖5和圖6所示，根據(jù)會議室內(nèi)總面積確定LED燈具分組數(shù)，以會議室內(nèi)5組LED 燈為例，每組LED燈對應(yīng)面積為50m2，內(nèi)安置30個座位，所述LED燈采用的是IW白光LED， 當(dāng)發(fā)光效率為601m/W時，一只LED的光通量Φ為601m，若LED燈利用系數(shù)U取0. 82，維護(hù)系數(shù)K取0. 86，設(shè)計要求室內(nèi)光照度E的標(biāo)準(zhǔn)值是3001x，每一組燈選用的LED數(shù)是N，則由關(guān)系式E= ΦNUK/A可得每一組燈選用的LED數(shù)N= (EA) / (ΦUK)，即每組LED燈選用的LED 數(shù)N取360，將360只LED分裝成9只燈，每只燈上安裝40個LED，40個LED分成4條串聯(lián)支路，每只燈選用一個AP22B320 LED驅(qū)動器作為電源，構(gòu)成一個所述LED燈組控制模塊。由光照度測量模塊測量室內(nèi)的光照度，主單片機讀取光照度測量模塊輸出的室內(nèi)光照度信號并將其與標(biāo)準(zhǔn)光照度值相比，若室內(nèi)照度值X > 300 Ix時，所有LED燈均不開； 若室內(nèi)照度X < 300 Ix時，則根據(jù)室內(nèi)人數(shù)來確定開啟LED燈的組數(shù)。主單片機通過所述進(jìn)/出人數(shù)測量模塊測量得出室內(nèi)的具體人數(shù)，當(dāng)室內(nèi)無人時，所有LED燈均不開；當(dāng)室內(nèi)人數(shù)在1 30時，只開啟一組LED燈；當(dāng)室內(nèi)人數(shù)在31 60人時，開兩組LED燈；依次類推，當(dāng)室內(nèi)人數(shù)在120人以上時，打開全部的5組LED燈。當(dāng)室內(nèi)有人且相應(yīng)組數(shù)的LED 燈開啟時，室內(nèi)光照度值仍然小于3001x，則主單片機向相應(yīng)LED燈組控制模塊的可控硅Si 的控制極發(fā)出控制信號，調(diào)節(jié)相應(yīng)LED燈組控制模塊的亮度，由LED釋放到室內(nèi)的平均照度值為E =300 - X0當(dāng)室內(nèi)人數(shù)不斷減少時，主單片機向所述可控硅Si的控制極發(fā)出關(guān)斷信號，依次關(guān)閉5組、4組、3組、2組的LED燈，依此類推，當(dāng)室內(nèi)無人時，自動關(guān)閉所有的 LED燈。根據(jù)室內(nèi)光照度和人數(shù)的具體情況對室內(nèi)LED燈進(jìn)行分組與無級照明的多功能調(diào)光控制，真正實現(xiàn)了 “按需亮燈”的控制功能，使室內(nèi)的LED燈發(fā)揮出了其最大的效果，大大地提高了電能的有效利用率，減少了電能的損失。本實用新型不僅可自動、準(zhǔn)確地運行，還可通過控制面板，進(jìn)行操作切換，將自動控制狀態(tài)切換到人工操作狀態(tài)，能清晰的讀取到控制過程中室內(nèi)的光照度值、室內(nèi)的具體人數(shù)等；可通過控制面板設(shè)定室內(nèi)的光照度標(biāo)準(zhǔn)值、分組人數(shù)等軟件判斷條件，經(jīng)過簡單的軟件控制程序和硬件電路變換，即可將其應(yīng)用到不同的場合，操作簡單方便；本實用新型不
5但可用于LED燈的照明節(jié)能調(diào)光控制，還適用于可通過使用高頻脈寬調(diào)制來改變亮度的白熾燈、節(jié)能燈等燈具。 最后應(yīng)當(dāng)說明的是以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案而非對其限制；盡管參照較佳實施例對本實用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解依然可以對本實用新型的具體實施方式
進(jìn)行修改或者對部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而不脫離本實用新型技術(shù)方案的精神，其均應(yīng)涵蓋在本實用新型請求保護(hù)的技術(shù)方案范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求1.一種LED照明節(jié)能控制器，包括主單片機、電源模塊和由顯示和鍵盤電路組成的控制面板，其特征在于它還包括光照度測量模塊、進(jìn)/出人數(shù)測量模塊和不少于一組LED燈組控制模塊；所述LED燈組控制模塊包括LED驅(qū)動器、不少于一路負(fù)載電路、雙向可控硅Si 和抗諧波電路；其中，所述負(fù)載電路由負(fù)載電阻R與不少于一個LED燈串聯(lián)組成，所述抗諧波電路由抗諧波電阻Rl和抗諧波電容C串聯(lián)組成，所述抗諧波電路的兩端分別連接所述雙向可控硅Si的第一陽極和第二陽極，所述負(fù)載電路一端連接所述LED驅(qū)動器的一輸出端， 所述負(fù)載電路另一端連接所述雙向可控硅Si的第一陽極，所述雙向可控硅Si的第二陽極連接所述LED驅(qū)動器的另一輸出端；所述光照度測量模塊安裝在第一組LED燈組控制模塊的光照區(qū)，所述主單片機連接所述光照度測量模塊以便采集室內(nèi)光照度信號；所述主單片機連接所述進(jìn)/出人數(shù)測量模塊以便采集室內(nèi)人數(shù)；所述主單片機連接所述可控硅Si的控制極，以便根據(jù)室內(nèi)光照度信號控制所述LED燈組控制模塊的通斷和調(diào)節(jié)所述LED燈組控制模塊的亮度，并根據(jù)室內(nèi)人數(shù)控制相應(yīng)組數(shù)的LED燈組控制模塊通斷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED照明節(jié)能控制器，其特征在于所述進(jìn)/出人數(shù)測量模塊包括一對配套應(yīng)用的紅外接收器和紅外發(fā)射器；所述紅外接收器包括有接收單片機和沿人體通道一側(cè)水平方向間隔設(shè)置的兩個紅外接收管，所述接收單片機分別連接兩個紅外接收管以便采集兩個不同的紅外接收信號；所述紅外發(fā)射器包括有發(fā)射單片機和沿人體通道另一側(cè)設(shè)置的紅外發(fā)射二極管，所述發(fā)射單片機連接所述紅外發(fā)射二極管以便控制紅外發(fā)射信號的發(fā)送。
專利摘要本實用新型提供一種LED照明節(jié)能控制器，包括主單片機、電源模塊、由顯示和鍵盤電路組成的控制面板、光照度測量模塊、進(jìn)/出人數(shù)測量模塊和不少于一組LED燈組控制模塊；所述LED燈組控制模塊包括LED驅(qū)動器、不少于一路負(fù)載電路、雙向可控硅Si和抗諧波電路；所述光照度測量模塊與所述主單片機連接，并安裝在第一組LED燈組控制模塊的光照區(qū)；所述進(jìn)/出人數(shù)測量模塊包括一對配套應(yīng)用的紅外接收器和紅外發(fā)射器。本實用新型能根據(jù)室內(nèi)光照度和人數(shù)的具體情況對室內(nèi)LED燈具進(jìn)行分組與無級照明的多功能調(diào)光控制,真正實現(xiàn)了“按需亮燈”的控制功能，其具有節(jié)能環(huán)保、明亮舒適、美觀大方、安全可靠、便于維護(hù)等優(yōu)點。
文檔編號H05B37/02GK202310195SQ20112037992
公開日2012年7月4日 申請日期2011年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月9日
發(fā)明者李應(yīng)生 申請人:黃淮學(xué)院