专利名称：一种照度自感应型照明节电器的制作方法
技术领域：
本发明涉及节电技术领域，具体地说是一种照度自感应型照明节电器。
背景技术：
照度检测模块电路设计照度是反映光照度强度的一种单位，其物理意义是照射 到单位面积上的光通量，其数学表达式为E =(①/A，①是光通量，A是面积)，照度的单位 是每平方米的流明数(Lm)，也叫勒克斯(Lux)。通常，房间的照度是由两部分决定，自然光 照和人工光照。下图为照度随时间变化的控制曲线，Es是照度设定值，按照国际标准，办公 室的最佳光照度为400LUX(不是越高越好)，E1是自然光照度变化曲线，打阴影的是人工光 调节的变化曲线。当自然光不足以维持正常的照度时，则辅以人工光照。随着自然光逐渐 变弱，人工光照逐渐增加以维持照明的需求；反之，则人工光照变暗，这样可以适当地节省 人工光照的能量。智能照明控制器通过智能传感器感应室内光线，自动调节光照度，以保持 环境照度达到最合适的水平，既创造了最佳的工作环境，又达到节能的效果。
发明内容
本发明的目地是通过环境的照度变化运用自适应调光技术来智能化调节照明节 电器的输出功率，并实现基于CAN总线的远程智能监控和调制 为实现上述目的，设计一种照度自感应型照明节电器，包括CAN总线接口电路由 CAN总线收发器输出端连接CAN总线控制器的输入端，CAN总线控制四输出端连接微处理 器输入端，在微处理器另一输入接口上设有微处理外围电路，在微处理器另一输入接口上 设有数据采集模块，在微处理器输出接口端上设有执行器模块，其特征在于数据采集模块 由照度检测模块和红外探测器模块组成，计算出输出频率值，执行器模块由开关控制电路 和调光控制电路组成，实现输入与输出之间的电器隔离，所述的照度检测模块电路U^由 TSL230B模块构成，其中S。S工为灵敏度控制端，S2S3为满量程选择端，OE端和GND端连接接 地，VCC端上接有电源，OUT频率信号输出端上接有电阻R16 —端，电阻R16另一端接地；所述 的开关控制电路模块三极管Q2发射接地，基极上接有电阻&6，集电极上接电阻R25 —端，电 阻R25另一端接电源，在集电极和发射极之间并接一个二极管口 6和交流固态继电器的可控 开关&，可控开关&的一端接有灯泡，灯泡的另一端连接调光控制电路的输入端，可控开关 &另一端连接交流电220伏电源。 照度检测模块输出频率值S。端为电平，S工端为低电平，输出频率为原频输出，S2和 S3端为低电平，输出频率为转换频率输出，TSL230B满量程输出频率为1/4量程时最稳定， 输入、输出电平与TTL电平兼容，OUT频率信号输出端进入微处理器程序处理后计算出输出 频率值。 照度检测模块实现高分辨率的光照度/频率转换器件的转换频率误差为±5%， 感光波长为300-700nm，使用温度范围5-70。C 。 照度检测模块所示的频率至能量关系曲线，在不同的距离，所示的光线强度成斜率线性变化。
照度检测模块的照度计算公式如下 [酬liW+錢+，
「001 o， ￡ +22^ "瑪.+8￡4H +1腦豕) 开关控制电路的工作原理为控制对象为一盏灯，C0N为控制端，与处理器AT89C52 的P3.5 口相连，当C0N为"1〃时，三极管(^导通，输出低电平，继电器处于阻断状态，灯D^ 不亮。当CON为"0"时，三极管Q工截止，输出为高电平，继电器处于导通状态，灯Dsp点亮。
本发明与现有技术相比，能够根据照度的变化，自动的调节节电器的功率，比传统 节电器能多节省13X以上的电量，配置了CAN总线远程调控技术，能很好的和电脑、GPRS衔 接，从而实现对节电器多种方式的远程监控。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。 图1为本发明的照度检测模块电路图。 图2为本发明的输出频率一能量关系图。 图3为本发明的控制器设计电路图。 图4为本发明的CAN总线远程智能监控图。 指定图1为摘要附图
具体实施例方式
我们新推出的节电器YS01-B配置了智能传感器TSL230B，该传感器采用先进的 LinCMOS工艺，能测量周围环境的光线强度，主要由多晶光电二极管和单片CMOS电流频率 集成转换器构成。采用该器件不需外接元件即可完成高分辨率的光照度/频率转换(器件 的转换频率误差为±5%。其感光波长为300-700nm，使用温度范围5-70°C )，可将一定光 谱的光转换成电流，再由电流/频率转换器转换成相应的脉冲频率。输出方波或者三角波 的频率完全由光照幅度决定，分辨率高，与微处理器相连时几乎无外围连接。参见图1、图 2， SO， Sl为灵敏度控制端，改变灵敏度实际上就是改变二极管上方的感光面积；S2， S3为满 量程选择端。为了计算方便设计中选S0(P1.7)为高电平，S1(P1.4)为低电平，这样输出频 率以原频输出，选S2(P1.6)和S3(P1.5)都为低电平，输出频率为转换频率输出。TSL230B 满量程输出频率为1/4量程时最稳定，输入、输出电平与TTL电平兼容。OUT为频率信号输 出端，进入单片机的捕获输入，程序中选择上升沿捕获有效，通过计算两次捕获时间内计数 器的数值差，便可以计算出输出频率值，根据图所示的频率一能量关系曲线图对照.从而 得到光线强度(单位P W/cm2)。 照度计算先在小区域内选定一些计算点，计算点的配置按加权平均方式进行。对 一般正方形的小区来说，按精度要求9点法。公式、计算点的布置、权重如下 — 1 & S煤+41￡維+螞>式中，￡ —
Ei——隅点的照度 Em——中心点的照度 EE——重心点的照度
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小区测点的布置和权重
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若整个房间工作面分为mxn个小区，室内测点的布置如上图<formula>formula see original document page 5</formula>
区域的平均照度，lux ;E
一隅点的照度，IUX ;Ej——边点的照度， 重心点的照度，IUX ;Ejm——边中心点的照度，IUX; 》——
IUX ;Ek——内点的照度，IUX ;E
Eta——内中心点的照度，lux。 在进行室内照度计算时，将工作面按照平均照度的逐点计算方法分为mxn个小 区，采用基于光通传递函数的照度计算方法对各个隅点、边点、内点、重心点、中心点等进行 点照度计算，然后以其为基础，采用平均照度的逐点计算方法进行平均照度计算。
参见图3，开关控制电路设计模块选用了交流固态继电器JGC-4F作为可控开关，交流固态继电器(SSR)是一种无触点电子开关，四端有源器件，其中二个端子为输入控制 端，另外二个端子为受控端，为实现输入与输出之间的电气隔离，器件采用了耐高压的专用 光电祸合器。当施加输入信号后，其输出回路呈现导通状态，无信号时呈现阻断状态。由 于固态继电器是由固态元件组成的无触点开关元件，所以它较电磁继电器有工作可靠，寿 命长，对外界干扰小，能与逻辑电路兼容，抗干扰能力强，开关速度快，使用方便等一系列优 点，有很广的应用领域。JGC-4F采用表面贴装加工工艺，内置散热片，体积小，能够承受高的 浪涌电流冲击，在电压过零点进行开关动作，有效抑制产生的浪涌电流，增加了控制模块的 可靠性，减小了对整个模块的影响控制器设计电路如图3所示，控制对象为一盏灯，C0N为 控制端，与处理器AT89C52的P3.5 口相连，当C0N为"1〃时，三极管Q工导通，输出低电平， 继电器处于阻断状态，灯DSl不亮。当C0N为"0 "时，三极管截止，输出为高电平，继电器 处于导通状态，灯Ds"点亮。 系统的控制器核心部分的硬件设计，主要包括数据采集模块电路设计，执行器模 块电路设计，和CAN总线接口电路设计。整个硬件系统原理框架如图4所示美国ATMEL公 司生产低电压，高性能低功耗、采用C0MS工艺制造的8位单片机AT89C52作为核心控制芯 片，AT89C52内含8k bytes的可反复擦写Flash只读程序存储器和256bytes的随机存取 数据存储器(RAM)，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，与标准MCS-51 单片机指令系统及8052产品引脚兼容，片内置通用8位中央处理器(CPU)和FLASH存储单 元，功能强大AT89C52单片机最高支持时钟频率24MHz，速度上可以配合CAN总线最高速率 1Mbp。
权利要求
一种照度自感应型照明节电器，包括CAN总线接口电路由CAN总线收发器输出端连接CAN总线控制器的输入端，CAN总线控制四输出端连接微处理器输入端，在微处理器另一输入接口上设有微处理外围电路，在微处理器另一输入接口上设有数据采集模块，在微处理器输出接口端上设有执行器模块，其特征在于数据采集模块由照度检测模块和红外探测器模块组成，计算出输出频率值，执行器模块由开关控制电路和调光控制电路组成，实现输入与输出之间的电器隔离，所述的照度检测模块电路U12由TSL230B模块构成，其中S0S1为灵敏度控制端，S2S3为满量程选择端，OE端和GND端连接接地，VCC端上接有电源，OUT频率信号输出端上接有电阻R16一端，电阻R16另一端接地；所述的开关控制电路模块三极管Q2发射接地，基极上接有电阻R26，集电极上接电阻R25一端，电阻R25另一端接电源，在集电极和发射极之间并接一个二极管口6和交流固态继电器的可控开关K1，可控开关K1的一端接有灯泡，灯泡的另一端连接调光控制电路的输入端，可控开关K1另一端连接交流电220伏电源。
2. 根据权利要求1所述的一种照度自感应型照明节电器，其特征在于照度检测模块输 出频率值S。端为电平，S工端为低电平，输出频率为原频输出，S2和S3端为低电平，输出频率 为转换频率输出，TSL230B满量程输出频率为1/4量程时最稳定，输入、输出电平与TTL电 平兼容，OUT频率信号输出端进入微处理器程序处理后计算出输出频率值。
3. 根据权利要求1所述的一种照度自感应型照明节电器，其特征在于照度检测模块实 现高分辨率的光照度/频率转换器件的转换频率误差为±5% ，感光波长为300-700nm，使 用温度范围5-70°C。
4. 根据权利要求1所述的一种照度自感应型照明节电器，其特征在于照度检测模块所 示的频率至能量关系曲线，在不同的距离，所示的光线强度成斜率线性变化。
5. 根据权利要求1所述的一种照度自感应型照明节电器，其特征在于照度检测模块的 照度计算公式如下<formula>formula see original document page 2</formula>
6. 根据权利要求1所述的一种照度自感应型照明节电器，其特征在于开关控制电路的 工作原理为控制对象为一盏灯，CON为控制端，与处理器AT89C52的P3. 5 口相连，当CON为 "1"时，三极管Qi导通，输出低电平，继电器处于阻断状态，灯D^不亮。当C0N为"0"时， 三极管Qi截止，输出为高电平，继电器处于导通状态，灯Ds"点亮。
全文摘要
本发明涉及节电技术领域，具体地说是一种照度自感应型照明节电器，其特征在于数据采集模块由照度检测模块和红外探测器模块组成，计算出输出频率值，执行器模块由开关控制电路和调光控制电路组成，实现输入与输出之间的电器隔离，所述的照度检测模块电路U12由TSL230B模块构成，其中S0S1为灵敏度控制端，S2S3为满量程选择端，OE端和GND端连接接地，VCC端上接有电源，OUT频率信号输出端上接有电阻R16一端，电阻R16另一端接地。本发明与现有技术相比，能够根据照度的变化，自动的调节节电器的功率，比传统节电器能多节省13％以上的电量，配置了CAN总线远程调控技术，能很好的和电脑、GPRS衔接，从而实现对节电器多种方式的远程监控。
文档编号H03K17/945GK101742781SQ20101002317
公开日2010年6月16日 申请日期2010年1月22日 优先权日2010年1月22日
发明者吴迪, 周博, 楚舒宇, 水名岳, 王帅 申请人:上海恩济节能科技有限公司