一种LED灯节能控制系统的制作方法

文档序号:14685678发布日期:2018-06-14 20:34

本发明涉及LED照明技术领域,特别是涉及一种LED灯节能控制系统。



背景技术:

当前巨量的能源消耗和由此引起的能源短缺、价格上涨等已使得节约能源成为一项十分迫切的任务。各国消耗的能源中很大一部分用于照明。目前国内大部分照明管理系统直至现在仍在沿用简单的光控、钟控等传统控制方式。这些系统普遍存在着难以反馈灯的运行状态信息、难以进行远程控制等局限,基本没有节电效果,并且采用传统的人工操作,不仅使管理部门的任务繁重,也增加了运行维护的费用。

LED照明又称固态照明,作为继白炽灯、荧光灯后的第三代照明技术,具有节能、环保、安全可靠的特点,固态光源是被业界看好的未来替换传统照明器具极具潜力的新型光源,代表照明技术的未来。发展新固态照明,不仅是照明领域的革命,而且符合当前政府提出的“建设资源节约型和环境友好型社会”的要求。然而,在实际的应用中,发现LED灯在周边亮度大时依然以同一功率发光,存在电能浪费。所以发展LED灯节能技术就显得尤为重要了。

LED灯具有体积小、耗电低、寿命长、无毒环保等诸多优点。LED灯的亮度由通过LED灯的电流大小决定,要改变通过LED灯两段的电流大小,可以采用PWM调光技术,PWM方法的基本思想就是利用单片机具有的PWM端口,在不改变PWM方波周期的前提下,通过软件的方法调整单片机的PWM控制寄存器来调整PWM的占空比,从而控制电流大小。

通过PWM调光技术,可以改变LED灯的亮度,从而节省能源。但是现有的调光技术改变LED灯亮度还不是太完善,没有完全考虑多种因素的影响。LED灯的亮度变化受外界因素的影响太剧烈,变化迅速,没有考虑到剧烈变化的亮度变化对人眼的伤害;还有就是LED灯亮度变化受环境影响较大,没有限制LED灯亮度变化的范围,造成LED灯使用寿命大大减小和不必要的能源浪费。



技术实现要素:

针对现有技术存在的缺陷,本发明的目的是提供一种LED灯节能控制系统,使LED灯能随环境亮度的变化改变光度,并以人的需求为中心,达到节能效果。

为解决上述问题,本发明采用如下技术方案:

一种LED灯节能控制系统,包括电源模块、LED驱动模块、环境传感模块、控制模块和LED灯,所述电源模块给整个控制系统供电,所述环境传感模块与控制模块连接,所述控制模块输出端与LED驱动模块相连接,所述LED驱动模块与LED灯连接;所述LED驱动模块由控制模块输出的控制信号来驱动LED灯,所述环境传感模块其核心部件为光敏电阻,采集LED灯周边环境亮度信号输送到控制模块,所述控制模块包括微处理器和采样电路,将环境传感模块输送的信号处理后输出控制信号。

所述控制模块的微处理器采用STC15F2K60S2。

所述环境传感模块采用光敏控制器PS-001,根据光照强度自动调节电压及脉宽调制信号(PWM)。

所述控制模块输入输出信号采用滤波方式处理信号,使采集和输出的信号更加稳定,调节LED灯亮度缓慢变化而不是骤变,延长LED灯使用寿命;采用延时控制,避免因周围环境变化太快导致LED灯亮度的不断变化,适应于人眼的调节能力,满足人性化的需求。

所述环境传感模块即光敏控制器PS-001可设置光强输出模式,包括“光强下限”、“光强上限”、“校正系数”、“输出间隔时间”四种参数来限制和调节LED灯亮度变化,降低外界干扰的影响。更加节省能源,延长LED灯使用寿命。

本发明与现有技术相比较,具有如下突出的实质性特点和显著优点:

1、本发明控制系统采用STC15F2K60S2单片机,使整个系统抗干扰能力大大增强,且电压低,功耗少,处理信号速度快。

2、本发明控制系统中软件设计采用了滤波形式来处理得到的输入输出信号,缓解了信号的振荡,消除了无用的信号,使采集和输出的信号更加稳定,达到LED灯亮度缓慢变化而不是骤变的目的,延长LED灯使用寿命。

3、本发明控制系统中软件设计采用了延时控制模式,使LED驱动模块调节灯的亮度变化适应于人眼的调节能力,满足人性化的需求。

4、本发明控制系统采用光敏控制器PS-001,可在软件设计中设置光强输出模式,包括“光强下限”、“光强上限”、“校正系数”、“输出间隔时间”四种参数来限制和调节LED灯亮度变化,降低外界干扰的影响。

附图说明

图1为本发明的LED灯节能控制系统的总体框图。

图2为本发明的LED灯节能控制系统的设计原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明:

如图1和图2所示,一种LED灯节能控制系统,包括电源模块、LED驱动模块、环境传感模块、控制模块和LED灯,所述电源模块给整个控制系统供电,所述环境传感模块与控制模块连接,所述控制模块输出端与LED驱动模块相连接,所述LED驱动模块与LED灯连接;所述LED驱动模块由控制模块输出的控制信号来驱动LED灯,所述环境传感模块其核心部件为光敏电阻,采集LED灯周边环境亮度信号输送到控制模块,所述控制模块包括微处理器和采样电路,将环境传感模块输送的信号处理后输出控制信号。

所述控制模块的微处理器采用STC15F2K60S2。

所述环境传感模块采用光敏控制器PS-001,根据光照强度自动调节电压及脉宽调制信号。

所述控制模块输入输出信号采用滤波方式处理信号,使采集和输出的信号更加稳定,调节LED灯亮度缓慢变化而不是骤变,延长LED灯使用寿命;采用延时控制,避免因周围环境变化太快导致LED灯亮度的不断变化,适应于人眼的调节能力,满足人性化的需求。

本发明的工作过程如下:

整个控制系统通电后,控制系统中的主程序首先对单片机内部和外部的资源进行初始化,然后依次调用各个功能模块。A/D采样程序由主程序循环调用,将光敏控制器采集到的模拟信号转变成数字信号,经数字滤波后送到数据缓冲区数据可供其它程序调用。当系统控制器接收到命令后,内部控制寄存器置位,启动可编程计数器阵列(PCA)/PWM工作,输出可调的PWM,实现调光的功能。通过程序设置延时函数,将控制模块输出的控制信息延迟,使LED驱动模块延时动作,避免因LED灯周围环境亮度剧烈变化而引起控制系统的频繁动作,造成LED灯一闪一闪。通过软件设置光敏控制器PS-001“光强下限”、“光强上限”、“校正系数”、“输出间隔时间”四种参数和光照强度的上下限与输出控制信号幅度(电压或占空比)的上下限对应关系,本例中设置为负相关,来保证LED灯稳定、安全、高效的工作。

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