一种灯光节能控制系统的制作方法

本发明涉及灯具节能控制技术领域，尤其涉及一种灯光节能控制系统。

背景技术：

当前，公共场所的照明模式比较单一，如教室、图书馆、医院等通常存在这样的现象，每个公共区域少则有几个日光灯，多则有几十个日光灯，整个场地日光灯由一组或多组开关人为控制，有时控制场地内只有两三个人，有时甚至没有人，却开着十几个日光灯，或者场地光线足够强却依然灯火通明，造成了能源的极大浪费。众所周知，在经济飞速发展的今天，资源、能源问题日益突出，节约能源已经成为当务之急，因此，公共场所照明用电浪费的问题急待解决。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种灯光节能控制系统，解决上述技术问题，根据场地内人员位置和光线的强弱来控制开灯的个数，解决公共场所照明用电浪费的问题，节约能源，提高日光灯使用寿命。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种灯光节能控制系统，包括n个区域端和一个总控端，所述区域端包括光强检测单元、红外感应单元、驱动单元和照明灯，所述总控端包括控制单元、复位单元和时钟单元，n为正整数，

所述光强检测单元与控制单元电连接，用于检测感应区域的光照强度发送至控制单元；

所述红外感应单元与控制单元电连接，用于探测感应区域的座位使用情况发送至控制单元；

所述复位单元与控制单元电连接，用于为控制单元提供复位管理；

所述时钟单元与控制单元电连接，用于为控制单元提供时钟管理；

所述控制单元与驱动单元电连接，用于根据光强检测单元和红外感应单元的检测结果控制驱动单元动作；

所述驱动单元与照明灯电连接，用于点亮或熄灭照明灯，所述驱动单元包括继电器、变压器、整流桥、二极管、发光二极管、第一电容、第二电容、第一电阻、第二电阻、555定时器和负载控制模块，其中，继电器线圈连接控制单元，外部交流电源的火线经继电器触点后连接二极管的阳极，变压器初级线圈一端连接二极管的阳极，另一端连接负载控制模块的从动负载串联端，负载控制模块的主动负载串联端和二极管的阴极外接照明灯，负载控制模块的电源负端连接外部交流电源的零线，变压器的次级线圈连接整流桥输入端，整流桥输出正端连接555定时器的电源端和复位端，555定时器的触发端经第一电阻连接整流桥输出负端，555定时器的接地端连接整流桥输出负端，555定时器的控制端经第二电容连接整流桥输出负端，555定时器的输出端一路经继电器线圈连接整流桥输出负端，另一路依次经第二电阻和发光二极管后连接整流桥输出负端，555定时器的控制端和重置锁定端短接，第一电容设置于555定时器的重置锁定端和电源端之间，继电器的常开触点并联于二极管的两端。

特别地，所述驱动单元还包括第三电容，所述第三电容设置于整流桥输出正端和负端之间。

特别地，所述555定时器采用ne555芯片。

特别地，所述控制单元采用p1010处理器。

特别地，所述复位单元采用imp809芯片。

特别地，所述时钟单元采用ds1302芯片。

特别地，所述光强检测单元包括第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、可调电阻、光敏电阻、第一三极管和第二三极管，外部电源正端依次经光敏电阻、第三电阻和可调电阻固定端接地，第三电阻和可调电阻的公共端连接可调电阻滑动端，光敏电阻和第三电阻的公共端连接第一三极管的基极，第一三极管的集电极经第四电阻连接外部电源正端，第一三极管的发射极和第二三极管的发射极均经第六电阻接地，第二三极管的集电极一路连接外部电源正端，另一路经第五电阻连接外部电源正端，第二三极管的基极一路经第七电阻连接外部电源正端，另一路经第八电阻接地。

特别地，所述红外感应单元包括红外传感器。

本发明提出了一种灯光节能控制系统，与现有技术相比的有益效果为：根据场地内人员位置分区域控制照明灯，只点亮有人的、光线不充足区域的照明灯，在感应区域光线充足或无人时，熄灭照明灯，从而有效避免照明用电浪费的问题，节约能源，提高日光灯使用寿命。同时，所述灯光节能控制系统还具有结构简单、成本低廉的优点。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明实施例1提供的教室布局图。

图2为本发明实施例1提供的灯光节能控制系统框图。

图3为本发明实施例1提供的光强检测单元电路原理图。

图4为本发明实施例1提供的驱动单元电路原理图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

本实施例以一个设有8排4列，共64个座位的教室为例，提供一种灯光节能控制系统，为该教室提供照明。

如图1所示，图1为本发明实施例1提供的教室布局图，将整个教室分为a、b、c、d、e、f、g、h、i、j、k、l、m、o、p、q十六个区域，每个区域对应设有4个座位。如图2所示，图2为本发明实施例1提供的灯光节能控制系统电路原理图。本实施例所述灯光节能控制系统包括一个总控端和16个区域端。区域端设置于对应区域的天花板上，每个区域端包括一个光强检测单元、一个红外感应单元、一个驱动单元和一组照明灯，所述总控端包括控制单元、复位单元和时钟单元。

如图3所示，图3为本发明实施例1提供的光强检测单元电路原理图。所述光强检测单元与控制单元电连接，对教室各区域的光线强弱进行检测，并把检测结果发送至控制单元，具体包括第三电阻r3、第四电阻r4、第五电阻r5、第六电阻r6、第七电阻r7、第八电阻r8、可调电阻rp、光敏电阻rl、第一三极管t1和第二三极管t2，外部电源正端依次经光敏电阻rl、第三电阻r3和可调电阻rp固定端接地，第三电阻r3和可调电阻rp的公共端连接可调电阻rp滑动端，光敏电阻rl和第三电阻r3的公共端连接第一三极管t1的基极，第一三极管t1的集电极经第四电阻r4连接外部电源正端，第一三极管t1的发射极和第二三极管t2的发射极均经第六电阻r6接地，第二三极管t2的集电极一路连接外部电源正端，另一路经第五电阻r5连接外部电源正端，第二三极管t2的基极一路经第七电阻r7连接外部电源正端，另一路经第八电阻r8接地。其中，光敏电阻rl是采用dds多晶材料制成的可见光光敏电阻器，它与第三电阻r3、可调电阻rp组成一个分压器并与第一三极管t1、第二三极管t2、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4、第五电阻r5、第六电阻r6组成光控式差动放大电路，当光照强度较强时，光敏电阻rl的电阻值只有几千欧姆，调节可调电阻rp是第一三极管t1导通，由于共射极电阻器r4的耦合，是第二三极管t2截止。当光照强度变暗时，光敏电阻rl的电阻值有效变大至几十千欧甚至更大，则第一三极管t1截止，第二三极管t2导通。如此，将第一三极管t1和第二三极管t2接入控制单元，则控制单元可以通过判断第一三极管t1和第二三极管t2的导通情况来判断教室的光照强度，进而判断是否需要开灯。教室各区域光照强度不同，可以通过调节可调电阻rp的阻值大小控制第二三极管t2导通时的光强大小。

所述红外感应单元与控制单元电连接，探测教室内各区域的座位使用情况发送至控制单元，具体包括在a、b、c、d、e、f、g、h、i、j、k、l、m、o、p、q十六个区域内每个区域的天花板上各设置一个红外传感器，来判断该区域内的座位是否有人。所述红外传感器安装在竖直长杆的顶端，长杆从天花板垂直延伸下来，通过调节长杆的长度可以对红外传感器距地距离进行调节，进而调节红外传感器的探测范围和探测灵敏度，保证红外传感器只检测对应感应区域，而不对相邻区域进行检测。

所述复位单元与控制单元电连接，当控制单元在使用过程中受环境影响出现程序跑飞、死机等情况时，复位单元将控制单元寄存器及内部存储设备恢复预设值，将控制单元程序从头开始执行。本实施例优选的实施方式为所述复位单元采用imp809芯片。

所述时钟单元与控制单元电连接，为控制单元提供对应的时钟，包括100mhz、33mhz、16.384mhz、156.25mhz等频点。本实施例的优选实施方式为所述时钟单元采用ds1302芯片。

所述控制单元与驱动单元电连接，根据光强检测单元和红外感应单元的检测结果控制驱动单元动作。当区域内的光强检测单元检测光线较暗，并且红外感应单元检测对应感应区域有人活动时，控制单元控制驱动单元动作。本实施例的优选实施方式为所述控制单元采用p1010处理器，p1010处理器为常用芯片，采用通用的编程语言，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可实现上述控制过程。

所述驱动单元与照明灯电连接，根据控制单元的控制点亮或熄灭照明灯。所述驱动单元包括第一继电器k1、变压器t、整流桥u、二极管d、发光二极管vd、第一电容c1、第二电容c2、第一电阻r1、第二电阻r2、第二继电器k2、555定时器和负载控制模块lce，其中，第一继电器k1的线圈连接控制单元输出端，外部交流电源的火线经第一继电器k的常开触点后连接二极管d的阳极，变压器t的初级线圈一端连接二极管d的阳极，另一端连接负载控制模块lce的从动负载串联端，负载控制模块lce的主动负载串联端和二极管d的阴极外接照明灯，负载控制模块lce的电源负端连接外部交流电源的零线，变压器t的次级线圈连接整流桥u输入端，整流桥u输出正端连接555定时器的电源端和复位端，555定时器的触发端经第一电阻r1连接整流桥u输出负端，555定时器的接地端连接整流桥u输出负端，555定时器的控制端经第二电容c2连接整流桥u输出负端，555定时器的输出端一路经第二继电器k2的线圈连接整流桥输出负端，另一路依次经第二电阻r2和发光二极管vd后连接整流桥u输出负端，555定时器的控制端和重置锁定端短接，第一电容设置于555定时器的重置锁定端和电源端之间，第二继电器k2的常开触点并联于二极管d的两端。

本实施例的优选实施方式为所述驱动单元还包括第三电容c3，所述第三电容c3设置于整流桥u输出正端和负端之间,对整流桥u输出的电压进行滤波处理。

本实施例的优选实施方式为所述555定时器采用ne555芯片。

本实施例所述驱动单元的工作原理为:当区域内的光强检测单元检测感应区域光线较弱需要开灯时，并且红外感应单元检测到感应区域有人时，控制单元控制对应输出点导通，输出点连接的继电器导通，该区域的驱动单元工作，第一继电器k1的常开触点导通，由于二极管d的串入，外部ac220电压被分压后接入照明灯两端的电压较低，仅有99v，此时，对照明灯进行预导通。同时，第一继电器k1导通后，外部ac220电压经变压器t和整流桥u后获得直流电压给ne555芯片供电，ne555芯片的触发端和重置锁定端处于高电平，ne555芯片的输出端处于低电平，第二继电器k2的线圈失电，第二继电器k2的常开触点断开。随着时间的推移，整流桥u输出的电压通过第一电阻r1向第一电容c1缓慢充电，使得第一电容c1两端的电位差越来越大，ne555芯片的触发端和重置锁定端的电位越来越低。当ne555芯片的触发端和重置锁定端的电压低于整流桥电压的1/3时，ne555芯片立即触发置位，ne555芯片的输出端由低电平跳变为高电平，第二继电器k2的线圈得电，第二继电器k2的常开触点导通，使得二极管d被短接，则对应区域的照明灯被点亮，开始全压工作，其他无人区域的照明灯熄灭。本实施例所述驱动单元在照明灯启动后，先采用较低电压使灯具预导通，再施加全压控制灯具工作，从而，避免灯具的启动电流瞬间增大，降低灯具耗电量，防止因过大的瞬间启动电流导致灯丝上氧化物阴极发射电子的能力降低，而造成灯具启动困难，从而延长灯具的使用寿命。

需要说明的是，所述照明灯采用荧光灯。

需要说明的是，所述负载控制模块lce是一种能够判别电路中是否接有负载，并利用有无负载的信息来控制其他负载工作的电路。本实施例中采用负载控制模块lce在由照明灯负载接入的情况下才投入电源，可以进一步节约电能。

需要说明的是，本实施例所述灯光节能控制系统应用于教室，同理，所述灯光节能控制系统也可以应用于其他公共场所。

本发明的技术方案分区域控制照明灯，通过光强检测单元检测感应区域光线的强弱，通过红外感应单元检测感应区域是否有人，只点亮有人的、光线不充足区域的照明灯，在感应区域光线充足或无人时，熄灭照明灯，从而有效避免照明用电浪费的问题，节约能源，提高日光灯使用寿命。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。